具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供玻璃壳体的强化方法、电子设备壳体以及电子设备实施例。作为在此使用的“电子设备”(或简称为“终端”)包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子设备。手机即为配置有蜂窝通信模块的电子设备。电子设备壳体是电子设备的壳体，电子设备壳体使用了玻璃壳体的强化方法强化，抗磨损能力高。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，图1是本申请电子设备实施例的结构示意图。电子设备100包括电子设备壳体110以及显示屏120。显示屏120安装于电子设备壳体110中。可选地，电子设备100还可以包括但不限于电路板(图未示)、电池(图未示)以及其他功能器件(图未示)等。

请参阅图2，图2是本申请电子设备壳体实施例的结构示意图。电子设备壳体110应用于譬如手机背壳、电脑外壳、智能穿戴设备壳体等设备。可选地，电子设备壳体110还可以设有摄像头口、充电接口、按键口，也可以在电子设备壳体110设置立体纹理，以提升电子设备壳体110的美观性。

电子设备壳体110利用本申请提供的玻璃壳体的强化方法强化而成。在本申请中，玻璃强化指的是将成型后的玻璃进行二次加工，通过改变玻璃表面的化学成分来提高玻璃的强度，强化后的玻璃承受外力时首先要抵消表层应力，其具有强承载能力、抗风压性、抗寒暑性、抗冲击性等。

在本申请中，玻璃壳体的表面压应力指的是粒子渗透到玻璃壳体内部后在玻璃表面及内部形成的压应力，通常粒子渗透越多产生的压应力越大。玻璃壳体的应力层深度指的是粒子渗透到玻璃壳体内扩散的深度。玻璃壳体的中心张应力指的是玻璃内部平衡压应力所产生的应力，从玻璃厚度方向一侧压应力为零起到另一侧压应力为零止。

通常玻璃强化方法可以包括高温离子交换法、低温离子交换法等。其中，低温离子交换法适合对厚度较薄的玻璃使用，低温离子交换法原理是：当玻璃应变温度低于玻璃转变点时，将玻璃浸入离子半径大于玻璃中所含碱金属离子的碱金属化合物的熔盐中，熔盐中的大体积离子被挤压到玻璃网络中。原本由小离子占据的空间，被置换成熔盐。当玻璃冷却时，玻璃网络收缩，体积大的离子需要更大的空间，从而导致玻璃表面产生挤压应力。这种表面挤压应力会在冷却过程中保留在玻璃中，从而在玻璃表面形成致密的压缩层。压缩层的存在会减少玻璃表面的微裂纹，并在玻璃表面形成预压应力层，从而大大提高玻璃的弯曲强度和冲击强度。目前都是使用钾、钠的熔盐例如亚硝酸钾、亚硝酸钠，来进行低温离子交换法，将玻璃表面的钠、锂离子替换。而经本申请玻璃壳体的强化方法不使用对人体有害的亚硝酸盐，强度比使用上述低温离子交换法的强化玻璃高。关于本申请玻璃壳体的强化方法，请继续参阅以下玻璃壳体的强化方法实施例的描述。

如图3所述，图3是本申请玻璃壳体的强化方法实施例的流程示意图，本实施例中，强化方法可以包括：

S11：将玻璃壳体进行一次强化，得到一次强化玻璃。

将已经制备好的玻璃壳体进行一次强化，得到一次强化玻璃。

可选地，玻璃可由溢流下拉法、窄缝下拉法等方式制备而成，制备的玻璃具有优异的平整度和光滑度，不需要研磨、抛光。制备好的玻璃还可以进行切割、热锻成型，以调整玻璃壳体的形状或制备纹理。在本实施例中，玻璃壳体的厚度小于或等于2mm，适用于低温离子交换法对玻璃表面进行强化，并且也符合电子设备壳体轻薄的理念。

在本实施例中，玻璃壳体的一次强化步骤在第一强化液中进行低温离子。第一强化液包括如下质量百分数的各原料：硝酸钾比60％～70％、硝酸钠30％～40％。一次强化的温度为350～400摄氏度，可选为350摄氏度、360摄氏度、370摄氏度、380摄氏度、390摄氏度、400摄氏度。位于该温度下的硝酸钾、硝酸钠处于熔融状态，硝酸钾、硝酸钠具有高的离子迁移和扩散速度，且该温度低于玻璃的转变点。玻璃的转变点指的是玻璃失去玻璃态、能够出现塑料变形，物理性能开始迅速变化的温度，低于转变点的玻璃具有较高的粘度。一次强化的温度不宜过高，太高的温度会使玻璃软化导致压应力下降。

在本实施例中，由溢流下拉法制备而成的玻璃壳体成分可以是铝硅酸玻璃，在其他实施例中，玻璃壳体的材料也可以是其他硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、蓝宝石玻璃等。

具体地，玻璃壳体的一次强化可以将玻璃壳体置于第一强化液中浸泡，在浸泡的过程中，玻璃壳体的锂离子与第一强化液中的钠离子置换，玻璃壳体的钠离子与第一强化液中的钾离子交换，钠离子与钾离子在玻璃壳体中对周边的质点产生挤压应力，形成一次应力层。

