浮法玻璃表面的理化特征
时间：2022-08-16 11:55:50
摘 要：浮法玻璃在实际应用过程中，具有平整度高和生产效率高的特点，在实际中得到了广泛的应用。为了保证浮法玻璃生产质量，在实际过程中，需要对浮法玻璃表面理化特征进行分析，从而提升浮法玻璃生产工艺水平，创造跟多的经济效益和社会效益。因此，本文从浮法玻璃形成的特点出发，接着论述了浮法玻璃表面的理化特征。
关键词：浮法玻璃；表面；理化
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.228
0 引言
随着浮法玻璃的应用，其良好的性能逐渐被人们接受。但是在实际生产过程中，受到自身生产工艺过程的影响，导致锡朝着玻璃内部进行扩散，这种扩散情况，导致玻璃避免与玻璃本体之间成分变得不同，并且在外界因素的影响下，影响了玻璃的网络结构。由此可知，与其他普通玻璃相比，浮法玻璃表面具有独特的物理化学特征。因此，本文针对浮法玻璃表面理化特征展开论述。
1 锡在浮法玻璃表面层热扩散特征
在浮化玻璃生产过程中，受到生产工艺的影响，导致锡在玻璃表层会产生一定的热扩散现象，出现与其他玻璃不同的特征。下面就针对锡在浮法玻璃表面层热扩散特征展开论述。
第一，渗锡量特征。在实际生产过程中，玻璃溶体就会漂浮在熔融的锡液上，在这种条件下，锡就会通过玻璃的下面进行扩散。并受到锡高温挥发的影响，导致玻璃熔体上部的空间锡槽内存在一定的气态锡，会随着时间的推移，深入到浮法玻璃的表面。在通常情况下，锡在玻璃下表面扩散深度大约为10微米，受到生产条件的不同，也会存在的不同的差异。在锡扩散到玻璃表面以后，锡液与玻璃液接触时间越长，就会导致锡槽温度越高，周围保护气体的纯度就会越低。
第二，驼峰特征。在距离浮法玻璃表面0.001微米处，就能够观察到氧化锡，但是在超过20微米以后，就很难再检测到锡了，但是在进行检测过程中，在浮法玻璃表面下4―10微米处，会出现渗锡量的峰值，呈现出驼峰的特征，峰值的出现于锡价态的变化有着很大的关系。
第三，在硅酸盐玻璃生产过程中，Sn2+配位会呈现出四面体的结构形式，3个轨道会分贝和3个氧络结合，而剩余的一对孤对电子占据第4个轨道。Sn4+配位状态呈现为八面体结构。因此，在进行浮法玻璃生产过程中，由于Sn2+占据多数，并且内部玻璃网络具有很好的连接性，需要生产人员结合实际情况，增加表面的硬度和弹性模量。
2 浮法玻璃表面化学成分分部特征
在浮法玻璃表面，化学组成主要在高温的影响下，有的元素出现了挥况，导致玻璃本体组成出现一定的差异。Na+会从浮法玻璃带表面出现散失的情r，使得表面层的氧化钠含量比玻璃本体底。Ca2+也会从玻璃两个表面散失，导致氧化钙含量也会比玻璃本体低。但是在实际生产过程中，S会从表面散失量较少，但是留在下表面的S，会转化成硫化物，这是导致浮法玻璃变黄的原因。但是随着其他元素的蒸发，就会增加浮法玻璃表面的二氧化硫。
在锡离子的影响下，浮法玻璃要具有荧光特征，在玻璃下表面，随着锡的扩散，从而形成了一层富锡层，当玻璃受到地强度的紫外光线照射时，就会出现黄色荧光，这种特性被应用在浮法玻璃判定上。
在通常情况下，检测人员可以利用X-射线荧光光谱法对浮法玻璃表面进行元素分析和测试。经过测试的结果，浮法玻璃下表面40nm深度内锡和铁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质的变化特征
根据国外学者研究，采用纳米压痕法，可以测定2mm浮法玻璃表面的硬度和弹性模量，根据最终的结果，玻璃上下硬度和弹性模量出现一定程度的增加。并且在100nm表面层内，相应的玻璃硬度就会增加10%。因此，就针对浮法玻璃表面物理性质的变化特征展开论述。
第一，在实际应用过程中，浮法玻璃上下两个表面强度和缺陷尺寸存在着很大的差异。尤其在下表面具有较大的缺陷尺寸，表面强度比较弱。还有的学者，详细测定了浮法玻璃表面的瑕疵尺寸，发现浮法玻璃下面的瑕疵长度要比上表面的瑕疵长度要长。在浮法玻璃表面瑕疵深度上，下表面就会比上表面深。这说明在很大程度上，影响浮法玻璃表面状态因素很多，具体包括化学成分、玻璃内部结构等。在进行浮法玻璃表面渗锡量与折射率测定过程中，随着身锡量的增加，相应的就会增加玻璃的折射率。
在进行浮法玻耐风化性测定过程中，浮法玻璃钠钙硅玻璃下表面比上表面更具有耐风化性能，并且在离子浸析作用下，钠离子会随着时间的推移，出现析出的现象，并且会增加硅和氢的含量，因此，就会在浮法玻璃表面形成一层大约10纳米的薄层，在实际过程中，薄层在第一年内增加速度较快，随着时间增加，厚度不会再增加，这种薄层形成以后，就发挥保护作用，从而避免玻璃内部受到风化影响。
综上所述，在实际生产过程中，由于浮法玻璃生产工艺的特殊性，在玻璃表面呈现化学和物理成分的变化，并且玻璃网络结构也出现细微的变动，就会导致浮法玻璃表面与内部结构出现一定的变动，影响到玻璃内部的折射率、强度、硬度、耐久性以及耐风化性等性质。因此，为了发挥浮法玻璃在实际应用中的作用，还需要对浮法玻璃表面理化性能特征进行分析，从而提升浮法玻璃性能，满足实际生产的需要。
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作者简介：范卫华（1977-），男，河南驻马店人，本科，助理工程师，研究方向：浮法玻璃生产技术与设备。
