錫對(duì)超薄浮法玻璃熱膨脹系數(shù)和黏度的影響研究

引言浮法玻璃的滲錫是錫槽中錫液、玻璃液和保護(hù)氣體相互作用的結(jié)果，是不可避免的，并且超薄浮法玻璃在后期深加工的時(shí)候，滲錫會(huì)造成浮法玻璃出現(xiàn)“鋼化彩虹”及“翹曲”等問(wèn)題。對(duì)于超薄浮法玻璃而言，滲錫對(duì)玻璃空氣面和錫面的影響更顯著，會(huì)造成浮法玻璃錫面和空氣面成分、硬度等結(jié)構(gòu)以及物理或化學(xué)性質(zhì)有所區(qū)別。本文從玻璃本體出發(fā)，將浮法玻璃按照層狀結(jié)構(gòu)處理，以實(shí)際測(cè)到的超薄浮法玻璃表面成分?jǐn)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并熔制實(shí)驗(yàn)室樣品，來(lái)探討滲錫對(duì)浮法玻璃高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)及黏度的影響。實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)試樣實(shí)驗(yàn)試樣為本單位實(shí)驗(yàn)室熔制的玻璃樣品，本實(shí)驗(yàn)從玻璃本體出發(fā)，以實(shí)際測(cè)到的不同滲錫量的玻璃表面成分?jǐn)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，模擬浮法玻璃錫面和空氣面的成分差異，設(shè)計(jì)并熔制不同錫含量的樣品3個(gè)，編號(hào)為A、B、C。（2）測(cè)試方法本實(shí)驗(yàn)樣品的熱膨脹系數(shù)采用林塞斯高溫線膨脹儀L75進(jìn)行測(cè)試，將熔制的樣品進(jìn)行切割和磨拋，制成長(zhǎng)約20mm，寬約5mm的條狀樣品，選擇升溫速率為5℃/min，升至800℃后降溫。本實(shí)驗(yàn)采用RSV-1600旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)對(duì)不同錫含量的樣品進(jìn)行了高溫黏度測(cè)試，測(cè)試溫度范圍為1100～1460℃。結(jié)果與分析（1）滲錫對(duì)超薄浮法玻璃熱膨脹系數(shù)的影響熱膨脹系數(shù)是材料物理性能中一個(gè)非常重要的參數(shù)，是指物體溫度升高1℃時(shí)單位長(zhǎng)度或體積上所增長(zhǎng)的長(zhǎng)度或體積，玻璃的熱膨脹性能不僅能反映出玻璃的熱歷史及其結(jié)構(gòu)性能，在玻璃深加工過(guò)程中，更能直接反應(yīng)玻璃結(jié)構(gòu)隨溫度的變化情況。為了模擬超薄玻璃錫面和空氣面的成分差異，以測(cè)到的不同滲錫量的玻璃表面成分?jǐn)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并熔制不同錫含量的樣品3個(gè)，編號(hào)為A、B、C，其中A樣品SnO2含量為1.77%，B樣品SnO2含量為0.34%，樣品C為不加錫的樣品，樣品化學(xué)組成如表1所示。不同SnO2含量樣品的熱膨脹曲線如圖1所示。

圖1不同SnO2含量樣品的熱膨脹曲線熱膨脹曲線的絕對(duì)膨脹值是指在升溫過(guò)程中，一定溫度下被測(cè)玻璃樣與標(biāo)準(zhǔn)樣的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的差值，是玻璃在常溫下與某點(diǎn)溫度時(shí)的絕對(duì)伸長(zhǎng)量，玻璃的絕對(duì)膨脹曲線可以更明確地顯示出樣品在宏觀上的膨脹量。圖2為不同SnO2含量樣品的絕對(duì)膨脹曲線。

圖2不同SnO2含量樣品的絕對(duì)膨脹曲線由圖2可以看出，隨著溫度的升高，樣品的絕對(duì)膨脹變化規(guī)律為：C＞B＞A，即SnO2含量較低的樣品，其絕對(duì)膨脹量較大；SnO2含量較高的樣品，其絕對(duì)膨脹量最小。（2）錫對(duì)超薄浮法玻璃黏度的影響本實(shí)驗(yàn)采用RSV-1600旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)對(duì)不同錫含量的樣品進(jìn)行了高溫黏度測(cè)試，測(cè)試溫度范圍為1100～1460℃。各樣品的低溫黏度曲線的擬合可根據(jù)VFT公式所獲得：VFT公式適合于玻璃的整個(gè)溫度范圍，A、B和T0為常數(shù)。確定這三個(gè)值至少需要知道三對(duì)黏度與溫度的數(shù)值：①玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)溫度及對(duì)應(yīng)黏度；②玻璃軟化區(qū)溫度及對(duì)應(yīng)黏度；③下沉溫度區(qū)溫度及對(duì)應(yīng)黏度（黏度小于103.22Pa·s）。各樣品選取的黏度與溫度值見表2；根據(jù)VFT方程可以獲得前項(xiàng)A、假想活化能B和VFT溫度值，見表3；最后可獲得低溫黏度擬合的圖譜，如圖3所示。表2樣品的黏度與溫度值表3VFT方程參數(shù)值圖3樣品低溫黏度曲線由圖3可以看出，溫度-黏度曲線逐漸向上平移，在同一溫度下，樣品的黏度大小規(guī)律為：A＞B＞C，即在同一溫度下（低于850℃），SnO2含量較低的樣品，其黏度較?。籗nO2含量較高的樣品，其黏度較大，一般認(rèn)為，浮法玻璃黏度較大，其熱膨脹系數(shù)較小，這也與高溫?zé)崤蛎浀臏y(cè)試結(jié)果符合。結(jié)論通過(guò)對(duì)不同滲錫量的玻璃樣品進(jìn)行模擬并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室樣品熔制，對(duì)各樣品進(jìn)行高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)及高溫黏度的測(cè)試和分析，得出以下結(jié)論：（1）在同一溫度下，隨著SnO2含