钠钙平板玻璃表面化学处理与特性研究

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近年来,钠钙平板玻璃深加工企业发展极快,对用于深加工的平板玻璃表面质量的要求也相应增加。平板玻璃强度不足以及表面化学稳定性差一直是限制平板玻璃应用的普遍性问题,而风化引起的力学性能和表面性能变差,造成企业高额损失,严重影响到企业的发展。本文以钠钙平板玻璃为研究对象,从两部分内容研究化学处理对其表面状态、抗折强度以及抗风化性能的影响。第一部分是采用超声酸处理的方法对浮法玻璃和格法玻璃表面进行改性,研究了HF、H2SO4加入量、侵蚀温度、侵蚀时间对玻璃抗折强度以及表面特性的影响,实验中采用金相显微镜观察酸处理前后玻璃样品的表面形貌,采用表面界面性能测试仪检测样品的抗折强度,采用数显测厚仪测量样品表面的侵蚀厚度,采用红外反射光谱仪表征样品酸处理前后的表面状态,接触角测试仪测量样品酸处理后的润湿状态。实验结果表明,影响浮法玻璃酸处理实验的最佳工艺参数为:HF浓度为10wt%, H2SO4浓度为30wt%,侵蚀温度为25℃,侵蚀时间为15min,超声功率为125W,最佳侵蚀厚度为42μm左右;影响格法玻璃酸处理实验的最佳工艺参数为:HF浓度为20wt%,H2SO4浓度为20wt%,侵蚀温度为25℃,侵蚀时间为15min,最佳侵蚀厚度为48μm左右。通过酸处理后,玻璃表面的缺陷减少,表面变得平整光滑。第二部分研究的是镀有SiO2膜层的浮法玻璃与未镀膜的玻璃原片在相同风化条件下的化学稳定性。实验采用恒温恒湿试验箱进行人加速风化实验,主要研究了不同风化条件对玻璃表面特性的影响。采用扫描电镜观察风化后样品的表面形貌,采用红外反射光谱仪测试样品风化前后的表面结构变化,采用接触角测试仪检测样品风化前后的表面润湿状态。结果表明,随着风化条件的逐渐加剧,两组玻璃的风化状态均逐渐加重,但镀膜玻璃的风化状况明显好于未镀膜的样品,且表面润湿性好于未镀膜玻璃,说明当浮法玻璃表面镀有SiO2膜层后,膜层能够很好地阻挡玻璃表面Na+与空气中H+、H3O+的交换,有效地抑制玻璃表面风化的发生,使玻璃的抗风化能力明显提高。
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