耐熱沖擊硼硅酸鹽玻璃浮法成形工藝原理的研究.pdf

1、隨著電子、生物、安全、新能源和航空航天等領(lǐng)域的發(fā)展，對相關(guān)平板玻璃材料提出了更高的要求。硼硅酸鹽玻璃具有非常優(yōu)異的性能，如良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械性能、可加工性能和光學(xué)性能等，能滿足這些要求。同時(shí)，用浮法工藝生產(chǎn)平板玻璃具有許多眾所周知的優(yōu)點(diǎn)，如成本低、產(chǎn)量大、表面質(zhì)量好和品種多等，是大規(guī)模生產(chǎn)平板玻璃的最佳工藝。采用浮法工藝生產(chǎn)平板玻璃，錫槽段的成形工藝及原理是其關(guān)鍵技術(shù)之一。 本課題采用高溫粘度儀、高溫表面張力儀、電

2、子探針、原子力顯微鏡等現(xiàn)代分析測試手段，主要開展硼硅酸鹽浮法玻璃成形工藝和原理的研究。主要工作和得到的結(jié)論如下： 1、研究了硼硅酸鹽浮法玻璃在錫液上的攤平過程，測試了玻璃的高溫粘度，高溫表面張力和高溫密度，比較了硼硅酸鹽浮法玻璃和鈉鈣硅浮法玻璃成形工藝的異同。研究表明： (1)平衡厚度：硼硅酸鹽浮法玻璃的平衡厚度大于鈉鈣硅浮法玻璃的平衡厚度，并隨著溫度的升高而降低，1170℃約為7.46mm，1270℃約為7.10mm。

3、對于硼硅酸鹽浮法玻璃而言平衡厚度(Th)和溫度(T)的關(guān)系滿足經(jīng)驗(yàn)公式Th=12.25-0.00408 T(1170℃

4、本文認(rèn)為拋光過程體現(xiàn)了高溫時(shí)表面張力/粘度比值的微觀效應(yīng)，而平整化過程體現(xiàn)了高溫時(shí)表面張力/粘度比值的宏觀效應(yīng)。浮法玻璃高溫拋光過程中時(shí)間不是限制玻璃表面拋光質(zhì)量的決定因素，溫度是決定拋光質(zhì)量的關(guān)鍵。硼硅酸鹽浮法玻璃在大于1230℃以上的溫度可以達(dá)到良好的拋光效果。 (3)平整化過程：硼硅酸鹽浮法玻璃平整化時(shí)間隨著溫度的升高而縮短，1168.6℃時(shí)大約需要109s，1276.7℃時(shí)大約需要35s。提出以表面張力與粘度在1168.

5、6～1276.7℃范圍的比值(88～97)，并結(jié)合拋光需要的溫度(>1230.0℃)共同決定硼硅酸鹽浮法玻璃攤平拋光區(qū)域范圍的方法。結(jié)合粘度曲線，制定出了硼硅酸鹽浮法玻璃錫槽各區(qū)域的溫度制度。 2、模擬浮法玻璃的成形過程，探索了時(shí)間、溫度和保護(hù)氣體純度對錫離子滲透的影響，比較了相同實(shí)驗(yàn)條件下鈉鈣硅浮法玻璃和硼硅酸鹽浮法玻璃的滲錫特點(diǎn)。最后通過對滲錫量不同的硼硅酸鹽浮法玻璃進(jìn)行熱處理，說明了產(chǎn)生熱加工虹彩的滲錫量臨界值。研究表明：

6、 (1)硼硅酸鹽浮法玻璃涉錫面錫離子滲透深度可達(dá)25～40μm，滲錫量為0.2～1.2 at％。隨著玻璃在錫液上停留時(shí)間的延長滲錫量增多，高溫時(shí)錫離子以縱深方向的擴(kuò)散為主，低溫時(shí)在表面7μm左右以下的表層聚集。由于溫度引起的硼反?，F(xiàn)象，硼硅酸鹽浮法玻璃在1050℃時(shí)產(chǎn)生異常凸起的滲錫曲線，但在較低的溫度下會(huì)由于錫離子的逆擴(kuò)散而消失。 (2)相同條件下硼硅酸鹽浮法玻璃的滲錫量小于鈉鈣硅浮法玻璃的滲錫量。 (3)硼硅