熱處理對(duì)浮法玻璃和Low-E玻璃表面組成的影響

上官旻杰，趙青南,，林鴻劍，董玉紅，趙 杰

(1.武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070;2.江蘇秀強(qiáng)玻璃工藝股份有限公司，宿遷 223800)

0 引 言

在玻璃加工及鍍膜和真空玻璃封裝過(guò)程中，鋼化、退火、鍍膜、清洗等不同的處理工藝往往會(huì)改變其表面組成，從而影響玻璃的后續(xù)加工和使用性能。鋼化等熱處理工藝會(huì)改變玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改變玻璃成分在玻璃中的擴(kuò)散系數(shù)，加速玻璃內(nèi)部離子向表面擴(kuò)散。肖子凡[1]認(rèn)為熱處理溫度升高，玻璃結(jié)構(gòu)松弛程度加大，使離子的擴(kuò)散能力倍增。Banerjee等[2]發(fā)現(xiàn)真空熱處理溫度到達(dá)300 ℃以上，玻璃表面的Na+等金屬有揮發(fā)現(xiàn)象。趙耀麗[3]發(fā)現(xiàn)浮法玻璃表面90%的錫為Sn2+，加熱后表面的Sn2+部分氧化為Sn4+。張勤[4]認(rèn)為，玻璃表面Na+促進(jìn)表面Sn2+的擴(kuò)散，而Ca2+會(huì)抑制表面Sn2+的擴(kuò)散。通過(guò)在玻璃表面鍍制SiNx膜層可以有效阻擋金屬離子的擴(kuò)散并防止表面H2O的滲透[5]。Koo等[6]發(fā)現(xiàn)厚度達(dá)30 nm的SiNx阻擋層能有效阻止浮法玻璃基片中的Na+擴(kuò)散進(jìn)入功能薄膜。陳暉等[7]發(fā)現(xiàn)真空退火有利于玻璃表面SiNx膜的結(jié)構(gòu)致密化，能更有效阻擋堿金屬的擴(kuò)散。孫瑤等[8-9]發(fā)現(xiàn)，線性離子源濺射對(duì)玻璃表面的清潔效果優(yōu)于超聲波，其中Ar離子束刻蝕效率最高。張大偉等[10]用定向離子清洗玻璃表面時(shí)，發(fā)現(xiàn)Ca原子先于Si原子脫離，產(chǎn)生優(yōu)先濺射。針對(duì)平板玻璃及其鍍膜產(chǎn)品的表面化學(xué)組成研究，目前主要是探究單一元素的含量變化，關(guān)于不同工藝處理后表面組成變化的系統(tǒng)研究還較少。

本文以浮法玻璃以及離線鍍膜Low-E玻璃作為研究對(duì)象，用XPS研究了鋼化、退火、Ar等離子體濺射清洗等工藝對(duì)玻璃基片及薄膜表面組成的影響，并討論了表面化學(xué)組成的變化機(jī)理。……