淺析玻璃膜層的形成及其價值

1、玻璃深加工淺析玻璃膜層的形成及其價值張珮珮潘其真孟怡敏（洛玻集團洛陽新晶潤工程玻璃有限公司洛陽市）摘要通過試驗數(shù)據(jù)和理論分析，詳細論述了平面靶是如何將靶材粒子沉積到玻璃表面，形成均勻的膜層及其價值。磁控濺射膜層沉積鍍膜玻璃價值文章編號：（）文獻標識碼：關鍵詞中圖分類號：引言時離子轟擊陰極，擊出陰極原子和二次電子，二次電子與中性原子碰撞，產(chǎn)生更多離子，此離子再轟擊陰極，又產(chǎn)生二次電子，周而復始。當電流密度達到數(shù)量級左右時，電流將隨電壓的增加而增加，形成高密度等離子體的異常輝光放電，高能量的離子轟擊陰極（靶材）產(chǎn)生濺射現(xiàn)象。濺射出來的高能量靶材粒子沉積到陽極（玻璃毛坯）上，從而達到鍍膜的目的。在磁

2、場的作用下，電子在向陽極運動的過程中，作螺旋運動，束縛和延長了電子的運動軌跡，從而提高了電子對工藝氣體的電離幾率，有效地利用了電子的能量，因而在形成高密度等離子體的異常輝光放電中，正離子對靶材轟擊所引起的靶材濺射更加有效。同時受正交電磁場的束縛，電子只有在其能量消耗殆盡時才能落在玻璃毛坯上，從而使磁控濺射具有高速、低溫的優(yōu)點。磁控濺射鍍膜玻璃從上世紀年代進入國內(nèi)建筑玻璃市場以來，已經(jīng)余年了。國內(nèi)引進鍍膜玻璃生產(chǎn)線多條，自主設計、制造小型連續(xù)生產(chǎn)線多條。有很多科研院所和鍍膜玻璃設備制造廠家，以及鍍膜玻璃生產(chǎn)一線的技術(shù)人員，都從不同層次、不同角度、不同需求，對鍍膜玻璃生產(chǎn)的工藝、技術(shù)、控制等等各方

3、面不斷地進行研究和探索。有很多資料和教材都詳細地論述過離線真空磁控濺射鍍膜工藝的機理，但都很抽象，很深奧。而膜層在玻璃上的沉積狀況，即濺射粒子是以一條線的形式，還是以一個面的形式沉積到玻璃上？或者說玻璃不是在靶下勻速地運動，而是停留在靶下面，結(jié)果會怎樣？為什么同樣的靶體，同樣的生產(chǎn)參數(shù)，選用不同位置的靶體進行生產(chǎn)，玻璃顏色就有輕微不同？為什么同樣的靶體，更換安裝位置前后生產(chǎn)出的玻璃顏色，始終無法調(diào)整到一致？對于這些問題卻沒有一份資料或教材論述過。本文試圖以確鑿的實驗數(shù)據(jù)為基礎，使用通俗易懂的語言淺析膜層的形成。膜層在玻璃表面的形成鍍膜室結(jié)構(gòu)鍍膜室結(jié)構(gòu)見圖。靶位入口真空泵磁控濺射的工藝原理在充入

4、少量工藝氣體的真空室內(nèi)，當極間電壓很小時，只有少量離子和電子存在，電流密度在數(shù)量極，當陰極（靶材）和陽極間電壓增加時，帶電離子在電場的作用下加速運動，能量增加，與電極或中性氣體原子相碰撞，產(chǎn)生更多的帶電離子，直至電流達到數(shù)量極；當電壓再增加時，則會產(chǎn)生負阻效應，即“雪崩”現(xiàn)象。此靶位玻璃傳輸位置靶位出口真空泵白玻圖鍍膜室結(jié)構(gòu)圖該設備為原美國愛柯公司生產(chǎn)的室級鍍膜玻璃生產(chǎn)線。室表示只有個鍍膜室，級表示有個全國性建材科技期刊玻璃年第期總第期靶位。真空抽氣系統(tǒng)在鍍膜室的兩端，各有臺擴散泵，與靶材濺射區(qū)域之間有一條高，寬的狹縫相通，個靶材濺射區(qū)域之間的通道高，寬也是，用于傳輸玻璃和氣體運動。鍍膜工藝條