可选地，一次强化的时间为100～150min，可以是100min、105min、110min、115min、120min、125min、130min、135min、140min、145min、150min。一次强化的时间也不宜过长，过长地浸泡会使玻璃软化导致压应力下降。

在本实施例中，玻璃壳体的厚度小于或等于2mm，一次强化玻璃的表面压应力为465～605MPa，一次应力层的深度为7.7～9.2um，一次强化玻璃的中心张应力为44～93MPa。一次强化玻璃的以上数值由一次强化的时间、一次强化液的成分含量所决定。

如图4所示，图4为本申请玻璃壳体的强化方法实施例中一次强化前玻璃壳体与一次强化液的成分示意图。其中，A为一次强化液，B为玻璃壳体，C为玻璃壳体与一次强化液的接触面。其中，一次强化液中含有较高浓度的钠离子12和钾离子13，玻璃壳体含有锂离子11和钠离子12，锂离子11和钠离子12在玻璃壳体中主要吸附在氧离子附近，同时玻璃壳体还含有硅氧四面体和铝氧四面体形成的网状结构。一次强化液中的钾离子13和钠离子12可以往玻璃壳内扩散，与玻璃壳体内的锂离子11和钠离子12置换。

如图5所示，图5为本申请玻璃壳体的强化方法实施例中一次强化后玻璃壳体与一次强化液的成分示意图。其中，A为一次强化液，B为玻璃壳体，C为玻璃壳体与一次强化液的接触面。在一次强化后，一次强化液中的钾离子13含量减少，并且一次强化液含有少量来自玻璃壳体的锂离子11。玻璃壳体内含有来自一次强化液的钾离子13和钠离子12。其中，锂离子的半径为钠离子的半径为钾离子的半径为钾离子13和钠离子12在玻璃表面形成嵌挤压应力，形成一次应力层，进而得到一次强化玻璃。

进一步地，在一次强化的步骤之前，可以将玻璃壳体进行预热。在具体的工业制造流程中，玻璃壳体可以在预热炉中进行预热。先将批量的玻璃壳体置于预热炉中，经过20～30min的时间将预热炉升高至300～350摄氏度，再将玻璃壳体在预热炉中保温20～30min，以确保玻璃壳体充分、均匀受热。在预热炉预热的过程中，玻璃壳体插置于不锈钢治具，并且依次间隔约1～2mm，为玻璃壳体受热膨胀提供预留空间，防止玻璃壳体破裂。在预热完后，玻璃壳体的温度升至为300～350摄氏度，用机械抓手将玻璃壳体连同不锈钢治具抓取至一次强化炉中进行一次强化，强化炉中含有硝酸钾比60％～70％、硝酸钠比30％～40％的一次强化液，强化炉内一次强化液的温度为350～400摄氏度。玻璃壳体在一次强化炉一次强化时间为100～150min。在一次强化后，对一次强化玻璃在空气中进行滴液冷却至室温，滴液冷却时间约6min～10min。

经过一次强化后，一次强化玻璃中的表面具有较强的应压力，为本实施例的二次强化步骤做铺垫工作。且本实施例中的一次强化玻璃不含有亚硝酸盐，对人体无害。

S12：将一次强化玻璃在二次强化液中进行二次强化，以得到二次强化玻璃。

玻璃壳体经过上述步骤强化后，得到一次强化玻璃，将一次强化玻璃置于二次强化液中进行二次强化处理，得到二次强化玻璃。

玻璃经一次强化处理后，其表面压应力为465～605MPa，但是经过一次强化的玻璃在日常的使用中仍可能被硬物划伤或刺穿。并且一次强化液中的钾离子和钠离子随强化时间和强化次数浓度会降低，多次使用后的一次强化液强化的玻璃的表面压应力值降低。因此在本实施例中，一次强化玻璃还可以二次强化提升玻璃强度。

具体地，二次强化步骤在二次强化液中进行，二次强化液包括纯度为99％的锡液，一次强化玻璃浸泡于二次强化液中。锡液为熔融状态下的锡，第二强化液的温度为300～350摄氏度，例如可以是300摄氏度、310摄氏度、320摄氏度、330摄氏度、340摄氏度、350摄氏度。在此温度下锡高于锡的熔点，锡为液态，锡的扩散能力增大。99％以上纯度的锡液中含有锡原子或者锡离子，一次强化玻璃在二次强化液中进行二次强化的过程中，锡原子或者锡离子能够扩散进入一次强化玻璃中，在一次强化玻璃的表面形成二次应力层，以得到二次强化玻璃。

可选地，二次强化的时间为20～40min，例如可以是20min、22min、23min、25min、27min、29min、30min、32min、35min、37min、39min、40min。

在本实施例中，二次强化的温度小于一次强化的温度，二次强化的时间短于一次强化的时间。故二次强化的能量消耗比一次强化的小，且可以缩短生产周期。

在本实施例中，一次强化玻璃的的厚度小于或等于2mm，经过二次强化后，二次强化玻璃的表面压应力可以达到1000～1200MPa，二次应力层的深度为7.2～8.5um，二次强化玻璃的中心张应力为50～95MPa。二次强化玻璃的以上数值由二次强化的时间、二次强化液的成分含量所决定。一次强化玻璃经二次强化后，表面压应力能够有效提高，二次强化玻璃的强度也随之提升。

