玻璃表面處理技術(shù)

37617章玻璃外表處理技術(shù),首先應(yīng)了解玻璃外表的構(gòu)造與性質(zhì)、玻璃外表的物理性質(zhì)、,這里不再表達(dá)。在玻璃生產(chǎn)過(guò)程中,外表處理具有格外重要的意義.從清潔玻璃外表起,直到制造各種涂層,使用的材料、方法也是多種多樣的，根本上可歸納為三大類型。.例如器皿玻.(2〕轉(zhuǎn)變玻璃外表的薄層組成，改善外表的性質(zhì)，以得到的性能.如外表著色以及用SO、SO處理玻璃外表，增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。2 3〔3〕外表導(dǎo)電玻璃、憎水玻璃、光學(xué)玻璃外表的涂膜等。玻璃外表的清潔處理玻璃基片和坯體在進(jìn)展玻璃外表處理前，還應(yīng)進(jìn)展外表的清潔處理。由于基片或坯體的清潔程度對(duì)玻璃外表處理的產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響。因此外表處理前的清潔處理對(duì)于后續(xù)的玻璃外表處理工藝是格外重要的。下面簡(jiǎn)潔加以表達(dá)。外表清潔度的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)玻璃外表進(jìn)展清洗前，必需檢驗(yàn)玻璃外表清潔度，以此為依據(jù)來(lái)選擇清洗方法。常用的檢驗(yàn)方法有：〔1〕玻璃外表與液體的接觸角法往干凈的玻璃外表倒上水和乙醇，都能擴(kuò)展而完全潤(rùn)濕，接觸角幾乎等于.如玻璃外表有污染,水和酒精就不能完全潤(rùn)濕，呈明顯而較大的接觸角。呵痕試驗(yàn)法用干凈〔)(呵氣)，放在黑色背景前，如玻璃為干凈的，.如玻璃外表有污染，水氣就凝集成不均勻的水滴,稱為灰色呵痕。水滴在灰色呵痕上，有明顯的接觸角，而黑色呵痕中水的接觸角接近.玻璃外表的靜摩擦系數(shù)法測(cè)量固體與玻璃的靜摩擦系數(shù)是檢查玻璃外表清潔度的一種靈敏的方法。清潔外表具有很高的摩擦系數(shù)，接近于1.玻璃外表如粘有油脂或有吸附膜存在，靜摩擦系數(shù)削減，如玻璃吸附硬脂酸層時(shí)，靜摩擦系數(shù)僅為0.3。通過(guò)測(cè)定玻璃外表靜摩擦系數(shù)，可以半定量地得到玻璃外表的清潔度，由此可評(píng)估各種不同方法的清洗效果.17.1。2清潔處理方法清潔玻璃外表的方法很多，主要依據(jù)玻璃外表原有的污染程度、滿足后續(xù)的玻璃外表處理工藝以及最終產(chǎn)品使用的目的要求，可選其中一種清潔方法，也可承受把幾種方法結(jié)合起來(lái)使用。玻璃外表清潔有原子級(jí)的清潔外表和工藝技術(shù)上的清潔外表兩種類型。原子級(jí)清潔外表需在超真空條件下進(jìn)展，是特別科學(xué)用途所要求的。一般只需要工藝技術(shù)上的清潔外表，來(lái)滿足對(duì)產(chǎn)品加工的要求。常用的清潔處理方法有:〔1〕用溶劑清洗常用的溶劑有水溶液〔酸或堿溶液，洗滌劑水溶液等等.最簡(jiǎn)潔的擦洗方法是用脫脂棉、鏡頭紙、橡皮輥或刷子，蘸水、酒精、去污粉、白堊等擦拭玻璃外表。擦洗時(shí)要防止將玻璃磨傷，同時(shí)要將外表剩余的去污粉、白堊用純水和乙醇清洗掉.另一種常用方法是將玻璃放在裝有溶劑的容器中，進(jìn)展浸泡清洗。浸泡肯定時(shí)間,用鑷子或其他特制夾具，將清洗過(guò)的玻璃取出,用純棉布擦干,此法所需設(shè)備簡(jiǎn)潔,操作便利，本錢也較低。用于清洗的有機(jī)溶劑有乙醇、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯、異丙醇、甲苯等。,以清洗外表，如承受酸洗和堿洗。試驗(yàn)室常用的洗液為K2Cr2O7和H2SO4的混合液，能氧化玻璃外表油污，使油污從玻璃,如要防止鉻離子吸附，可改用硫酸和,混合酸加熱到60~85℃時(shí)效果較好。如玻璃外表風(fēng)化，已形成高硅層，此時(shí)需在清洗液中加人肯定比例的氫氟酸，例如用硝.,不適合承受酸清洗，以防止酸對(duì)玻璃外表的侵蝕。承受NaOH、Na2CO3等堿性溶液，能較好地去除玻璃外表油脂和類油脂，使這些脂類皂.但浸泡時(shí)間不宜長(zhǎng)，除去外表污染物層就終止，避開玻璃外表受堿侵蝕形成凹凸不平層。為了提高清洗效率,,利用運(yùn)動(dòng)流體施加于玻璃外表上污染物，以剪切力來(lái)破壞污染物與玻璃外表的粘附力，污染物脫離玻璃外表再被流體帶走。通常承受100倍,噴射壓350kPa.考慮到降低本錢，一般先后使用熱水、含洗滌劑的水溶液、自來(lái)水、去離子水作為溶劑進(jìn)展噴射清洗。(2〕加熱處理加熱處理是比較簡(jiǎn)潔的外表清潔方法,如在真空下加熱，效果更好。一般玻璃加熱清潔處理的溫度為100~400℃，在超真空下加熱450.加熱方法可用電阻絲式高溫火焰。承受重復(fù)“閃蒸法，即在短周期〔幾秒鐘〕加熱到高溫,.只有高溫火焰，如氫－空氣火焰，借具有高熱能的氣體沖擊玻璃外表的油污,把能量傳給油污分子而有效地去除油污膜.酒精焰不能使玻璃外表獲得黑色呵痕，煤氣和壓縮空氣火焰，可使玻璃外表獲得痕黑色呵痕。(3〕有機(jī)溶劑蒸氣脫脂15s～15min,可作為最終一道清洗工序。常用的有機(jī)化合物有乙醇、異丙醇、三氯乙烯、四氯化碳等。在異丙醇蒸氣中處理過(guò)的玻璃靜摩擦系數(shù)為0。5~0.64,清潔效果好。在四氯化碳、三氯乙烯蒸氣中處理的玻璃靜摩擦系數(shù)為0.35～0.39,但這些溶劑中氯與玻璃外表的吸附水反響生成鹽酸，鹽酸會(huì)瀝濾玻璃外表的堿，所以用上述兩種溶劑蒸氣處理的玻璃外表常有白粉狀的附著物。用異丙醇O玻璃外表也形成硅膠層，這是此法的缺點(diǎn)。,,蒸汽脫脂時(shí)間.此法處理后的玻璃帶靜電，易吸附灰塵，故必需在離子化的清潔空氣中處理，以消退靜電.〔4〕超聲波清洗超聲波清洗是將玻璃放在裝有清洗液的不銹鋼容器中,容器底部或側(cè)壁裝有換能器將輸〔20～100kHz)或高頻(1MHz〕的超聲波振動(dòng)下進(jìn)展清洗.低頻時(shí)，振動(dòng)液中的氣蝕將污濁的玻璃外表的粗粒除去。高氣蝕將損壞玻璃外表，所以低頻時(shí)要留神地掌握輸出功率。聲頻時(shí)清洗作用較緩和，可用較大的功率。超聲波清洗每次15秒到幾分鐘。此法得到靜摩擦系數(shù)為0.4。(5〕輝光放電處理,則外表上的異物可除去。500～5000V，產(chǎn)生等離子體，玻璃放在等離子體中,,使外表清潔。此法常用于鍍膜時(shí)玻璃基片的清潔處埋?！?)紫外線輻照處理利用紫外線輻照玻璃外表,使玻璃外表的碳?xì)浠衔锏任畚锓纸?，從而到達(dá)清潔目的。在空氣中用紫外線輻照玻璃15h,用可產(chǎn)生臭氧波長(zhǎng)的紫外線輻照玻璃1min就可產(chǎn)生很好的效果解,并與臭氧中高活性原子態(tài)氧作用，生成易揮發(fā)的H2O、CO2和N2,導(dǎo)致污物被去除.(7〕離子轟擊處理.常用濺射離子為Ar離子，由離子槍加速，加速能量為501e，工作束流為20。濺射的Ar+可逐步剝?nèi)ネ獗砦廴疚镔|(zhì)，隨濺射時(shí)間的增加，剝?nèi)サ耐獗韺由疃纫苍黾?。在利用高能離子轟擊玻璃污物的同時(shí)，也會(huì)使玻璃外表本身的一些組成刻蝕去，所以應(yīng)掌握適宜的濺射速度.〔8)干冰清洗此方法是上世紀(jì)80,目前國(guó)外在航空業(yè)、汽車制造、食品加,與壓縮空氣混合，噴射到,將污垢快速剝離、去除。此法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染,速度快、效率高、本錢低、操作簡(jiǎn)便,并在被清洗物外表不殘留清洗介質(zhì),不需要進(jìn)一步清洗與枯燥.在玻璃工業(yè)的外表清洗方面很有應(yīng)用前景。〔9)綜合清潔處理實(shí)際生產(chǎn)中，由于玻璃外表的污物不是一種類型，往往有多種組分的污物，所以一方面,另一方面要提高清洗質(zhì)量和清洗效率，常常不能承受單一清潔處理方法,.對(duì)于生產(chǎn)不久,油膩、污物比較少的玻璃,可承受噴射清洗法，先噴自來(lái)水,沖洗灰塵，再噴洗滌液，清洗油污,然后再噴熱水，沖去殘留的洗滌液，最終再用去離子水清洗。也可將噴射和擦洗結(jié)合起來(lái)，先噴自來(lái)水，沖洗浮灰，再噴洗滌液并用刷子擦洗，然后用水或熱水沖洗，最終再用去離子水清洗。對(duì)于油污比較多的玻璃，先用有機(jī)溶劑浸泡或用有機(jī)溶劑蒸氣脫脂，然后進(jìn)展噴射清,除去灰塵等顆粒狀物，最終用軟化水或酒精沖洗。儲(chǔ)存時(shí)間比較久，油污又比較多的玻璃,先要用酸浸泡,除去風(fēng)化層,用水沖洗去殘留酸，再用堿性溶液或洗滌劑，并協(xié)作刷洗、揩拭或超聲振動(dòng)，以除去油污，然后用水沖洗去殘留.清洗液之間往往彼此是不相容的，從一種清洗液換成另一種清洗液之前，必需用水沖洗,酸洗后再用堿洗后，中間必需先用水將酸沖洗干凈，才能再,如從水洗后再用有機(jī)溶劑洗時(shí)，必需考慮兩者之間能否混溶，通常由水換成有機(jī)溶劑時(shí)，中間需加一種混溶的助溶劑，如用酒精進(jìn)展中間處理。已經(jīng)清潔好玻璃，應(yīng)盡快進(jìn)展加工處理，避開儲(chǔ)存時(shí)產(chǎn)生再次污染。如必需儲(chǔ),應(yīng)放置在封閉容器、保潔柜、枯燥箱內(nèi)的架子上，防止玻璃吸附水分、灰塵和油污。17。2玻璃外表蝕刻、化學(xué)拋光和蒙砂玻璃外表蝕刻、化學(xué)拋光和蒙砂都是利用酸對(duì)玻璃外表的化學(xué)侵蝕作用。不同的是蝕刻是酸對(duì)玻璃局部外表進(jìn)展侵蝕,可以是光滑透亮的,也可以是半透亮的毛面;拋光是整個(gè)玻璃受到侵蝕后，得到的光滑而透亮的玻璃外表；而蒙砂則使玻璃成為半透亮的毛面。17。2.1玻璃外表化學(xué)蝕刻玻璃的化學(xué)蝕刻是用氫氟酸溶掉玻璃表層的硅氧化物。依據(jù)殘留鹽類的溶解度的不同，而得到有光澤的外表或無(wú)光澤的毛面。,鈉鈣玻璃與氫氟酸作用如下:Na2O.CaO.6SiO2+28HF===2NaF+CaF2+6SiF4+14H2OSiF4HF反響生成絡(luò)合硅氟酸：

