锡对超薄浮法玻璃热膨胀系数和黏度的影响研究

引言浮法玻璃的渗锡是锡槽中锡液、玻璃液和保护气体相互作用的结果，是不可避免的，并且超薄浮法玻璃在后期深加工的时候，渗锡会造成浮法玻璃出现“钢化彩虹”及“翘曲”等问题。对于超薄浮法玻璃而言，渗锡对玻璃空气面和锡面的影响更显著，会造成浮法玻璃锡面和空气面成分、硬度等结构以及物理或化学性质有所区别。本文从玻璃本体出发，将浮法玻璃按照层状结构处理，以实际测到的超薄浮法玻璃表面成分数据为基础，设计并熔制实验室样品，来探讨渗锡对浮法玻璃高温热膨胀系数及黏度的影响。实验（1）实验试样实验试样为本单位实验室熔制的玻璃样品，本实验从玻璃本体出发，以实际测到的不同渗锡量的玻璃表面成分数据为基础，模拟浮法玻璃锡面和空气面的成分差异，设计并熔制不同锡含量的样品3个，编号为A、B、C。（2）测试方法本实验样品的热膨胀系数采用林塞斯高温线膨胀仪L75进行测试，将熔制的样品进行切割和磨抛，制成长约20mm，宽约5mm的条状样品，选择升温速率为5℃/min，升至800℃后降温。本实验采用RSV-1600旋转黏度计对不同锡含量的样品进行了高温黏度测试，测试温度范围为1100～1460℃。结果与分析（1）渗锡对超薄浮法玻璃热膨胀系数的影响热膨胀系数是材料物理性能中一个非常重要的参数，是指物体温度升高1℃时单位长度或体积上所增长的长度或体积，玻璃的热膨胀性能不仅能反映出玻璃的热历史及其结构性能，在玻璃深加工过程中，更能直接反应玻璃结构随温度的变化情况。为了模拟超薄玻璃锡面和空气面的成分差异，以测到的不同渗锡量的玻璃表面成分数据为基础，设计并熔制不同锡含量的样品3个，编号为A、B、C，其中A样品SnO2含量为1.77%，B样品SnO2含量为0.34%，样品C为不加锡的样品，样品化学组成如表1所示。不同SnO2含量样品的热膨胀曲线如图1所示。

图1不同SnO2含量样品的热膨胀曲线热膨胀曲线的绝对膨胀值是指在升温过程中，一定温度下被测玻璃样与标准样的伸长长度的差值，是玻璃在常温下与某点温度时的绝对伸长量，玻璃的绝对膨胀曲线可以更明确地显示出样品在宏观上的膨胀量。图2为不同SnO2含量样品的绝对膨胀曲线。

图2不同SnO2含量样品的绝对膨胀曲线由图2可以看出，随着温度的升高，样品的绝对膨胀变化规律为：C＞B＞A，即SnO2含量较低的样品，其绝对膨胀量较大；SnO2含量较高的样品，其绝对膨胀量最小。（2）锡对超薄浮法玻璃黏度的影响本实验采用RSV-1600旋转黏度计对不同锡含量的样品进行了高温黏度测试，测试温度范围为1100～1460℃。各样品的低温黏度曲线的拟合可根据VFT公式所获得：VFT公式适合于玻璃的整个温度范围，A、B和T0为常数。确定这三个值至少需要知道三对黏度与温度的数值：①玻璃化转变区温度及对应黏度；②玻璃软化区温度及对应黏度；③下沉温度区温度及对应黏度（黏度小于103.22Pa·s）。各样品选取的黏度与温度值见表2；根据VFT方程可以获得前项A、假想活化能B和VFT温度值，见表3；最后可获得低温黏度拟合的图谱，如图3所示。表2样品的黏度与温度值表3VFT方程参数值图3样品低温黏度曲线由图3可以看出，温度-黏度曲线逐渐向上平移，在同一温度下，样品的黏度大小规律为：A＞B＞C，即在同一温度下（低于850℃），SnO2含量较低的样品，其黏度较小；SnO2含量较高的样品，其黏度较大，一般认为，浮法玻璃黏度较大，其热膨胀系数较小，这也与高温热膨胀的测试结果符合。结论通过对不同渗锡量的玻璃样品进行模拟并进行实验室样品熔制，对各样品进行高温热膨胀系数及高温黏度的测试和分析，得出以下结论：（1）在同一温度下，随着SnO2含