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浮法玻璃下表面滲錫的研究進展及治理方法

來源:玻璃雜志 作者:郭衛、王艷霞 2018/8/6 11:50:11

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中玻網】浮法玻璃的成形是在熔融的錫液表面進行,錫槽內環境比較復雜,存在著玻璃液-錫液-錫槽保護氣體的三相系統。錫液在1 000℃左右與玻璃液的浸潤角為175°,基本上不浸潤。但因為錫槽密封不良、保護氣體的純度不高或者玻璃液本體的原因等都會造成錫液的污染,而錫的氧化物卻會嚴重污染玻璃液。在玻璃的結構中陰離子多面體間頂角相連形成三度空間連續的網絡,而堿金屬或堿土金屬陽離子作為網絡外體,填充在網絡的空隙中。這些陽離子與網絡結構之間呈現較強的離子性,鍵間結合力較弱。當玻璃液流入到錫槽中,漂浮在溫度較高的熔融錫液表面時,與多面體網絡結構結合力弱的陽離子就處于活化態,此時便會發生離子交換和離子擴散,這樣錫離子向玻璃表面擴散和滲透,造成滲錫。

  經研究發現,少量的滲錫有利于改善玻璃抗化學侵蝕和抗發霉。但當玻璃下表面的滲錫超出一定量時,就會引起玻璃鋼化彩虹,是指浮法玻璃進行熱加工時,下表面呈現彩光,在顯微鏡下觀察玻璃表面有微皺紋,微皺紋對光線干涉,反射時呈現彩色,直接影響了玻璃的質量。不僅如此,還會影響到玻璃的力學強度、介電性能和光學性能等。隨著滲錫量的增加,玻璃的抗彎強度先加大后減小。并且在雙環實驗過程中,當受壓面為滲錫面時抗彎強度要高于氣氛面作為受壓面時測得的抗彎強度。

  減少滲錫量,通常采取以下幾點:(1)合理的成形溫度制度,在相同的處理時間下,玻璃下表面的滲錫量會隨著溫度的升高而加大。因此,需要根據不同厚度、不同規格的玻璃,設置合理的成形溫度制度,控制高溫區長度及溫度范圍,減少錫離子的擴散和滲入;(2)加強錫槽密封,提高槽壓,保持錫槽氣氛的潔凈。保持錫槽內氮氣和氫氣保護氣體的純度和總量,使錫槽內保持適當的微正壓(3~5 Pa,有時甚至到10 Pa左右);(3)加鐵還原,理論上鐵的還原性比錫強,在錫液中加入單質鐵可以發生Fe+Sn2+→Sn+Fe2+或者是4Fe+3Sn4+→3Sn+4Fe3+的反應,從而使得錫液的污染度降低。

  因此,尋求合適的方法,減少滲錫量,對于提高浮法玻璃的產品質量是非常有意義的。

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