3SiF4+3H2O＝=H2SiO3+2H2SiF6SiF4+2HF＝=H2SiF6:Na2SiO3+2H2O＝=2NaOH+H2SiO3H2SiF6+2NaOH＝=Na2SiF6+2H2O鉀鉛玻璃與氫氟酸的反響如下：abPbcSi+(2a+2b+4H=2aKF+bPb+cSi4+(a+b+2］鈉、鉀、鉛、鈣、鎂玻璃與氫氟酸的反響為：aNa2O·bK2O·cPbO·dCaO·eMgO·fSiO2+〔2a+2b+2c+2d+2e+4f)HF＝=aNa2SiF6+bK2SiF6+cPbF2+dCaF2+eMgF2+[f-(a+b)]SiF4+(a+b+c+d+e+2f〕H2O玻璃與氟氫酸作用后生成鹽類的溶解度各不一樣。氫氟酸鹽類中，堿金(鈉和鉀〕的鹽易溶于水，而氟化鈣、氟化鋇、氟化鉛不溶于水。在氟硅酸鹽中，鈉、鉀、鋇和鉛鹽在水中都溶解很少，而其他鹽類則易于溶解。對(duì)于蝕刻后玻璃的外表性質(zhì)打算于氫氟酸與玻璃作用后所生成的鹽類性質(zhì),溶解度的大.如生成的鹽類溶解度小，且以結(jié)晶狀態(tài)保存在玻璃外表不易去除，遮蓋玻璃外表，阻礙氫氟酸溶液與玻璃接觸反響，則玻璃外表受到的侵蝕不均勻,.平滑或有光澤的外表，稱為細(xì)線蝕刻。玻璃外表蝕刻過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)晶大小對(duì)玻璃光澤度有肯定影響，結(jié)晶大的,產(chǎn)生光線漫射，外表無(wú)光澤。:玻璃的化學(xué)組成.對(duì)于含堿少或含堿土金屬氧化物很少的玻璃是不適于毛面蝕刻的.如玻璃中含氧化鉛較多時(shí)，則常常會(huì)形成細(xì)粒的毛面；含氧化鋇時(shí)，則呈粗粒的毛面；含有氧.,澤的外表。因此可以依據(jù)外表光澤度的要求來(lái)選擇蝕刻液的配方。蝕刻液或蝕刻膏的承受要依據(jù)生產(chǎn)需要來(lái)確定。蝕刻液可由HFNH4與水組成。蝕刻膏由氟化銨、鹽酸、水并參加淀粉或粉狀冰晶石粉配成。不管何種類型的蝕刻都是選擇性的侵蝕，按設(shè)計(jì)的花紋圖案進(jìn)展侵蝕，可以在制品上不需要腐蝕的地方涂上保護(hù)漆或石蠟，使局部玻璃外表免于侵蝕；也可以在需要的地方涂蝕刻膏，以到達(dá)蝕刻的目.17。2。2玻璃外表的化學(xué)拋光化學(xué)拋光的原理與化學(xué)蝕刻一樣，是利用氫氟酸破壞玻璃外表原有的硅氧膜生成一層的硅氧膜,.化學(xué)拋光比機(jī)械拋光效率高量動(dòng)力。化學(xué)侵蝕和用化學(xué)侵蝕和機(jī)械的研磨相結(jié)合是化學(xué)拋光的兩種方法。前者大多數(shù)應(yīng)用于.承受化學(xué)侵蝕法進(jìn)展拋光時(shí)，除了用氫氟酸外，還要參加能使侵蝕生成物(硅氟化物)溶,同時(shí)沸點(diǎn)高,不簡(jiǎn)潔揮發(fā)，室溫下比較穩(wěn)定，通常用硫酸參加氫氟酸中，配成拋光液。另外，由于氫氟酸易揮發(fā)，侵蝕性,需在密閉條件下進(jìn)展拋光，同時(shí)對(duì)廢氣、廢水必需進(jìn)展處理。影響化學(xué)拋光的因素有以下幾種。玻璃的成分..〔2〕氫氟酸與硫酸的比例。依據(jù)玻璃成分來(lái)調(diào)整酸液配方為：7%~10.5％的氫氟酸〔氫氟酸含量4070％〕58％～65%的硫酸〔硫酸含量9％9％:(6〕:7，硫酸的濃度為175~122mol/L氫氟酸的濃度為14mol/L符合上述條件,拋光后的制品外表質(zhì)量較好?！?〕酸液的溫度。溫度過(guò)低則反響太慢，過(guò)高則反響過(guò)于猛烈，給制品帶來(lái)缺陷并增加了酸液的揮發(fā)，一般以40~50℃為宜.(4〕處理時(shí)間。時(shí)間過(guò)短,作用不完全；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則外表有鹽類沉淀。具體時(shí)間應(yīng)依據(jù)酸液的配比、溫度、處理設(shè)備采制定。一般用短時(shí)間〔6～15秒)屢次酸處理方法，但處理次(超過(guò)10次),都應(yīng)將制品外表用水沖洗以去掉沉淀的鹽類，如不洗凈就會(huì)影響拋光質(zhì)量?；瘜W(xué)侵蝕和機(jī)械研磨相結(jié)合的方法稱化學(xué)研磨法。在玻璃外表添加磨料和化學(xué)侵蝕劑，化學(xué)侵蝕生成的氟硅酸鹽,通過(guò)研磨而去除，使化學(xué)拋光的效率大為提高。此方法一度被重視化學(xué)研磨的原理示于圖17—1.所用的化學(xué)侵蝕液配方為HFl0NH4F20％～30%50％～60％、添加物〔調(diào)整粘度與抑制反響生成物用〕10％。17。2.3玻璃外表化學(xué)蒙砂,毛面蝕刻限于玻璃制品的局部，而蒙砂是整個(gè)玻璃制品外外表受到侵蝕而形成的無(wú)光澤的毛面。生成的難溶反響物成為小顆粒晶體結(jié)實(shí)地附著在玻璃外表上，顆粒下面與顆粒間隙的玻璃外表和酸液的接觸程度不同，侵蝕程度也不,而使表,獲得粗繰粗糙的毛面或細(xì)膩的毛面.蒙砂有浸入法和噴涂法兩種方法?！?〕浸入法蒙砂,常常將清洗干凈的制品用吊籃、吊筐或其它工具浸入侵蝕液中即可.17—1.表17—1 浸入法蒙砂所用侵蝕液配方/mass%原料 1 2 3氫氟酸40.246。222.1氟化氨26.826。023.0硫酸3.9－－鹽酸－－37.2水29.127.817。7玻璃成分是影響蒙砂效果最主要的因素，玻璃的成分對(duì)蒙砂效果有明顯的影.玻璃成分中CaO、PbO、BaO、Al2O3.