浮法工艺对高铝盖板玻璃化学钢化性能的影响分析.pdf
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1、建筑玻璃与工业玻璃2024,1 -11-0引言本文所提超薄玻璃板在化学钢化后的钢化性能表征,是指产品在化学钢化后的表面应力、交换层深度。而决定玻璃产品化学钢化性能的因素主要与玻璃配方、钢化温度时间、盐浴组成、应力松弛有关。其中,量产产品的配方获得路径:通过配方开发优选几组钢化性能较好的配方,进一步中试生产,通过中试生产确定玻璃的熔化成形等生产性能以及验证钢化性能、综合强度最佳的配方。中试生产一般在60L单坩埚完成,成形后的产品经过精密退火-开片-精磨-抛光等冷加工后钢化,测试钢化性能和综合强度,最后优选出最佳的配方。浮法生产时选用中试优选出的配方,配方基本不变,当生产稳定后,开始取样进行系统的
2、钢化工艺研究,获得不同厚度、不同规格产品的最佳钢化工艺。1钢化性能指标的差异XX年XX公司30TPD浮法F01生产线在生产出厚度为1.0mm的超薄产品后,同时取中试生产条料切片产品和F01生产线的浮法产品,两组产品经相同的加工方式加工后,在不同钢化工艺后检测出两种产品的钢化性能,统计表如表1。从表1可以看出:一是两组产品钢化后的两项主要钢化指标均存在明显的差异,浮法产品表面应力值较条料产品平均降低约260MPa,相应的应力层深度平均增加约11m;二是此种钢化性能差异不管采取何种钢化工艺基本上都是同步的。相同的产品设计配方,同样的后续冷加工方式,不同的生产方式为何出现了这种明显的差异呢?本文从浮
3、法成形生产方式玻璃板上下表面与本体玻璃的成份差异、退火应力等因素对产品钢化性能的影响因素进行分析,获得浮法生产方式对超薄化学钢化性能影响因素。表 1中试和浮法产品钢化性能对比钢化工艺表面应力/MPa应力层深度/m中试产品浮法产品应力差值中试产品浮法产品深度差值430-6H9506902603651-15430-3H9907202702741-14420-6H9907302603244-12420-4H10207602602736-9410-6H10307602702740-13410-4H10507902602332-9400-6H10508002502535-10400-5H10808402
4、402030-102主要影响因素分析2.1成分差异影响分析前述已提到玻璃的设计配方是决定玻璃本征强度的一个重要因素。众所周知,普通浮法玻璃(Na2O-CaO-SiO2系统)生产出的玻璃板表面成分相对于玻璃板中部成分存在着明显的差异,此种成分差异是采取浮法工艺生产后产品的典型特征(缺陷)。XX公司高铝玻璃系列产品均属于Na2O-Al2O3-SiO2系统,在浮浮法工艺对高铝盖板玻璃化学钢化性能的影响分析龚财云(成都光明光电股份有限公司,成都610100)Architectural&Functional Glass 1 2024-12-法生产后也存在如此的特征差异,如表2统计情况。成分上Si2O、A
5、l2O3、Na2O等与玻璃的结构紧密程度密切相关,且在Na2O-Al2O3-SiO2玻璃系统中,这种差异也将在化学钢化时对Na+的自扩散系数产生影响,直接影响到产品在化学钢化时离子交换的程度和深度,即对产品的钢化性能也有明显影响。表 2特征差异统计样品状态配方中质量百分含量/wt%分子百分含量(mol%)Al/Na与中试Al/Na差值Na2OAl2O3Na2OAl2O3条料样品21.1713.018.3722.412.680.002012.5.11板上表面19.9713.258.4921.062.48-0.202012.5.22板上表面19.8113.268.5320.922.45-0.222
6、012.6.18板上表面19.1313.708.8320.292.30-0.382012.5.11板下表面21.6412.748.2022.912.790.122012.5.22板下表面21.8012.758.2323.142.810.142012.6.18板下表面20.3712.868.2122.652.760.08由表2可以看出,浮法玻璃生产出的产品板上/下表面的Al/Na值明显与条料产品的Al/Na值不同。国内武汉理工大学教授在做这方面研究后,指出Al/Na的增加将使化学钢化时Na+、K+离子扩散深度增加,相对于标准样品而言,离子扩散深度的增加则将导致表面钢化应力值的降低,也即板下钢化性
7、能降低,反之亦然。同时,浮法生产工艺造成的板上/下成分的差异深度也是基本相同的,但分布差异却明显不同。表3是SEM电镜测试Na2O同一块玻璃板在不同加工厚度下板上下的成分差异比较表。表 3成分差异统计抛光厚度Na2O-板上Na2O-板下Na2O-中试0-m14.6715.2315.505-m15.8115.0215.4710-m15.3114.8815.4820-m15.9815.8815.5130-m15.7715.4915.5040-m15.4415.5315.490-m 5-m 10-m 20-m 30-m 40-m16.5016.0015.5015.0014.5014.00Na2O-板
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