5、件試驗使用的是工作僅一周的新不銹鋼寬平靶，靶材寬度為，工藝氣體為的高純氬氣，鍍膜室本底真空×，濺射采用功率控制模式，設定為，濺射電源變壓器選用抽頭，功率提升率設定為，即濺射功率內(nèi)從上升到。在長的玻璃上，從設備出口端的位置開始，每隔標一個刻度（沒有從端頭標起是為了防止邊緣效應），第一個點定為點位置，點與點正中間定為點位置，點與點之間的標法依此類推，共有個點，長。將玻璃送到靶位的不銹鋼靶下，點位置對應靶體中央，保持玻璃靜止不動。膜層在玻璃上的形成鍍膜室工藝氣體壓力設定為，靶材送電濺射，包括鐘的靶材功率提升過程，此時工藝氣體氬氣流量為左右，斷電后送出玻璃。從下片臺輥道上觀察玻璃面：點位置至

6、點位置呈銀白色，點位置最亮，點位置明顯有條黑線，兩邊顏色分明，點位置以后呈玻璃本色，點位置往中心區(qū)域顏色漸白，點位置至點位置之間呈黑帶狀，中間濃，兩邊淡，點位置往邊部區(qū)域顏色呈淡黑色，基本是玻璃本色。從下片臺輥道上觀察膜面：點位置至點位置呈銀白色，點位置以前區(qū)域呈黑霧狀，點位置至點位置之間明顯有條黑線，點位置以后基本呈玻璃本色。測量結(jié)果見圖。透過率、亮度曲線從圖可以看出，點位置在靶體正下方，亮度值最大，可見光透過率最低，說明膜層最厚；點位置至點位置寬度，與靶材寬度稍微大了一些，該區(qū)域亮度值較大，可見光透過率較低，說明膜層較厚。兩條曲線在點位置亮度值和可見光透過率值產(chǎn)生突變，而點位置和點位置之間

7、卻是漸變，這是因為點位置距離真空泵（入口真空泵）近，流導大，濺射廢氣能及時排出，沒有飄浮到玻璃上面，點位置距離真空泵（出口真空泵）遠，流導小，濺射廢氣不能及時排出，一些能量不大的濺射粒子，飄浮沉積到玻璃表面，濃度逐漸減小，造成該現(xiàn)象。兩條曲線分別在點位置和點位置相交，造成玻璃面在這兩個位置明顯有條黑線。靶材寬度為，邊緣對應玻璃點位置和點位置，按比例推算點位置亮度值為，點位置亮度值為，分別為最大亮度值點位置的和。靶的濺射溝槽之間的寬度為左右，對應玻璃點位置和點位置，按比例推算點位置亮度值為，點位置亮度值為，分別為最大亮度值點位置的和。玻璃膜面的亮度值與沉積在玻璃表面的膜層厚度值不是線性比例關系，

8、但在一定的膜層厚度范圍內(nèi)成正比關系，即膜層越厚，亮度值越大。從圖還可以看出，靶材粒子在玻璃表面的沉積，即膜層厚度，是近似于鍋底狀的。靶材的正下方膜層沉積厚，接近最大值的，為有效沉積區(qū)域；濺射溝槽正下方厚度接近最大值的，為最有效沉積區(qū)域。靶材的正下方均為膜層沉積的有效區(qū)域，玻璃在靠近入口真空泵的一端，因流導大，濺射廢氣能夠及時排除，幾乎沒有散射的粒子附著在玻璃表面；玻璃在靠近出口真空泵的一端，因流導小，濺射廢氣不能及時排出，有很多濺射粒子散射沉積到玻璃表面，靠近真空泵越近，沉積的就越少。濺射鍍膜工藝生產(chǎn)出來的鍍膜玻璃之所以比蒸發(fā)鍍膜工藝生產(chǎn)出來的質(zhì)量好，膜層附著力強，膜層致密，就是因為通過濺射沉