對(duì)于一樣的玻璃成分，.這些狀況和玻璃中晶核生成和晶體長(zhǎng)大是全都的。參加鹽類少，溶液中形成覆鹽的時(shí)機(jī)也比較少，晶核的數(shù)量也比較,外表鹽類的結(jié)晶就長(zhǎng)得.要得到較精細(xì)的蒙砂毛面，玻璃中CaO量要高一些，在侵蝕液中參加的鹽類應(yīng)多一些。一般鈉鈣玻璃成分很簡(jiǎn)潔與酸作用進(jìn)展蒙砂。鉛玻璃和顏色玻璃對(duì)侵蝕液比較敏,承受和鈉.為了防止消滅此類缺陷，.硼硅酸鹽和乳白玻璃很難進(jìn)展蒙砂，故應(yīng)依據(jù)玻璃成分來(lái)調(diào)整酸液的配方，提高蒙砂溫度和時(shí)間。玻璃儲(chǔ)存時(shí)外表生成硅氧風(fēng)化膜，在酸侵蝕時(shí)也會(huì)造成侵蝕不均，影響蒙砂效果。因此最好在生產(chǎn)線上安裝蒙砂酸槽，將生產(chǎn)出的玻璃制品準(zhǔn)時(shí)進(jìn)展蒙砂，盡量避開長(zhǎng)期儲(chǔ).對(duì)已產(chǎn)生風(fēng)化膜的玻璃制品，應(yīng)先用水洗，再用稀的氫氟酸除去外表硅氧膜。玻璃外表成分不均勻，也會(huì)影響蒙砂后的外表狀況。一方面在生產(chǎn)中盡量避開成分波動(dòng)，另一方面可以重復(fù)進(jìn)展酸處理，以到達(dá)預(yù)期的均勻性。除酸液的濃度對(duì)侵蝕速度和侵蝕程度有影響外，酸液的侵蝕溫度和侵蝕時(shí)間也有很重要的影響。一般酸液侵蝕溫度為15～50℃,最正確范圍為20～25℃。溫度過(guò)高，氫氟酸揮發(fā)增加，;,且一些附著物在玻璃外表難以洗凈.在浸入酸前,應(yīng)對(duì)玻璃制品進(jìn)展預(yù)熱，使玻璃制品保持和酸液一樣的溫度,否則就會(huì)引起酸液溫度的波動(dòng)。在酸侵蝕時(shí)要求玻璃制品的各局部侵蝕均勻，防止玻璃制品未浸入酸液以前，氫氟酸蒸氣就與玻璃制品反響，造成侵蝕不均。因此在酸槽外層設(shè)有冷卻水,由鹽水和內(nèi)裝氟里昂的,將揮發(fā)的氟化氫蒸氣抽走。此外還需對(duì)酸液進(jìn)展攪拌。這些措施均為保證酸液對(duì)玻璃制品侵蝕均勻。對(duì)于酸液使用肯定時(shí)間后，當(dāng)濃度發(fā)生變化時(shí)，必需補(bǔ)充酸，調(diào)整酸液濃.〔2)噴涂法蒙砂噴涂法蒙砂承受一套運(yùn)行裝置，將玻璃制品放在運(yùn)行裝置上，在運(yùn)行過(guò)程中噴酸液進(jìn)展蒙砂。此工藝比較先進(jìn),生產(chǎn)規(guī)模大，效率高，還節(jié)約了酸液的循環(huán)和調(diào)整工序。.將需蒙砂的玻璃制品放在橡膠制成的定位裝置上，而此定位裝置安裝在聚丙烯制成的循環(huán)鏈輪的鏈環(huán)中間，鏈輪帶動(dòng)玻璃制品進(jìn)入預(yù)處理、噴酸、清洗和枯燥等各工序?！瞐)預(yù)處理:可用20～30,以除去玻璃制品外表的油漬、污痕等，也可在軟水中參加1％外表活性清潔劑(如三聚磷酸鈉等〕.〔b)噴酸:40～50℃的酸液噴到玻璃外表,進(jìn)展腐蝕。然后用氣流吹散附著在玻璃外表上的酸滴，直到玻璃外表不帶酸滴為止，以便下一步的清洗。常用酸液的配(重量百分比)4.64.6，氟化氫銨63.37.3,1。818.3。〔c〕清洗和枯燥：清洗分兩次進(jìn)展.第一次用60～70℃循環(huán)水清洗，由于水溫較高，1000L水可反復(fù)使用2h40~50℃.另一臺(tái)用于吹去水滴和枯燥玻璃制品。清洗好的玻璃制品在40℃的熱氣流中枯燥.這種類型噴酸設(shè)備一般適用于直徑小于90mm玻璃制品的蒙砂，每一個(gè)循環(huán)周期為7s，可加工4個(gè)玻璃制品，每小時(shí)生產(chǎn)力量1800,可以在鏈條的各個(gè)2個(gè)小瓶，則生產(chǎn)力量可提高一倍。在玻璃外表蝕刻、化學(xué)拋光和蒙砂過(guò)程中產(chǎn)生大量含氟廢氣和含酸廢水，會(huì)污染環(huán)境、對(duì)人體和設(shè)備造成損害.因此需對(duì)產(chǎn)生的廢氣和廢水進(jìn)展凈化處理,這在玻璃工業(yè)環(huán)境保護(hù)一章中表達(dá),此處不再表達(dá)。17。3玻璃外表鍍膜的方法,力學(xué)、化學(xué)等性能，有些膜也能起裝飾作用，因此膜層即具功能性，也具裝飾性。玻璃外表鍍膜的方法，有化學(xué)法和物理法。化學(xué)法常用的鍍膜方法有：復(fù)原法、氣相沉積〔CVD〕法、水解法〔)、溶膠－凝膠法等，物理法有真空蒸發(fā)法、陰極濺射法、電子束沉積法、離子鍍鍍膜法等方法。17.3。1化學(xué)復(fù)原法化學(xué)復(fù)原法比較古老，但至今仍在應(yīng)用?？捎脕?lái)鍍銀、鍍銅、鍍鎳等。鍍金則較為困,而鍍銅則更為不易.用某些有機(jī)物〔例如葡萄糖〕的復(fù)原反響，從銀絡(luò)化合物的氨溶液中沉淀出金屬銀,并使輾均勻分布在玻璃外表。:反光面，到達(dá)隔絕熱輻射的目的。此道鍍銀工序通常利用葡萄糖的復(fù)原作用，從銀絡(luò)合物的0。1μm，以使反射率大于90%。鍍銀前應(yīng)將玻璃外表清洗干凈，無(wú)任何雜質(zhì)和硫化物。隨后，將SnCl2的蒸餾水溶液注.然后馬上進(jìn)展鍍銀。AgNONaOH配制成的銀銨溶液Ag［(NH〕］OH。復(fù)原液是配3 3 2制成的單糖(C6H12O6)1:1.此時(shí)就已開頭進(jìn)展以下反響：2Ag［(NH〕］OH+CH OAg +CH

