2021年全国机械冶金建材行业“互助保障杯”职工技术创新成果展示

超薄浮法玻璃离子强化后翘曲机理的分析研究

单位:洛玻技术中心

项目是由洛玻技术中心自主创新研发,主要应用于电子产品、智能显示面板等领域。

无论国内还是国外,浮法超薄玻璃离子强化后的翘曲问题是共同的难题,国外对浮法玻璃离子强化后的玻璃翘曲问题也进行了一系列研究,专利文献主要集中在处理方法上,通过在玻璃表面上形成 SiO2膜后进行化学强化来调节化学强化时进入玻璃的离子的量,减小由化学强化产生的强化应力来处理翘曲问题,或者通过对玻璃的至少一个面进行磨削处理或研磨处理等而将表面异质层除去后进行化学强化,以及采用氟化剂对玻璃表面进行氟化处理等,都在专利知识产权保护范围内;国内关于超薄浮法玻璃离子强化后翘曲机理的研究才刚刚开展,有待于深入的全面的研究,研究其机理对超薄玻璃的品质提高具有十分重要的意义,将为解决超薄玻璃的翘曲问题提供理论依据,拓宽超薄浮法玻璃的应用领域,促进超薄玻璃的发展和应用。本项目借助表面应力仪、X射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱仪、高温热膨胀仪等设备对超薄浮法玻璃表面结构特性、离子强化过程中熔盐和玻璃的相互作用进行分析,研究超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲机理,为解决超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲问题奠定理论基础。

项目的主要创新点包括:1)根据离子强化超薄浮法玻璃锡面和空气面的翘曲值、表面应力、应力层深度及能谱的测试结果,对超薄浮法玻璃表面结构特性、离子强化过程中熔盐和玻璃的相互作用进行分析,并模拟超薄浮法玻璃空气面和锡面的成分差异,熔制了不同锡含量的玻璃样品,并对其进行了高温热膨胀和高温粘度测试和分析,从各个方面深入研究超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲机理,为解决超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲问题奠定理论技术基础,并探究浮法玻璃的渗锡和翘曲的关系,指出了缓解超薄浮法玻璃翘曲问题的改进方向和措施。2)对超薄浮法玻璃表面结构特性和离子强化过程进行分析,研究超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲机理,并借助硫化等表面技术对超薄玻璃离子强化后产生的翘曲问题进行处理,已探明超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲机理。

项目自2019年4月投产上线以来产生显著效果,得出有参考价值的结论和建议,对现有的离子强化工艺进行补充和改进,有助于减小离子强化过程中超薄玻璃的翘曲,为解决超薄玻璃的翘曲问题提供理论依据促进超薄玻璃的发展和应用。在项目实施过程中,通过为洛玻集团龙门玻璃公司生产提供测试信息,1.1mm超薄玻璃因减少翘曲提高玻璃质量使TP级提高TN级约1%,自2019年4月至2019年12月期间创效约为7.56万元。