如图6所示，图6是本申请玻璃壳体的强化方法实施例中二次强化前一次强化玻璃与二次强化液的成分示意图。其中，A’为二次强化液，B’为一次强化玻璃，C’为二次强化液与一次强化玻璃的接触面。二次强化液中含有高浓度的锡原子或者锡离子14，一次强化玻璃中含有锂离子11、钠离子12和钾离子13，同时还含有硅氧四面体和铝氧四面体形成的网状结构。

如图7所示，图7是本申请玻璃壳体的强化方法实施例中二次强化后一次强化玻璃与二次强化液的成分示意图。其中，A’为二次强化液，B’为一次强化玻璃，C’为二次强化液与一次强化玻璃的接触面。此时锡原子或者锡离子14扩散进入玻璃表面内，大离子半径的锡原子或者锡离子14在玻璃表面产生嵌压应力，形成二次应力层。锡原子或者锡离子14的半径约为大于锂离子11、钠离子12和钾离子13的离子半径，因此，二次强化后得到的二次强化玻璃的表面压应力值大于一次强化玻璃的表面压应力值，二次强化玻璃抵抗外界冲击载荷及裂纹扩展的能力也比一次强化玻璃强。

在本实施例的具体工业制作流程中，在将一次强化玻璃置于二次强化液中强化处理前，可以将一次强化玻璃进行预热处理。预热玻璃在预热炉中进行，将批量的一次强化玻璃插置于不锈钢治具中，每个一次强化玻璃依次间隔约1～2mm，为玻璃壳体受热膨胀提供预留空间，防止玻璃壳体破裂。将预热炉经过20～30min的时间升温至250～300摄氏度，再将一次强化玻璃在预热炉中保温20～30min，以确保玻璃壳体充分、均匀受热。在预热完后，一次强化玻璃的温度升至为250～300摄氏度，用机械抓手将一次强化玻璃连同不锈钢治具抓取至二次强化炉中进行二次强化。其中，二次强化炉中含有纯度为99％以上的锡液，二次强化炉中的温度为300～350摄氏度。并且二次强化炉中通入保护气体，防止在二次强化的过程中锡液与空气中的氧形成氧化物。保护气体可以是氮气和/或氢气。一次强化玻璃在二次强化炉中的二次强化时间为20～40min，二次强化后得到二次强化玻璃。

在本实施例中，二次强化液包括纯度为99％以上锡液，锡液的浓度很高，因而锡液可以重复使用来进行多次二次强化。二次强化液的寿命可以达到150pcs/kg(每千克二次强化液可以制备的二次强化玻璃的件数)或以上，不仅可以节约二次强化液的材料，还可以保证二次强化液的玻璃强度不会因二次强化液的使用次数而降低。

可选地，如图8所示，在上述步骤S12之后还可以包括：

S13：在保护气体下，对二次强化玻璃进行滴液冷却6～10min。

二次强化处理后得到的二次强化玻璃温度为300～350摄氏度，需要对二次强化玻璃进行冷却处理。冷却采用滴液冷却的方法，对二次强化玻璃滴液6～10min后冷却至室温。

在未冷却的情况下，锡元素易与氧气反应形成氧化物(例如二氧化锡或四氧化锡)，因而在滴液冷却的环境中仍需通入保护气体，保护气体可以是氮气和/或氢气。

S14：将二次强化玻璃降温至5～15摄氏度，使用弱碱液清洗二次强化玻璃。

在二次强化以及冷却的过程中，二次强化玻璃的表面可能会残留未进入玻璃表面的锡，且锡元素可能会在二次强化玻璃的表面与氧气形成锡的氧化物，影响二次强化玻璃的外观。因此需要对二次强化玻璃进行清洗处理。

将二次强化玻璃滴液冷却至室温后，再将二次强化玻璃的温度降至5～15摄氏度，例如降至5摄氏度、8摄氏度、10摄氏度、12摄氏度、15摄氏度。在低温下的锡或者锡的氧化物展现出本征脆性，此时可以使用弱碱液对二次强化玻璃进行清洗，将附着在二次强化玻璃表面的锡或锡的氧化物清洗干净。弱碱液可以是碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液、醋酸钠溶液等弱碱性溶液。经过清洗后，最终制备得到高强度的强化玻璃壳体。

综上，本申请提供了玻璃壳体的强化方法、电子设备壳体以及电子设备。玻璃壳体的强化方法采用了锡液为二次强化液来强化玻璃壳体，能够实现的有益效果包括但不限于：能够制备比碱金属化学钢化玻璃强度更高的玻璃；玻璃只需经过两次强化，强化的流程工业简单，制造周期短；二次强化处理的时间短，强化温度低，节约能量；二次强化液的使用寿命高，二次强化液的使用寿命在碱金属溶液的十倍左右；整个玻璃壳体的强化工艺中不含有毒物质，制备得到的二次强化玻璃对人体皮肤无害。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。