O+4NH+HO3 2 6 12

6 12 7 3 2鍍銀過(guò)程是在鍍銀車上進(jìn)展的。瓶坯不停地旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，使銀液均勻分布。鍍銀車下部1~3小時(shí)，鍍銀過(guò)程遂即告完成。最終經(jīng)過(guò)抽氣封口，即對(duì)銀層進(jìn)展了保護(hù)。化學(xué)鍍銀的特點(diǎn)是設(shè)備比較簡(jiǎn)潔.缺點(diǎn)是銀層比較厚1000~2023埃.,同時(shí)也簡(jiǎn)潔發(fā)生污染。17。3。2化學(xué)氣相沉積(CVD〕法化學(xué)氣相沉積法包括液相揮發(fā)氣相沉積法和固體粉末氣相沉積法.它們都是涂層材料在噴到玻璃外表之前已揮發(fā)成氣體，在接近或就在玻璃外表上發(fā)生化學(xué)反響，形成固相薄膜，,以免形成粉末狀沉積物。為了使反響活化，可采,,X射線輻射，電弧，電子轟擊，等離子關(guān)心等.利用化學(xué)氣相沉積法可在玻璃外表形成金屬膜和氧化物膜.金屬膜一般利用復(fù)原和熱解反響在玻璃外表產(chǎn)生的。很多金屬，如鉻、鈷、鎳、鐵、鋅、錳、銦、鋁等，都可單獨(dú)或幾種共同形成沉積薄膜，從而賜予玻璃多種顏色和特性，如反光性。氧化物膜常利用水解反響或氧化和熱解反響來(lái)制取SnOTiOZrO，2 2 2ZnOSnO2膜為例，以氮?dú)鉃檩d體,將四氯化錫和氮?dú)饧八魵夂偷獨(dú)夥謩e通入600℃,水解反響產(chǎn)物形成SnO2的薄膜。除此之外，利用金屬烷基的2氧化和熱解反響，在250~750℃的玻璃外表上形成TiO2,ZrO，ZnO等薄膜，從而得到各種顏2色的吸熱裝飾玻璃。固體粉末的制備一般承受一種金屬或幾種金屬的乙酰丙酮酸鹽溶于氨水或四甲基氯化物的溶劑中，經(jīng)枯燥制成很細(xì)的粉末，有的還制成空心粉末。粉末在線熱噴涂是將粒度約500~600μm撒在肯定拉引速度行進(jìn)著的高溫〔約600℃左右〕浮法玻璃板上，經(jīng)熱分解形成金屬或金屬氧化物薄膜。通常噴涂裝置設(shè)在退火窯的“A“區(qū)。為了使噴涂物料能準(zhǔn)時(shí)有效發(fā)生熱分解反響,攜帶粉料的氣流與粉料的混合溫度應(yīng)在510～565末在線氣相噴涂的主要技術(shù)關(guān)鍵是：粉末能準(zhǔn)確、均勻輸送到位，廢料、廢氣收集和排放，噴嘴勻撒不偏等。17.3.3溶膠—凝膠法通過(guò)溶膠凝膠方式在玻璃外表上形成薄膜的方法稱為溶膠凝膠法。依此法在玻璃外表形成氧化物薄膜需滿足以下條件:〔a)動(dòng)身物質(zhì)要有充分的溶解度，溶解了的物質(zhì)在溶媒蒸發(fā)后〔〕(〕溶液要具有適當(dāng)?shù)恼扯龋阱兡ど弦讛U(kuò)展；(d)凝膠態(tài)的薄膜要變成均勻的固態(tài)膜。可以滿足這些條件的有金屬氫氧化物.溶膠凝膠法形成氧化物膜一般是將正硅酸乙酯〔TEOS)與其他陽(yáng)離子的硝酸鹽、金屬酸,形成反響液，再在玻璃外表發(fā)生縮聚反響，形成,便在玻璃外表上形成了薄膜。將溶膠施與玻璃外表的方法有浸漬法、沉降法、噴涂法以及旋轉(zhuǎn)散開法。其中浸漬法應(yīng)用的比較廣泛，可以獲得較大面積的膜和雙面膜。這種方法是將要涂層的基片從溶膠中以肯定速度向上提引，從而使薄膜在基片玻璃外表上形成。其他施加方法可以得到單面涂,類似于液相復(fù)原沉積法。2 2 溶膠凝膠法可將很多金屬氧化物制成玻璃外表涂層FeCrMnCo，Ni，Cu,SiO2-CoO2 2 2 2 2 為藍(lán)色;SiO—NiO膜為灰色；SiO-Cr2 2 2

