浮法玻璃表面的理化特征

摘 要：浮法玻璃在實際應用過程中，具有平整度高和生產效率高的特點，在實際中得到了廣泛的應用。為了保證浮法玻璃生產質量，在實際過程中，需要對浮法玻璃表面理化特征進行分析，從而提升浮法玻璃生產工藝水平，創造跟多的經濟效益和社會效益。因此，本文從浮法玻璃形成的特點出發，接著論述了浮法玻璃表面的理化特征。

關鍵詞：浮法玻璃；表面；理化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.228

0 引言

隨著浮法玻璃的應用，其良好的性能逐漸被人們接受。但是在實際生產過程中，受到自身生產工藝過程的影響，導致錫朝著玻璃內部進行擴散，這種擴散情況，導致玻璃避免與玻璃本體之間成分變得不同，并且在外界因素的影響下，影響了玻璃的網絡結構。由此可知，與其他普通玻璃相比，浮法玻璃表面具有獨特的物理化學特征。因此，本文針對浮法玻璃表面理化特征展開論述。

1 錫在浮法玻璃表面層熱擴散特征

在浮化玻璃生產過程中，受到生產工藝的影響，導致錫在玻璃表層會產生一定的熱擴散現象，出現與其他玻璃不同的特征。下面就針對錫在浮法玻璃表面層熱擴散特征展開論述。

第一，滲錫量特征。在實際生產過程中，玻璃溶體就會漂浮在熔融的錫液上，在這種條件下，錫就會通過玻璃的下面進行擴散。并受到錫高溫揮發的影響，導致玻璃熔體上部的空間錫槽內存在一定的氣態錫，會隨著時間的推移，深入到浮法玻璃的表面。在通常情況下，錫在玻璃下表面擴散深度大約為10微米，受到生產條件的不同，也會存在的不同的差異。在錫擴散到玻璃表面以后，錫液與玻璃液接觸時間越長，就會導致錫槽溫度越高，周圍保護氣體的純度就會越低。

第二，駝峰特征。在距離浮法玻璃表面0.001微米處，就能夠觀察到氧化錫，但是在超過20微米以后，就很難再檢測到錫了，但是在進行檢測過程中，在浮法玻璃表面下4—10微米處，會出現滲錫量的峰值，呈現出駝峰的特征，峰值的出現于錫價態的變化有著很大的關系。

第三，在硅酸鹽玻璃生產過程中，Sn2+配位會呈現出四面體的結構形式，3個軌道會分貝和3個氧絡結合，而剩余的一對孤對電子占據第4個軌道。Sn4+配位狀態呈現為八面體結構。因此，在進行浮法玻璃生產過程中，由于Sn2+占據多數，并且內部玻璃網絡具有很好的連接性，需要生產人員結合實際情況，增加表面的硬度和彈性模量。

2 浮法玻璃表面化學成分分部特征

在浮法玻璃表面，化學組成主要在高溫的影響下，有的元素出現了揮發情況，導致玻璃本體組成出現一定的差異。Na+會從浮法玻璃帶表面出現散失的情況，使得表面層的氧化鈉含量比玻璃本體底。Ca2+也會從玻璃兩個表面散失，導致氧化鈣含量也會比玻璃本體低。但是在實際生產過程中，S會從表面散失量較少，但是留在下表面的S，會轉化成硫化物，這是導致浮法玻璃變黃的原因。但是隨著其他元素的蒸發，就會增加浮法玻璃表面的二氧化硫。

在錫離子的影響下，浮法玻璃要具有熒光特征，在玻璃下表面，隨著錫的擴散，從而形成了一層富錫層，當玻璃受到地強度的紫外光線照射時，就會出現黃色熒光，這種特性被應用在浮法玻璃判定上。

在通常情況下，檢測人員可以利用X-射線熒光光譜法對浮法玻璃表面進行元素分析和測試。經過測試的結果，浮法玻璃下表面40nm深度內錫和鐵的含量和上表面的含量存在很大差距。

3 浮法玻璃表面物理性質的變化特征

根據國外學者研究，采用納米壓痕法，可以測定2mm浮法玻璃表面的硬度和彈性模量，根據最終的結果，玻璃上下硬度和彈性模量出現一定程度的增加。并且在100nm表面層內，相應的玻璃硬度就會增加10%。因此，就針對浮法玻璃表面物理性質的變化特征展開論述。

第一，在實際應用過程中，浮法玻璃上下兩個表面強度和缺陷尺寸存在著很大的差異。尤其在下表面具有較大的缺陷尺寸，表面強度比較弱。還有的學者，詳細測定了浮法玻璃表面的瑕疵尺寸，發現浮法玻璃下面的瑕疵長度要比上表面的瑕疵長度要長。在浮法玻璃表面瑕疵深度上，下表面就會比上表面深。這說明在很大程度上，影響浮法玻璃表面狀態因素很多，具體包括化學成分、玻璃內部結構等。在進行浮法玻璃表面滲錫量與折射率測定過程中，隨著身錫量的增加，相應的就會增加玻璃的折射率。

在進行浮法玻耐風化性測定過程中，浮法玻璃鈉鈣硅玻璃下表面比上表面更具有耐風化性能，并且在離子浸析作用下，鈉離子會隨著時間的推移，出現析出的現象，并且會增加硅和氫的含量，因此，就會在浮法玻璃表面形成一層大約10納米的薄層，在實際過程中，薄層在第一年內增加速度較快，隨著時間增加，厚度不會再增加，這種薄層形成以后，就發揮保護作用，從而避免玻璃內部受到風化影響。

綜上所述，在實際生產過程中，由于浮法玻璃生產工藝的特殊性，在玻璃表面呈現化學和物理成分的變化，并且玻璃網絡結構也出現細微的變動，就會導致浮法玻璃表面與內部結構出現一定的變動，影響到玻璃內部的折射率、強度、硬度、耐久性以及耐風化性等性質。因此，為了發揮浮法玻璃在實際應用中的作用，還需要對浮法玻璃表面理化性能特征進行分析，從而提升浮法玻璃性能，滿足實際生產的需要。

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作者簡介：范衛華（1977-），男，河南駐馬店人，本科，助理工程師，研究方向：浮法玻璃生產技術與設備。