镀膜玻璃生产中炸板和掰分问题的分析与探讨

　　本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布：

　　引言

　　浮法玻璃企业已经向大规模多品种方向发展，而熔窑（词条“熔窑”由行业大百科提供）受当时建造条件影响吨位都比较小，生产原片毫无优势。目前镀膜玻璃的附加值还比较高，市场需求也日渐增长，镀膜玻璃的经济效益就凸显出来了，陆续开发出红色系、灰色系、蓝色系等多类镀膜产品供应市场。最近，又推出一个蓝色系品种，生产过程中退火、纵切纵掰和横切横掰出现一系列问题，尤以掉角、白边、横断、炸板等缺陷比例太高，5～6.5mm玻璃镀膜后都会出现上述缺陷。本文针对我公司镀膜玻璃生产中炸板和掰边问题的实际解决做些浅易分析和探讨。

　　1 在线镀膜工艺概述

　　采用化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition)技术在线生产镀膜玻璃，即在低压的均匀载体气流引导下，让气体或蒸汽的镀膜材料在热基片上流过并与基片反应，而沉积出氧化物膜层。热的玻璃基片所具有的热能足够使反应源液滴在非常接近基片表面的上方气化，然后不同的气相反应源相互反应开始沉积。但液滴直接沉积在基片表面会降低膜层的均匀性（词条“均匀性”由行业大百科提供），液滴相对于物料蒸汽的颗粒度的匹配性和物料性质决定了膜层结构的均匀性，多层供料(进料口就有8 个)是一种控制膜层均匀性的方法。雾化器喷出的液滴平均直径不足10μm，甚至更小。有报道称基片650℃时CVD 沉积速率能达100nm/s。膜层是氧化物形成的薄膜，镀膜过程中还要引入氧气参与反应，这对锡槽是有害的，而多组气幕则是用来避免氧气泄露的;同时，锡槽后区保护气中的氢含量也由5%提高到7.6%来确保还原气氛。气化物质浓度与物质原子向基片表面迁移渗入玻璃的数量直接影响膜层厚度，据测量底膜厚度约80nm，顶膜厚度约200nm。

　　该技术膜层沉积速率低，要求镀膜反应区比较长，设备安装在锡槽收缩（词条“收缩”由行业大百科提供）段中后部，生产时需要严格的工艺控制以保证气氛要求。此时玻璃还在锡槽内处于600℃以上高温，反应活性还很强，玻璃表面也洁净新鲜，膜层与玻璃基片通过化学键结合，被烤入了玻璃，成为了玻璃的一部分，膜层化学稳定性和热稳定性很好。在线膜系设计详见表1。

　　2 问题的引出和机理分析

　　在珍珠蓝试生产阶段，经常是玻璃一出退火窑就已经发生劈边或炸板了，破碎损失太多。镀膜之后膜层边缘在牙印附近，玻璃纵向炸裂多会发生在牙印内侧到板中范围内。纵向裂开的长度有5～30m(如果不处理也许在A 区、B 区就开始炸裂了)，有时引发横炸。纵切纵掰和横切横掰时玻璃显得很硬、很脆，无法分片，其表现为：

　　(1)掰边时绝大多数不沿刀口断开，在第一次掰边时比较顺利，二次掰边时玻璃会整板炸碎或掉角;

　　(2)分片和横掰时炸碎或是出现掉角和白渣。玻璃板掰断时白渣严重，整个板宽方向几乎都有，且多集中在玻璃板的一面。这些现象表明玻璃板横向应力分布是不合理的，应力直接影响到玻璃的强度。高温熔融的玻璃液冷却（词条“冷却”由行业大百科提供）固化形成温度梯度是热应力产生的原因，把它二维分解为：

　　(a)表层应力：它是由玻璃板横向温度梯度不均引起的。各种在线应力仪测出的就是这种应力，它只取决于玻璃板横向温度分布。如果退火窑B 区横向温度不均，多产生永久平面应力;C区之后的横向温差则导致暂时平面应力。平面应力是影响玻璃板的掰边和横掰的主要因素，掰断去边之后，平面应力会消失大部分。

　　(b)厚度应力：也称端面应力，是由玻璃表面与板芯在冷却时纵向温度梯度引起的。它受退火窑长度影响，在退火窑长度一定时，各个区的进出口温度(即冷却速度)直接决定了应力的大小。厚度应力不但对玻璃板的横掰和掰边有影响，对深加工也有很大影响，而在线应力仪是测不出厚度应力的。

　　表层应力是远大于端面应力的，其破坏性也远大于端面应力，这也是本文着重于解决玻璃板横向温度差的原因之一。

　　镀膜玻璃的平面应力分布详见图1 所示，即正常情况下，玻璃板中部是微弱的张应力，边部是微弱的压应力（词条“压应力”由行业大百科提供），结合玻璃切割状态的性能看零应力区要在牙印内侧。当镀上膜后则表面应力曲线就会变化，一般来说都会有所增加，零应力区的位置相应内移。膜层也使玻璃板边部温度降增大。如果玻璃板所受应力继续增加，当玻璃边部张应力大于抗张强度时，一旦出现薄弱区域—结构应力和张应力交汇的地方，就会炸裂释放应力。由格里菲斯(Griffith)脆性断裂理论解释为：玻璃内部是存在微裂纹（词条“裂纹”由行业大百科提供）的，开始时微裂纹尖端应力不断集中，继而微裂纹扩展延伸到应力平衡区，之后会沿着玻璃板的最佳自身切割线纵向延伸。与机械应力和镀膜之后形成的结构应力等因素互相影响，最终导致了镀膜玻璃纵炸的发生。横炸同理。

上一页12下一页