;SiO2-Fe2O3

膜從淡黃到茶色；SiO—FeO—Cr2O3膜為黃色；SiO2-Mn2O3-Fe2O3膜為深淺不同的茶色；銅紅膜等。也可依據(jù)需要制成具有某種特性的膜，如紫外線吸取膜，熱反射膜，低輻射膜，多層膜等。例如：將正硅酸乙酯與乙醇按體積比3：1配制成溶液。其中，正硅酸乙酯與水的摩爾比為5：1.再參加少量冰醋酸作為膠粒分散劑，.另一種溶液是金屬陽(yáng)離子的硝酸鹽溶液，按要求的色澤和性能配制成肯定的濃度。將兩種溶液混合加熱到40℃左右,30分鐘，形成反響液。再將反響液陳化24～48小時(shí)，得到浸鍍液，就可進(jìn)展浸鍍。30～405~25cm/min。的勻速度將玻璃基片提升。然后在110～15020～30分鐘。最終在400～590℃下進(jìn)展熱處理30分鐘。隨之自然冷卻到室溫，即可在玻璃外表得到SiO—MeO2 x y膜〔Me為金屬元素)。17.3。4真空蒸發(fā)鍍膜法真空蒸發(fā)鍍膜的根本原理是在低于138l6.蒸發(fā)沉積的全部過(guò)程是由真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備來(lái)完成的。其設(shè)備如圖17-2。17-2真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備1－玻璃板;2－沉積的金屬；3－玻璃鐘罩；4－玻璃或金屬底版；5－連接抽真空的管道;6－封蠟真空電阻加熱蒸鍍是承受高熔點(diǎn)金屬〔如鎢、鉬、鉭等〕做成螺旋狀或舟狀的蒸發(fā)源或者將石墨做成坩堝，通以大電流而產(chǎn)生高溫。還可將剛玉坩堝或石墨坩堝外面繞以鎢絲，通鉭、鉬和鎢是最適宜作舟的材料。鉭和鉬易于彎折成形，鎢則很難。明顯，這種方法所加于蒸鍍材料的溫度總低于蒸發(fā)源本身的溫度，固然也要受到蒸發(fā)源材料熔點(diǎn)的限制，一般很難2023℃。真空電子槍蒸鍍是將蒸鍍材料盛放在導(dǎo)電的坩堝內(nèi)，在高真空狀態(tài)下用電子束轟擊加熱使之蒸發(fā)的方法。電子束由電子槍產(chǎn)生和掌握。電子槍蒸鍍的特點(diǎn)是可以使蒸鍍材料局部加熱避開材料的分解，并且可以避開蒸鍍材料與蒸發(fā)舟相侵蝕，易于制備高要求的優(yōu)質(zhì)膜，避開了真空電阻加熱法蒸鍍的一些困難。幾種金屬氣化，氣壓到達(dá)10-2厘米時(shí)熱力學(xué)溫度見表17-2，在此種溫度下氣化能得到較好的膜。表17-2 幾種金屬氣氣壓到達(dá)1厘米時(shí)熱力學(xué)溫度金屬金屬鎘541金1745鋅623鋁1261鎂712鐵1694鈣878鉑2362鉻1490鎢3585銀1319鎳1717銻973－－真空蒸發(fā)法按生產(chǎn)方式可分為間歇式與連續(xù)式兩種。間歇式是在設(shè)備內(nèi)裝入肯定量的基板，蒸鍍完畢后，解除真空取出試樣，如此重復(fù)進(jìn)展。這實(shí)際是試驗(yàn)室裝置的大型化。連續(xù)式裝置中設(shè)備做成很多室,(3.6×3。0米).現(xiàn)已用真空沉積法大量生產(chǎn)的玻璃制品有反射鏡、熱反射玻璃等。民用鏡除了化學(xué)鍍銀外，現(xiàn)在也已用真空沉積法生產(chǎn)。汽車用的車內(nèi)外反射鏡、多數(shù)用鉻(Cr)，汽車外側(cè)反射鏡用鋁(A1〕,都可用真空蒸發(fā)法大量生產(chǎn)。。5陰極濺射鍍膜法在低真空中〔一般為10-1～10-2帕)，陰極在荷能粒子〔通常為氣體正離子，通過(guò)氣體放電而產(chǎn)生〕的轟擊下，陰極外表的原子從中逸出的現(xiàn)象稱為陰極濺射。逸出的原子一局部受到氣體分子的碰撞而回到陰極，另一局部則分散于陰極四周的基板上面形成薄膜。陰極濺射法所用設(shè)備見圖17-3.17-3濺射法設(shè)備示意圖1－濺射的金屬材料;2－玻璃圓桶；3－玻璃基片；4－鋁板;5－玻璃鐘罩；6－玻璃或金屬板；7－連接真空管道;8－封蠟.對(duì)于某些金屬[如鉑(Pt〕〔Mo)]由于熔點(diǎn)很高，承受熱蒸發(fā)法有困難，為得到這些金屬的薄膜，承受陰極濺射法是便利.在陰極濺射過(guò)程中可將反響氣體引入濺射室，以便轉(zhuǎn)變或掌握淀積的膜層特性，這種方法稱為反響濺射。由于氧化物薄膜的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性及光學(xué)特性都很,所以在濺射氣體中摻入氧氣而濺射金屬制得的氧化物光學(xué)膜，在光學(xué)零件制造中應(yīng)用得很.陰極濺射法的缺點(diǎn)是效率不夠高，為使這種方法能有效地用于工業(yè)生產(chǎn)就需要有可保證在大面積上制得給定參數(shù)膜層的設(shè)備。真空濺射鍍膜設(shè)備如圖17-3所示.在生產(chǎn)中已使用濺射法鍍金制造導(dǎo)電玻璃、熱反射玻璃以及集成電路基板上電極等。影響濺射的因素主要有：陰極物質(zhì)、氣體的種類和壓力、陰極電位降和電流密度、陰極與基板的相對(duì)位置等.17。3。6離子鍍膜法離子鍍膜法實(shí)質(zhì)上是將蒸發(fā)法與濺射法相結(jié)合的方法.其與蒸發(fā)法的相像處在于成膜物質(zhì)作為蒸發(fā)源在熱源的作用下蒸發(fā)逸出在著強(qiáng)大當(dāng)場(chǎng)，使氣體發(fā)生輝光放電而產(chǎn)生等離子。與二者的不同之處在于用等離子體撞擊的是已經(jīng)蒸發(fā)出的成膜物質(zhì)原子或分子，使其發(fā)生電離，從而使成膜物質(zhì)以離子狀態(tài)加速轉(zhuǎn)移到玻璃基體上。這種方法如圖17—4所示?！踩鐨鍤獾恼婵斟兡な抑?成膜物質(zhì)蒸發(fā)源放在下部的坩堝中，,,而玻璃片裝在鍍膜室上部的陰極上.鍍膜室真空度為10—2～10-3Pa,陰極負(fù)電壓為-1000～-5000V。鍍膜開頭前為,使電離的氬氣體等離子轟擊玻璃表面，進(jìn)展濺射清洗，然后再鍍膜。鍍膜時(shí)使成膜物質(zhì)原子蒸發(fā)進(jìn)入氣體等離子,并受到等離子體撞擊而電離成離子狀態(tài)。此成膜物質(zhì)離子在電場(chǎng)中被加速。依據(jù)所加電壓的不同，離子加速的能量可達(dá)1~1000eV,,形成薄膜。,金、銀、銅等。氧化物膜如二氧化鈦膜,二氧化硅膜等。還有氟化物膜,硫化物膜，氮化物膜,硼化物膜及其混合物膜。此法也可鍍單層膜和多層膜。其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)如下：(a〕;(b〕膜層的致密度高，甚至與成膜物質(zhì)本身的密度一樣；〔c)繞鍍性能好。玻璃制品反面也能鍍上.對(duì)外形簡(jiǎn)單的玻璃制品,能產(chǎn)生相對(duì)均勻的鍍層。適合于玻璃工藝品。而陰極濺射法則一般適宜于平板玻璃；(d)成膜物質(zhì)蒸發(fā)電離后被電場(chǎng)加速,沉積速度快，鍍膜效率高。沉積速度可達(dá)1～50μm/min。而一般陰極濺射法速度只有0.01~1μm/min.鍍膜類玻璃.鍍膜玻璃按其使用功能和制造工藝的不同可分為在線鍍膜玻璃和離線鍍膜玻璃。鍍膜玻璃不僅顏色明媚、品種繁多，而且還具.主要顏色有：藍(lán)色、綠色、金茶色、銀灰色、棕色、青銅色、,阻擋紫外線等有害射線的功能，是建筑物、汽車的良好裝飾材料.熱反射玻璃熱反射玻璃又稱遮陽(yáng)鍍膜玻璃、遮熱玻璃、陽(yáng)光掌握玻璃、反射陽(yáng)光玻璃，是一種能將,同時(shí)，也能反射遠(yuǎn)比太陽(yáng)能發(fā)光體溫度低得多的鎢絲燈泡、高爐輻射能的玻璃。它可調(diào)整室內(nèi)溫度，減輕制冷和采暖裝置負(fù).而且由于它的鏡面效果而賦予建筑物外表的美觀.熱反射玻璃是在玻璃外表鍍上一層或幾層對(duì)紅外線〔輻射熱)反射率高的金屬膜，如Au,Ag，Al,Cu，Ni,Cr，F(xiàn)e，Sn，Zn，Mn，Ti等；合金膜，如CrGe—Au,Ti—NiCr，Pb—Cu等；或者金屬氧化物、化合物膜，如BiO，SnO，CrN,TiN等。.這些膜能使所需要的可見2 3 2光通過(guò)，使室內(nèi)光明，但卻對(duì)輻射熱有獨(dú)特的反射作用。(包括噴涂燒結(jié)法和浸漬涂布燒結(jié)法.熱反射膜由單層或多層膜系構(gòu)成。單層膜已很少見。通常由三層膜組成，表層為保護(hù),,里層為介電膜(金屬氧化物膜〕.選用不同的鍍膜材料、膜的厚度和層數(shù)，基片玻璃〔一般或吸熱玻)，可得到不同的反.熱反射玻璃一般范圍可見光反射率為5％～45%,可見光透射率為20％～60％；太陽(yáng)輻射熱全透過(guò)率為20％~67％.熱反射玻璃的光譜曲線見圖17—5。圖17—5 熱反射玻璃光譜曲線R1－高溫分解法的反射率；R2－濺射法的反射率;T1－高溫分解法的透射率;T1－濺射法的透射率17-36mm厚一般浮法玻璃和鍍反射膜玻璃的光學(xué)和熱學(xué)性能比較：表17-3 6mm厚一般浮法玻璃和鍍反射膜玻璃的光學(xué)和熱學(xué)性能比較LT％LRLT％LR％值波長(zhǎng)/μmSF8981.040.952040.8451300.950。761620.6545～5025～300.85~1。000。65~0。75950.5～0.78~4012~500.85～0。950。23~0.760～1220。4～0.7

透光率

反射率

熱傳導(dǎo)系數(shù)K

遮陽(yáng)系數(shù)SC 相對(duì)增熱

太陽(yáng)能透射比玻璃玻璃膜玻璃膜玻璃熱反射玻璃的顏色品種有：金黃色、珊瑚黃色、灰色、藍(lán)色、茶色、銀色、銅色、金色、綠色等多種顏色。熱反射玻璃的用途：利用這種玻璃的鏡面映象裝飾效果作外墻面材〔如幕墻玻璃〕到達(dá)美化大樓及映照街景和建筑物立面的目的。利用它的熱反射、降低進(jìn)入室內(nèi)太陽(yáng)熱的作用，在賓館、飯店、商業(yè)場(chǎng)所及熱帶民宅的窗玻璃中得到較多使用。但大量使用熱反射玻璃會(huì)造成“光污染”,應(yīng)引起關(guān)注。17。4。2吸熱玻璃能吸取大量紅外線輻射能而又保持良好可見光透過(guò)率的玻璃稱為吸熱玻璃一種是在玻璃中參加著色氧化物，如氧化鐵、氧化鎳、氧化鈷以及硒等，使玻璃整體著色，具有較高的吸熱功能；另一類是在玻璃外表鍍一層或多層吸熱膜，使玻璃具有吸熱功能。承受鍍膜的方法簡(jiǎn)潔得到茶色、灰色、銀灰色、古銅色、青銅色和金色的吸熱玻.而藍(lán).:FeO，CrO,SbO,SnO2 3 2 3 2 3 2等；雙層膜如：SiO2-CoO，SiO2-NiO，SiO2-Cr2O3,SiO2-Fe2O3等;三層膜如：SiO—FeO—CrO，SiO-MnO-FeO等。

