玻璃生产中铂金颗粒缺陷产生的原因与改善措施

0引言

在特种玻璃的生产中，为了提高玻璃的品质和良率，通常会在

一些关键部位使用柏金（本文指以钳基，伯钱合金的统称），如在

溢流下拉法超薄玻璃的生产中，均配置了钳金通道。因为工艺上需

要较高的温度来输送熔融玻璃，一般陶瓷材料通道虽能承受高温，

但熔融玻璃的品质往往无法保证；采用销金通道，可以实现粕金直

接加热和温度精准调节，能精确控制熔融玻璃的流速，从而使超薄

玻璃的成形过程更加稳定，相比其它未采用钳金通道的成形工艺，

玻璃外观品质会更好。但是，钳金在高温下易发生氧化挥发，在高

温流动玻璃液的作用下，也会发生一定程度的物理侵蚀与化学腐蚀,

继而产生饴金颗粒缺陷，对生产的稳定性也会造成不利的影响。本

文以钳金通道在高铝盖板玻璃生产中产生粕金颗粒为例，对粕金颗

粒缺陷产生的原因进行分析，并提出改善措施。

1钳金

在溢流法高铝盖板玻璃的生产中，钳金通道上游与窑炉相接，

下游通向成形，其工艺流程见图1。

图1诧金通道示意图

钳金能够用作高温熔融玻璃液的输送通道，缘于以下优点：①熔点

高，在高温下具有极高的机械强度；②对侵蚀性熔融玻璃及玻璃中

的气体、盐有较高的抗蚀性；③几何形状易加工、焊接性能良好；

④导电性能好、能用作直接加热；⑤可以回收再利用。

2钳金颗粒缺陷

（1）挥发型钳金颗粒

粕金在400〜500°C时，表面就会生成一层非常薄的固态氧化

物膜，温度继续升高，氧化物膜就会从固态转变为气态，且随温度

的升高，该转变更加剧烈，生成的钳金氧化物气体也更多。如杲钳

金表面是开放的，又有流动空气作为动力，那么，所生成的氧化物

气体就被驱散到外界空气中，从而形成柏金的强力挥发；若挥发出

的柏金氧化物气体遇到封闭耐火材料的阻挡，又没有流动的空气作

为动力时，粕金氧化物的平衡分压值将降低，气态氧化物就不能以

固态沉积，而是离解成金属单质沉积下来，以使气相中的氧化物达

到平衡状态。钳和楮的一种氧化还原反应表示为：

钳的氧化：

Pt+02TPtO2-PtO2TPt+02

固相固相气相固相（1）

错的氧化：

4Rh+3O212RhzO3-2Rh2O3-4Rh+3O2

固相固相气相固相（2）

由于在1100℃以上时，铐及其氧化物的饱和蒸气压要高于冷白及其

氧化物的饱和蒸气压，代表着钱比粕在高温下容易氧化挥发，这种挥发

型销金颗粒经X射线能谱分析仪（EDS,卡尔蔡司）分析，错成分道常

会高于钳金本体PtRh20中链的含量（表1）。

表1钳金颗粒（错丝）EDS分析结果

化合物质城分散是

谱图位置

N-,0MgOAIP.SiO,K,0Rh,o.PtO,

H物IX域1.4一225.1一27.8as

正常区域谐图27.91.720.668.81.0一一

这种机理形成的一种销金颗粒光学显微镜（OM,OLYMPUS,

BX51）照片及扫描电子显微镜（SEM,卡尔蔡司，SUPRA40）图像

见图2、图3。

图2钳金颗粒（错丝）平面0M照片

电子图像

2um

图3销金颗粒（错丝）断面SEM图像

由于这种钳金颗粒的铐成分相对于钳金本体PtRh20含量中的

钱含量20%还要高，从其形状来看为丝线状，故通常称之为错丝或

错线。这种含量的钳金颗粒通常发生于运行初期或后期，主要产生

于具有开放空间的部位，前期钳金通道空管升温时钳金表面的氧化