9、積到玻璃表面的粒子能量比后者高倍左右。散射的粒子能量比濺射的粒子能量透過率亮度圖玻璃膜面測量數(shù)據(jù)圖企業(yè)管理國外承包工程窯爐鋼結(jié)構(gòu)的制作及發(fā)運管理寧紅兵何威秦皇島市）（秦皇島玻璃工業(yè)研究設計院摘要針對浮法玻璃生產(chǎn)線國外總包工程中窯爐鋼結(jié)構(gòu)通常在國內(nèi)制作、國外安裝的現(xiàn)狀，提出加強熔窯鋼結(jié)構(gòu)的制國外總包工程熔窯鋼結(jié)構(gòu)制作包裝運輸管理作、包裝、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)的管理，保證工程順利進行。關鍵詞中圖分類號：文獻標識碼：文章編號：（）近年來，我國承接了不少浮法玻璃生產(chǎn)線的國外總包工程，窯爐鋼結(jié)構(gòu)重量多在，級浮法玻璃生產(chǎn)線窯爐鋼結(jié)構(gòu)重量甚至超過。鋼材的規(guī)格有板材、型材、線材、標準件等，成品構(gòu)件數(shù)量總計有數(shù)百件之

10、多。與國內(nèi)的浮法玻璃生產(chǎn)線工程相比，國外總包工程中窯爐鋼結(jié)構(gòu)通常在國內(nèi)制作、在國外安裝。在國內(nèi)工程中，一般鋼結(jié)構(gòu)的制作現(xiàn)場往往就在安裝現(xiàn)場附近，安裝時如果發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)制作有偏差或遺漏，可以較快地進行調(diào)整或增補。而在國外工程中，現(xiàn)場安裝往往只是將制作好的鋼件按要求組裝好，一旦安裝現(xiàn)小很多，靠散射沉積到玻璃上的膜層質(zhì)量就會大打折扣。在生產(chǎn)多層膜的產(chǎn)品過程中，如果第一層膜表面靠散射沉積而形成不牢靠膜層，就會對第二層膜的沉積產(chǎn)生一些不良影響，最終影響整個膜層的質(zhì)量。因此當鍍膜室真空泵出現(xiàn)問題時，決不可掉以輕心，不要以為關掉一側(cè)真空泵照樣可以生產(chǎn)，也不要以為只要鍍膜玻璃研磨、耐酸堿實驗合格就萬事大吉。作為

11、一個有品牌的企業(yè)，應該視質(zhì)量為生命，任何潛在的質(zhì)量隱患都不應放過。本實驗對鍍膜玻璃設備制造廠的技術(shù)人員設計鍍膜室的結(jié)構(gòu)和真空泵抽氣能力的選擇、鍍膜玻璃生產(chǎn)廠的技術(shù)人員設計生產(chǎn)工藝以及操作人員調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)，都有非常重要的指導意義。場出現(xiàn)有問題的鋼構(gòu)件或缺件，往往難以在短時間內(nèi)得到解決，勢必影響工程的進度；同時需增補的鋼構(gòu)件又需在國內(nèi)制作好再發(fā)往現(xiàn)場，造成運輸及其它相關費用的損失，給工程帶來不利的影響。因此，必須加強制作、包裝、運輸、堆庫等各個環(huán)節(jié)的管理，保證鋼構(gòu)件的質(zhì)量和數(shù)量，使工程能夠完滿實施。以下簡要介紹需要特別注意的幾個環(huán)節(jié)。鋼結(jié)構(gòu)的制作熔窯鋼結(jié)構(gòu)的制作和驗收必須嚴格按照國家有關鋼結(jié)構(gòu)

12、工程施工及驗收規(guī)范進行。鋼結(jié)構(gòu)制作可貴的借鑒作用，其價值不可低估：它為靶材粒子在玻璃表面沉積成膜的機理，填補了一小格空白；它為鍍膜玻璃杜絕潛在的質(zhì)量隱患，找到了一個因素；它為鍍膜玻璃設備制造廠的技術(shù)人員，在設計鍍膜室的結(jié)構(gòu)和選擇真空泵抽氣能力，記錄了第一手資料；它為鍍膜玻璃生產(chǎn)廠的技術(shù)人員編制生產(chǎn)工藝，操作人員調(diào)整工藝參數(shù)，提供了可靠的依據(jù)。DiscussiononFormationandValueofFilmonGlassZhangPeipei，PanQizhen，MengYimin(Luo-yangXin-jing-runengineeringglassCo.,Ltd.,Luo-yangGlassGroup,Luo-yang,471003)Abstract:Inthispaperthedepositingprincipleofflattargetmaterialsontoglasssurfacewasintroducedindetai