2 2 32 3 2 2 2 3FeCl·6HO溶液,噴涂后在3 2600℃下形成橙黃色膜。如在此溶液中再參加SnCl·5HO,Co(NO)·6HO4 2 32 2Co(NO〕·6HO溶液中參加NHNOSnCl·53 2 2 4 3 4H2O溶液中參加SbCl3可形成灰藍(lán)色。用溶膠凝膠法可得到SiO2-RO〔R為各種著色離子〕x y的吸熱膜。通過(guò)轉(zhuǎn)變膜層成分也可形成熱反射膜。17。4。3低輻射玻璃簡(jiǎn)稱Lo反射率而又保持良好透光性能的玻璃，能削減室內(nèi)熱量反逸，保持室內(nèi)溫度。低輻射玻璃對(duì)波長(zhǎng)為0。8～3μm的近紅外反射率低，透射率高。白天里內(nèi)透射大量陽(yáng)80％～90％。.而在另一方面,這種玻璃又對(duì)遠(yuǎn)紅外輻射〔波長(zhǎng)3~50μm〕,室內(nèi)遠(yuǎn)紅外熱量輻射到這種玻璃上，有高達(dá)90%,還能濾掉相當(dāng)多的紫外線。典型低輻射玻璃的光譜曲線見圖17—6。R〔LE〕低輻射玻璃的反射率；T(LE)低輻射玻璃的透過(guò)率；R〔F) 浮法玻璃的反射率；T(F〕浮法玻璃的透過(guò)率。低輻射膜的顏色有茶色、灰色、藍(lán)色、紫色、金色和銀色，中性灰色是常用的色澤。低輻射玻璃是在玻璃外表鍍上一層或幾層金屬、合金或金屬氧化物膜而制得的。目前采.第一層為氧化物介電膜，其次層為低輻射膜，第三層為保護(hù)膜。膜層材料也可分為金屬和化合物兩大類型。金屬AAg,C，波長(zhǎng)/μmAl，Ti，Zn等;合金：Ni-Cr等；化合物：SnO，InO，TiO，ZnO，TIN，和氮化不銹鋼等。2 2 3 2,水膜會(huì)阻礙保溫膜反射遠(yuǎn)紅外線作用的發(fā)揮。低輻射玻璃的制造方法一般有在線高溫?zé)峤獬练e法和離線真空磁控濺射法兩種?！?〕在線高溫?zé)峤獬练e法在線LOW—E玻璃的膜層系由不同的金屬氧化物所組成.它既便于玻璃的再加工.它是在600~650℃高溫狀態(tài)下直接對(duì),相當(dāng)于進(jìn)展了一次膜層的燒結(jié)；使膜層與玻璃“LOW—E玻璃，對(duì)來(lái)自外界的劃傷、摩擦、大氣侵蝕等抵擋力量很強(qiáng)，它可以進(jìn)展水洗滌、熱彎、鋼化、夾層、中空等再加.這種在線LOW-E玻璃的可見光透過(guò)率在8015%，紅外放射率總值大于80%，它保持室溫的力量是一般單層玻璃的3倍，制成中空玻璃使用于建筑物門窗，一年四季都具有節(jié)能的成效。在線生產(chǎn)的遮陽(yáng)膜〔Sun-E)玻璃除了具有LOW—E玻璃低輻射性能外，還具有對(duì)太陽(yáng)能熱控的功能，因此在線Sun—E玻璃又稱為太陽(yáng)能掌握LOW—E玻璃.Sun－E玻璃除具有傳熱系數(shù)低和反射遠(yuǎn)紅外熱輻射的特點(diǎn)外，還具有反射太陽(yáng)光中近紅外熱輻射的功能.Sun—E玻璃允許太陽(yáng)光中的可見光進(jìn)入室內(nèi)〔或汽車內(nèi)〕而阻擋其中的熱輻射，它不僅適合南方地區(qū)和過(guò)渡地區(qū)的各類建筑物的遮陽(yáng)(節(jié)約空調(diào)費(fèi)用〕,也適用于汽車窗玻璃的制作。承受這種Sun-E遮陽(yáng)膜玻璃，太陽(yáng)照耀也不會(huì)有炎熱感，冬季建筑物室內(nèi)〔或車內(nèi)〕.另外,Sun—E遮陽(yáng)膜玻璃可見光透過(guò)率在40％～75%Sun—E膜玻璃顏色為灰色,在國(guó)際市場(chǎng)上不僅是熱帶地區(qū)建筑物玻璃門窗首選,同時(shí)也是汽車玻璃制造商們最關(guān)注的產(chǎn)品.離線真空磁控濺射法3層構(gòu)成,13層均為金屬LOW—E玻璃在顏色及純度方面優(yōu)于在線熱解噴鍍，在產(chǎn)品開發(fā)方面也較為敏捷，最大優(yōu)點(diǎn)還在于濺射生產(chǎn)LOW—E玻璃其絕熱性能優(yōu)于熱解法產(chǎn)品。離線磁控濺射法生產(chǎn)的LOW-E,因此它不能單片使用，僅適用于雙層或多層中空玻璃用的基片，也不適用于熱彎、鋼化等再加工。因氧LOW—E,LOW-E玻璃原片也不適宜長(zhǎng)期保存和頻繁運(yùn)輸。離線法生產(chǎn)低輻射玻璃利用氣體放電將靶材逐層濺射沉積到玻璃外表形成薄膜。承受離線磁控濺射法生產(chǎn)的低輻射玻璃又可分為單銀、雙銀、陽(yáng)光掌握和改進(jìn)型單銀。17。4。4外表導(dǎo)電膜在玻璃外表涂上過(guò)渡金屬氧化物或金屬的薄膜，使玻璃具有很好的導(dǎo)電性，稱為外表導(dǎo)電玻璃。依據(jù)其透光性分為透亮和半透亮導(dǎo)電玻璃兩種。外表導(dǎo)電玻璃用在飛機(jī)、車輛、船舶、冷凍設(shè)施的觀看窗、通電加熱以防雪、防冰、防霜〔6000～7000埃，其外表電阻為100歐姆。還用在加熱板〔電熱杯、烹調(diào)用具、枯燥器、暖房器、電子顯示裝置上的透亮電極、集成電路制造的工業(yè)譜線圖板、絕緣子的防電暈層、靜電遮擋板以及熱射線遮斷窗、液晶顯示器件、場(chǎng)致發(fā)光電極、太陽(yáng)能電池等方.ITO膜的大面積風(fēng)擋玻璃也已在超音速飛機(jī)、船舶上得到了應(yīng)用。LaB、2 2 3 6鎢、銅等。實(shí)際應(yīng)用的材料主要為SnO、InO、Au，此三種導(dǎo)電膜特性列于表17—4。為了2 2 3如S4加S5I3加S4〔ITOT4、Zn2+,Cd2+In3+等。/μm/μm/〔Ω/m2〕SnO2〔摻雜)0.255116熱噴霧In2O3〔摻雜〕0.1707×10-6真空沉積Au0.0185918真空沉積

表17-4 幾種導(dǎo)電膜的特性膜厚 外表電阻

電阻率

涂層方法導(dǎo)電膜的制造方法有：(1〕噴涂法玻璃在電爐中加熱到700℃左右，用噴槍將金屬鹽的溶液噴涂在玻璃外表，鹽溶液分解，在玻璃外表形成氧化物導(dǎo)電薄膜。鹽溶液的成分中有根底溶液、活性劑、修飾劑等。根底溶液的成分如表17-5所示：17-5根底溶液的成分金屬鹽/gSnCl4?5H20 100InCl3 5.3Cd(NO3〕2?5H20 10

50810

102－

20067595

特性膜穩(wěn)定－膜抵抗力量最低17—6所示：17-6基礎(chǔ)成分SnO2In2O3CdO

薄膜組成

活性劑Sb2O30.5％~1%

0.54微米12104.5修飾劑可起調(diào)整電阻作用,Sn0－SbO膜的組成中參加V、Fe、Cu、Zn等，則電阻2 2 3急劇提高,Mn、Cu、Ni時(shí)，電阻變化不明顯,HF、NH4F等則電阻明顯下降。修飾劑還可以是薄膜穩(wěn)定，轉(zhuǎn)變電阻溫度系數(shù)與透過(guò)光的顏色。2,生成氧化物薄膜，如SnCl4水解生成SnO：2SnCl4+2H2O SnO2+4HCl由于氯化物快速反響，玻璃外表生成的SnO2薄膜，有過(guò)剩的Sn原子,形成了晶格缺陷。電流的載流子是電子,參加活性劑(摻雜〕后供給了更多的載流子，使電導(dǎo)率提高。,可適用于大面積與非平面玻璃，透明度與平滑度一般。缺點(diǎn)是膜均勻性與重復(fù)性較差，材料消耗大，基板的溫度高，需要實(shí)行防止污染的措施.熱噴霧法是常用的方法.(2〕真空沉積法1~5×10-510～15,可以得300~1000歐姆的金屬膜(100～500埃。用真空沉積法也可涂TiO、InO、SnO2膜。

