熱處理對浮法玻璃和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.武漢理工大學硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室，武漢 430070;2.江蘇秀強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程中，鋼化、退火、鍍膜、清洗等不同的處理工藝往往會改變其表面組成，從而影響玻璃的后續加工和使用性能。鋼化等熱處理工藝會改變玻璃網絡結構，改變玻璃成分在玻璃中的擴散系數，加速玻璃內部離子向表面擴散。肖子凡[1]認為熱處理溫度升高，玻璃結構松弛程度加大，使離子的擴散能力倍增。Banerjee等[2]發現真空熱處理溫度到達300 ℃以上，玻璃表面的Na+等金屬有揮發現象。趙耀麗[3]發現浮法玻璃表面90%的錫為Sn2+，加熱后表面的Sn2+部分氧化為Sn4+。張勤[4]認為，玻璃表面Na+促進表面Sn2+的擴散，而Ca2+會抑制表面Sn2+的擴散。通過在玻璃表面鍍制SiNx膜層可以有效阻擋金屬離子的擴散并防止表面H2O的滲透[5]。Koo等[6]發現厚度達30 nm的SiNx阻擋層能有效阻止浮法玻璃基片中的Na+擴散進入功能薄膜。陳暉等[7]發現真空退火有利于玻璃表面SiNx膜的結構致密化，能更有效阻擋堿金屬的擴散。孫瑤等[8-9]發現，線性離子源濺射對玻璃表面的清潔效果優于超聲波，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，發現Ca原子先于Si原子脫離，產生優先濺射。針對平板玻璃及其鍍膜產品的表面化學組成研究，目前主要是探究單一元素的含量變化，關于不同工藝處理后表面組成變化的系統研究還較少。

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