挥发，运行后期如澄清段排气孔、液位测量孔、搅拌桶上部挥发物

的集聚，均容易产生此类钳金颗粒缺陷。

（2）析出型钳金颗粒

钳金通道具有自由液面空间的区域，钳金高温氧化物蒸汽也会扩散

进入熔融玻璃液，在高温玻璃液中溶解。另外，钳金在高温玻璃液的作

用下，也会发生一定程度的化学腐蚀，钠金化学腐蚀的根本原因是其热

力学上的不稳定性造成的，即钳金本身较玻璃中的氧化物原子处于自山

能较高的状态，这种倾向在动力学条件具备时，就会发生金属单质向钳

金的氧化物或化合物的转化。这种腐蚀虽然微小，但却不容忽视。

该种原因形成的销金颗粒如图4所示。

图4销金在熔融玻璃液中的腐蚀

高温熔解于玻陶液中的粕金，当温度下降，熔解度减小后，重

新析出产生杂质。在生产中，析出型钳金颗粒缺陷占有相当大的比

例，当数量较多时，直径往往趋小。这种类型的钳金颗粒通常以六

边形、三角形结晶呈现（图5）,EDS分析成分显示伯含量相对于

钳金本体PtRh20中的钳含量80%要高（表2）。

L=17um

(a)三角形钳金颗粒平面OM照片

(b)三角形钳金颗粒断面OM照片

fium©耳!B您1

(c)三角形钳金颗粒断面SEM图像

图5三角形钳金颗粒

表2三角形钳金颗粒EDS分析结果

化合物质量分数/%

谱图位置

NajOMgOAIRSiOaK2ORh,O,PtO,

谱图16.90.99.827.7—6.848.0

异物区域诺图25.2056.417.8—9.6605

谱图37.00.99526.7—7.448.6

正常区域谱图412.91.920.364.20.7——

析出型铝金颗粒在外观形貌上也有针状等其它形状，但数量相

对较少。

(3)冲刷型钳金颗粒

由于玻璃液的长期冲刷、侵蚀和钳金搅拌棒的机械磨蚀，导致

柏金从通道本体上剥落，进入到玻璃液中形成缺陷。如直角连接处、

搅拌段中搅拌棒的高速运转，通常会加速销金的物理侵蚀与磨损，

在比较恶劣的条件下，会造成粕金的大块儿剥落。这种原因造成的

钳金颗粒形状不规则(图8),做EDS分析为钳金主体PtRh20成分。

(a)剥落的钳金颗粒0M照片1

(b)剥落的销金颗粒0M照片2

图6剥落的的金颗粒

3伯金颗粒缺陷的改善措施

当钳金通道在运行过程中出现数量较多的钳金颗粒时，会严重

影响生产的稳定，需要采取必要的措施加以改善。

挥发型钳金颗粒改善措施

（1）清理澄清段上部排气孔周围的挥发物；

（2）适当提高液位，减小钳金自由液面空间，从而减小柏金与

空气的接触面积；

（3）降低加热段和澄清段功率与温度；

（4）钳金通道未流入玻璃液前，温度要尽可能低，流入玻璃液

后及时提升建立液位；

（5）提升搅拌棒高度，进行正反转清洗。

析出型钳金颗粒改善措施

（1）控制玻璃液中的杂质，如原料中硫和卤素的引入量；

（2）控制澄清剂的用量，不宜太高；

（3）降低澄清段温度，缩小与搅拌段的温差；

（4）搅拌桶底部卸料。

冲刷型粕金颗粒改善措施

（1）维持流量稳定，尽可能减小波动；

（2）保持搅拌棒和搅拌桶同心，使搅拌棒叶片外周与搅拌桶内

壁间距处相等；

（3）升高搅拌桶温度，降低搅拌黏度；

（4）降低搅拌转速0

4结语

当祐金通道在运行过程中出现数量较多的钳金颗粒时，会严重

影响生产的稳定，本文针对不同类型的铛金颗粒提出了相应的改善

措施。针对挥发型钳金颗粒，首要的是减少钳金通道高温运行时暴

露在空气