2 2 3,,不需防止公害措施;缺點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用大。真空沉積法,可以進(jìn)展大面積涂層,特別適合于涂貴金屬如金等。金屬膜的透亮度不如氧化物好。浸漬法1份、無(wú)水酒精1份、加氯化亞錫2120~130℃煮沸成為混合物,再將玻璃加熱到軟化溫度，浸入此混合液中幾秒鐘后，即得到SnO2的外表涂層,透光率可達(dá)92%。浸(SnCl2通入氯氣〕1份加無(wú)水酒精1份?！?)復(fù)原法2 2 把玻璃加熱到200～250℃,通入金屬鈦、硅的氯化物〔TiCl4、SiCl4)，生成高電阻的膜,然后放在復(fù)原氣氛中。如TiCl4在H、N及HS550～6002小時(shí)，得到外表1000~2500Ω/m22 2 除了以上方法以外,還有直流濺射法、工頻濺射法、化學(xué)沉積法等。各種不同透亮導(dǎo)電膜的外表電阻與膜厚度的關(guān)系繪于圖17—7。曲線1為SnO2薄膜；曲2 2 3 2 2為SnO－SbO薄膜，Sb2 2 3 2

1。5％(重量百分率)，外表電阻值為縱座標(biāo)讀數(shù)的2 2 3 2 1/10；曲線3為SnO－InO薄膜,In2 2 3 2

參加量為％〔分子百分率，外表電阻值為縱座標(biāo)讀2 2 3 2 10倍;4SnO－SbO薄膜，Sb2 2 3 2

為外表導(dǎo)(In2O3薄膜，參加活性劑Sb2O3)。導(dǎo)電玻璃的電極用銀制，一20克分子的可溶性銀參加0.8克銻粉混合研磨，噴在玻璃板的兩邊，然后加熱燒結(jié)。銻1克Sb2O3或Sb2S3來(lái)代替。膜厚膜厚/?圖17—7不同透亮導(dǎo)電膜的外表電阻與膜厚關(guān)系 圖17-8外表導(dǎo)電玻璃的透光率與反射率曲線Ω阻電的膜電致變色膜

％射率(InO3薄膜，參加活性劑Sb2O3〕射反、率光透/μm的材料。常用電致變色膜有WO、MoO、NiO等無(wú)機(jī)材料,以及聚苯胺等有機(jī)材料。3 3(E〕時(shí),必需鍍透亮電極T、離子儲(chǔ)存層I〕和離子導(dǎo)體〔IC),從而組成一個(gè)膜系鍍?cè)诓Ａ希纬芍悄艽?或稱靈活窗。依據(jù)膜層構(gòu)造，智能窗通常分為堆垛式和夾層式兩種類型。堆垛式膜層構(gòu)造為/TC1/EC/IC/IS/TCTC1為透亮電極膜1，TC2為透亮電極膜2ITO膜，EC為電致變色膜;IC為離子導(dǎo)體，起促進(jìn)電致變色膜和離子儲(chǔ)存層之間離子傳遞，而不存在電子傳遞過(guò)程IS為離子儲(chǔ)存層，在變色過(guò)程中起平衡電荷作用，具有可逆電化學(xué)性質(zhì)。夾層式不是一整塊玻璃，要在兩塊玻璃中間鍍膜，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，可用多種鍍膜方法制備，快離子導(dǎo)體用一般有機(jī)物,壽命比較長(zhǎng).堆垛式為一個(gè)整塊,構(gòu)造比較簡(jiǎn)潔,只能通過(guò)低溫鍍膜法制備，快離子導(dǎo)體用一般無(wú)機(jī)物，壽命比較短。,氧化鎢等氧化物的氧化狀態(tài)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。通過(guò)轉(zhuǎn)變電場(chǎng)方向和強(qiáng)度，即可掌握變色和顏色的深淺，調(diào)整通過(guò)建筑物和汽車窗的太陽(yáng)光的強(qiáng)度，使室內(nèi)或車內(nèi)光線嚴(yán)峻，溫度舒適，故稱為智能窗或靈活窗。WO3膜可承受溶膠凝膠法、真空蒸發(fā)沉積法、陰極濺射法和化學(xué)氣相沉積法進(jìn)展鍍膜。33MoO3膜的變色性能不如WOMoO33

單獨(dú)用于變色膜的狀況很少，可將MoO和3WO3復(fù)合制備變色膜,使混合膜的光吸取峰向高光子能量方向遷移分膜簡(jiǎn)單，目前未廣泛應(yīng)用。3NiO變色膜在褪色態(tài)時(shí)太陽(yáng)透過(guò)率為73NiO膜可承受陰極濺射法和反響沉積法進(jìn)展鍍膜。VO、NbO、CeO、TiO、FeO、SnO

及其相關(guān)復(fù)合物，均具有變色膜的效應(yīng).各種2 5 2 5 2 2 2 3 2變色膜的狀態(tài)及顏色如表17-7所示。表17-7 各種變色膜的狀態(tài)及顏色極化 材料 狀態(tài) 顏色陰極WO3a,c藍(lán)陰極WO3－TiO2a藍(lán)陰極TiO2－灰陰極Ti02－Al2O3－藍(lán)陰極Ti02－Cr2O3－藍(lán)陰極Nb2O5a，ca褐，c藍(lán)陰+陽(yáng)V2O5c綠，黃，紅陰+陽(yáng)V2O5+Ta2O5p灰陰+陽(yáng)V2O5+Nb2O5p灰表中a代表無(wú)定形，c代表晶體，p代表粉末狀。電極膜除了承受ITO膜、Sn02Sb膜外，還可用ZnOA1膜.ITO膜是變色窗中較好的電極膜，電阻為10Ω/m2，比要求的電極電阻1Ω/m210倍。ZnO摻Al膜，電阻率10—3～10—4Ω·cm，化學(xué)穩(wěn)定性與ITO膜相像，但本錢低廉，有進(jìn)展前途。離子導(dǎo)體膜包括有機(jī)離子導(dǎo)體和無(wú)機(jī)離子導(dǎo)體兩種。有機(jī)離子導(dǎo)體可承受固體或液體基Li+鹽，液體基質(zhì)的代表為丙烯碳酸酯〔PC〕Li+結(jié)合比較穩(wěn)定，但PC會(huì)分解為丙CO2-，與Li+反響生成溶解度小的LiCO(PEO)和聚丙烯氧3 2 34 3 3 2 32化物(PPO〕LiClO、LiCFSO與LiN〔SO·4 3 3 2 32

等。無(wú)機(jī)電解質(zhì)有快離子導(dǎo)體〔如N1+Z2SP—01Zr含-A3含N+、PbF2等。離子存儲(chǔ)層可承受VO、IrO和TiO—CeO膜.VO

膜用陰極濺射法、真空蒸發(fā)沉積法2 5 2 2 2 2 5和溶膠凝膠法進(jìn)展鍍膜，TiO2-CeO2膜可承受溶膠凝膠法，IrO2膜則用磁控陰極濺射法鍍膜。玻璃外表憎水膜和防霧膜,可用于高濕度下的觀看窗、飛機(jī)和汽車的風(fēng)擋玻璃、電氣絕緣材料以及防止玻璃外表漏電及防止風(fēng)化的場(chǎng)合。17.4。6。1玻璃外表憎水膜玻璃憎水膜通常由硅有機(jī)化合物組成，常用的硅有機(jī)化合物有甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、二乙基二氯硅烷、硅有機(jī)漆等，用噴涂法和浸漬法鍍膜。最簡(jiǎn)潔的憎水膜配方是用15二乙基二氯硅烷CH〕SiCl］溶液，將玻璃浸在此溶2 5 2 2液中15min，再在20090o的憎水膜。把硅有機(jī)漆和丙酮按1：5比例配成溶液,將玻璃在此溶液中浸1min，再在150℃下進(jìn)展熱處理，也可得到潤(rùn)濕角為90o的憎水膜.現(xiàn)代的憎水膜配方除了用一種或一種以上的有機(jī)硅化合物作為玻璃憎水劑的主要成分(RsiX，其中R表示C

