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浮法玻璃锡缺陷治理的研究及进展-【新闻】

发布时间:2021-04-05 15:00:45 阅读: 来源:保护器厂家

0引言

浮法玻璃生产工艺是将熔化、澄清的玻璃液在锡槽中熔融锡液面上进行摊平、抛光成形的工艺,采用浮法技术生产的玻璃具有高的平整度、优良的抛光效果,同时浮法工艺可进行大规模、大规格、不同厚度(0.3~25 mm)玻璃的生产。随着玻璃在电子信息、太阳能行业的应用,对玻璃的质量缺陷提出更严格的要求,针对采用浮法生产的电子玻璃质量检测中,锡缺陷是造成玻璃质量不合格的主要问题。由于浮法工艺中锡槽是玻璃成形的关键设备,玻璃与锡液的接触不可避免地会产生缺陷,对浮法玻璃进行锡缺陷治理,提高产品质量成为研究的重点。

1、锡缺陷的形成

对浮法玻璃产品锡缺陷的研究表明,常见的锡缺陷有上表面的滴落物、锡灰、锡石等,其主要成分为SnO2、SnO、SnS、Sn等,这是由于氧、硫进入锡槽,在高温环境中与锡及保护气体发生复杂的化学反应,反应物挥发后掉落在玻璃上面形成。下表面主要有沾锡及钢化虹彩等,这是由于锡与氧或硫反应物溶于锡液中,改变了锡的表面张力或润湿性使玻璃产生沾锡,同时Sn4+和Sn2+会渗入玻璃下表面,当进行热弯、钢化时,玻璃表面产生微小裂纹,在光照射下产生光干涉现象,出现彩虹。从浮法玻璃的锡缺陷成分可以看出,氧和硫的渗入是产生缺陷的主要原因。

氧和硫的来源及在锡槽的反应为:氧的来源主要有锡槽密封不严,造成环境空气进入锡槽,玻璃液中的氧气、保护气体带入氧气。氧与锡高温反应可生成SnO、SnO2,氧化亚锡易挥发在保护气体中,氧化亚锡可氧化成氧化锡或还原成锡及以氧化亚锡存在,当达到一定量或者环境发生变化时掉落在玻璃表面形成缺陷。研究认为,渗锡量中Sn2+的含量决定着是否产生钢化虹彩以及其程度,溶于锡液中的氧化亚锡容易造成钢化虹彩。

硫的来源主要有玻璃自身由于使用芒硝澄清会含有SO3、电解氨制备氢气引入、锡槽出口端吸入的SO2以及熔窑废气中的SO2渗入。硫在锡槽气氛中可反应转化为SO2、H2S、S,与Sn反应可生成SnS,SnS易挥发,易溶于锡液,挥发物在温度低于870℃时,在锡槽空间“凉面”冷凝聚集,容易掉落到玻璃板上形成缺陷。溶解在锡液中的SnS是造成钢化虹彩的主要因素。

2、锡缺陷治理研究现状

随着玻璃的应用越来越广泛,尤其是应用于电子信息显示产业,锡缺陷会导致镀膜膜层不均匀,导电膜上的蚀刻电路出现短线、连线等问题,严重影响显示效果。目前浮法玻璃生产中常用的预防与治理方法有:锡槽密封、气氛控制、定期吹扫排气及锡液还原等方法。

2.1锡槽密封

防止氧和硫渗入锡槽减少锡缺陷,锡槽密封是较重要的环节。由于锡槽设计原因,氧主要由锡槽的侧封、拉边机杆周围、锡槽观察窗等部位进入,应针对这些区域采用专用的密封泥密封;锡槽出口端和过渡辊台提升辊处可采用软挡帘,增加槽内压力,减少氧和硫的渗入。可以通过测定和监视锡槽的压力对锡槽的密封情况进行评估,及时反馈锡槽密封状况。

2.2锡槽气氛控制

浮法生产锡槽中常采用N2、H2还原性保护气体,在生产中锡槽气氛不仅要控制保护气体的比例及气体稳定,还有对氮、氢气体的纯度进行控制。张华盛等研究认为要控制气体中的残氧量小于3×10-6,保证露点小于-60℃。对氢气的量也要严格控制,氢气过多会与锡槽中的二氧化锡发生反应,产生顶锡造成锡缺陷,氢气的量应控制在消耗尽锡槽中的氧气。孙波等对锡槽长度方向不同位置进行气体浓度分析,SO2气体浓度的分布状况为在前端及尾端高,锡槽中部低。建议在锡槽前端降低氢气的浓度含量,减少因上下层玻璃液交换再次产生SO2,同时缓解玻璃液进入锡槽因气氛变化影响SO3的溶解度,降低因SO2污染造成的锡缺陷。

2.3定期吹扫及设置排气装置

锡的氧化物及硫化物(如SnO、SnS)在高温情况下极易挥发到锡槽气氛中,会凝结在锡槽顶盖的下表面,尤其会聚集在温度较低的部位(如:锡槽出口、冷却水包、拉边机杆及硅碳棒等),当锡槽内部温度、压力等环境发生变化后,就会掉落在玻璃带上形成锡缺陷。齐济等提出可采用在锡槽的1区或2区安装排气装置,使挥发在保护气体中的锡氧化物或硫化物排除掉,减少顶锡和滴落物的形成。当玻璃可能已经出现大面积锡缺陷时,国内常用的办法是保护气分区吹扫,方法简单且对砖缝存在污染物处理比较彻底。除这种之外,还有纯N2气吹扫、超声波吹扫及氯气吹扫等方法。

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