脂肪族3 1－30的烷基或芳香族的丙烯基，在烷基或丙烯基中，局部或全部為氟取代X表示鹵素、脂肪族、芳香族、烷基(Si(Si〕為主要成分，還參加無(wú)機(jī)酸(如硫酸〕或有機(jī)酸以強(qiáng)化、活化、穩(wěn)定和均化主體，提高主體對(duì)玻璃的粘附力。用外表活性劑十二烷基三甲基銨或十八烷基三甲基銨的氯化物作為穩(wěn)定劑，使這些成分均勻穩(wěn)定地溶解在水中，也可用環(huán)己烷、四氯乙烯或三氯乙烯型非極性有機(jī)溶劑和液體石蠟作為穩(wěn)定劑。為了降低聚有機(jī)硅氧烷為主的硅有機(jī)化合物的毒性，在溶液中加重鉻酸鉀或鉻酸酐和濃硫酸。例如聚有機(jī)硅氧烷為主的硅有機(jī)化合物為0.5％~1%,則參加重鉻酸鉀或鉻酸酐3％～5%，其余為濃硫酸.17。4。6.2玻璃外表防霧膜防霧膜主要用于飛機(jī)汽車等交通工具的風(fēng)擋玻璃浴室的玻璃鏡子以及眼鏡玻璃方面。除了有機(jī)硅膜外，還承受甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯膜。例如防霧膜的主要成分為 40％~80%(重量)的甲基丙烯酸，20％～60%的甲基丙烯酸酯,另外還需參加相當(dāng)甲基丙烯酸和甲基1％～15％的交聯(lián)劑〔最正確用量為5％～10%〕以及0。1％～5％由紫外線輻射激活的聚合反響引發(fā)劑〔最正確用量為0.~0.％.另一種防霧膜系是由聚乙烯醇(PVA)膜和有機(jī)硅膜組成，玻璃上先鍍聚乙烯醇膜,再鍍硅有機(jī)化合物膜.R1R2aSiX3-aR1R2aSiX3-a(R1l～10C的有機(jī)組分，R2l～6碳?xì)浠衔锏慕M分，x為可水解組分，a＝01〕,其有機(jī)硅化合物為β-丙醇—乙基三甲氧基硅烷.此膜不僅可防霧，而且外表硬度高，壽命長(zhǎng)，耐風(fēng)化，本錢低,此膜系主要用于風(fēng)擋玻璃.用于玻璃鏡片的防霧膜系由三層膜構(gòu)成，第一層為100重量份數(shù)的聚乙烯醇;其次層為60～300重量份數(shù)的精選過(guò)的硅合成物；第三層為0.5~30重量份數(shù)的有機(jī)硅化合物或水解產(chǎn)33a物，其化學(xué)成分為R1R2aSi(OR〕33a

〔此處R

指l～10C的有機(jī)組分,R

1～6碳?xì)浠衔铮?2a＝01〕.各膜層組成中碳一硅比為〔0.7～2)：1，碳12-硅比(重量比)在表層高于下層，且不小于1.7：l。此膜系具有高的外表硬度和耐久性。17。4。7玻璃外表著色(集中著色)玻璃外表著色就是在高溫下用著色離子的金屬、熔鹽、鹽類的糊膏涂覆在玻璃外表上，使著色離子與玻璃中的離子進(jìn)展交換，集中到玻璃表層中去使玻璃外表著色；有些金屬離于還需要復(fù)原為原子，原子集聚成膠體而著色。以氧化銀〔AgCl)為例,其離子交換過(guò)程如下：Na+硅酸鹽玻璃-+Ag+C1- Ag+硅酸鹽玻璃-+Na+Cl-集中到玻璃表層的銀離子，原來(lái)是無(wú)色的，但易被玻璃中原來(lái)含有的氧化亞鐵〔FeO〕:Ag+O+2FeO FeO+2Ag2 2 32Ag2O+AS2O3 AS2O5+4Ag,可在高溫下用氫氣復(fù)原或在銀鹽糊中加Sb2O3Ag+復(fù)原為Ag原子,聚為膠態(tài)微粒形成色基，因而呈現(xiàn)黃色。銅離子交換的原理也是這樣，只是比Ag+難于滲入Cu+也不如Ag+Ag+和Cu+棕紅色，廣泛用于玻璃儀器的刻度。用鉈離子進(jìn)展集中著色可以得到灰至黑色。各種金屬離子交換后著色的玻璃其透過(guò)光譜曲線見圖17—9。圖17-9各種金屬離子交換著色玻璃的透光曲線.透(或稱載體，如ZrO2)〔糊)配成糊狀物，涂于玻璃外表，再放在馬弗爐中進(jìn)展熱處理。應(yīng)用電浮法可以連續(xù)生產(chǎn)外表著色玻璃，其主要原理是在浮法成形熔融錫槽上的高溫玻璃上面,另設(shè)置需要著色的熔融金屬槽,這兩種熔融金屬槽,通以直流電壓，上面的金屬離子就/nm原氣氛，使用低電壓，離子就簡(jiǎn)潔集中,而且復(fù)原為膠體狀,形成外表著色的玻璃或熱反射玻璃。17。4。8外表光學(xué)薄膜,泛,薄膜種類愈來(lái)愈多，目前巳能供給九十多種元素、氧化物、氟化物，硫化物、碲化物、硒化物以及合金和混合物涂層材料。薄膜光學(xué)已成為現(xiàn)代光學(xué)上的一個(gè)重要分支。:反射膜、增透膜〔)、濾光膜、分光膜等。17。4.8。1反射膜在玻璃外表上涂反光膜，提高反光率，來(lái)制造光學(xué)儀器與激光系統(tǒng)中的反射.依據(jù)使用狀況,要求反射出可見光或反射紅外與紫外光。反光膜的材料有金屬〔銀、鋁、金、鎳、鉻等)、氧化物—氟化物〔CeO－MgF、硫2 2化物-氟化物〔ZnS—MgF、ZnS—ThF、ZnS—NaAlF〕等。2 4 3 6常用的反光鏡是銀、鋁涂層。銀可用化學(xué)沉積法涂在平板玻璃反面，也可涂在棱鏡的外表.銀膜在可見光中反射率最高，可達(dá)954000,簡(jiǎn)潔被劃傷，作反面鏡時(shí)用銅層保護(hù)。鋁膜從紅外到紫外都具有良好的反射性并有良好的化學(xué)17-8中。

表17—8 銀膜與鋁膜的反射率1000銀 鋁 90.0

60089.0

5009588

35787

31685.0(SiO〕層作為保護(hù)層。這種80％以上。如在涂完膜后馬上用高壓水銀燈的紫外線照耀20小,2600埃處的反射率提高到65％。(50~60％)，然而它們能很結(jié)實(shí)地附著在玻璃外表上。并能很好吸附銀膜和鋁膜.對(duì)于反射率不需要太高而需要結(jié)實(shí)掩蓋膜的反射鏡,有時(shí)也利用它們.鉻膜，鎳膜可用氣相沉積法涂在玻璃外表上。22436CeO2-MgF、ZnS—MgF、ZnS-ThF、ZnS—NaAlF22436

.在紅外波0.4～2微米范圍內(nèi)，最大反射率為99.5％～99.8%,.17。4。8。2增透膜,1.52未涂增透膜的玻璃，每一面反射率大于4％，而涂四層增透膜的玻璃其反射率可降低到1％以下,不僅增加了像的亮度,而且最顯著地改進(jìn)了像的比照度和清楚度。,95％。增透膜的主要原理是利用膜和玻璃兩個(gè)介質(zhì)中反射光的相位干預(yù)而使反射光線相互抵ns的玻璃和折射率no的空氣中間,涂一層折射率n1=(ns·no)1/2厚度為λ/4時(shí)(λ為光波長(zhǎng)),光線由透鏡內(nèi)部通過(guò)薄膜進(jìn)入空氣中時(shí)，其反射光即可抵消。圖17—10畫出入射光與反射光的瞬時(shí)相位關(guān)系。光線由1處進(jìn)入薄膜，首先在薄膜與玻璃外表界面上進(jìn)展一次反射,相位用虛線表示2處又進(jìn)展反射,反射光由3處進(jìn)入透鏡，其相位正好與1處的反射光的相位相反,兩者幾乎抵消,射波的能量差.3處的反射波被留在膜內(nèi)并局部在點(diǎn)41處被反射，它增加了一次反射或者參加到原光波之中。在4,由于此處的反射波的相位相反。如這些反射率能適當(dāng)?shù)仄胶?，則兩種反射波返回透鏡內(nèi)部的總能量為零，此時(shí)確定不會(huì)有反射光產(chǎn)生，光波沒有能量損失。17—10涂膜(膜厚為λ/4〕的玻璃中入射光和反射光的瞬時(shí)相位關(guān)系在