薄板玻璃的成形方法及设备

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1、薄板、超薄板的成形工艺及设备郭宏伟作为基板材料要求玻璃具备一定的透明性、均质性、平坦光洁性、化学稳定性及耐热性等基本特性。随着精密成形技术的不断开发研究，使平板玻璃的用途不断地扩展到电子工业等其他技术领域。如用于制备液晶显示器，用于制作人造卫星太阳能电池基板玻璃等。薄板物严格定义，而对应用途其厚度也不尽一致。例如薄膜半导体液晶显示器需要使用0.5～1.1mm厚的无碱玻璃板，而PDP则采用2.6～2.8mm的一般钠钙硅玻璃板，（1）浮法这是1952年英国皮尔金顿公司发明、研发并于1959年工业化生产的平板玻璃制备方法。至今全世界已有数百条线生产。上图为玻璃在锡槽中拉制薄板的

2、示意图。玻璃被向前拉薄的过程中板宽会收缩，由此在槽长温度区800～900℃位置，锡槽两侧设置拉边机使板向横向拉薄。这是皮尔金顿的双向展薄工艺。采用浮法生产的薄板现在已达到0.4—1.6mm厚。这种厚度的薄板可用于LCD(液晶显示器).除了生产普通钠钙硅玻璃以外，现在利用浮法还可以生产比钠钙硅玻璃操作温度高100℃以上的高粘度玻璃。至今用浮法生产的特殊用途玻璃包括派莱克斯玻璃、LCD基板用无碱玻璃、PDP基板用高应变点玻璃以及磁盘用离子交换强化玻璃。但对锡槽要做特殊技术改造，选择适当的耐火材料以及确定适合这些玻璃的工艺管理参数。（2）狭缝引下法：1940年即有的成型方法。熔

3、融、澄清好的玻璃液进入白金槽，利用对辊将玻璃快速引出细小缝隙的长槽。板厚：50μm～1.2mm薄板。用于显微镜盖板玻璃、玻璃触摸屏，手表、照相机等的液晶基板，薄膜太阳能电池基板。成型后板可卷起来。狭缝引下法（薄玻璃）缝两侧设置有玻璃薄板板边的导向装置。玻璃在这个位置的温度较低而粘度相对较高．这可保证玻璃在引下拉薄时不会缩窄。当向下牵引速度比较慢时拉制的玻璃板易产生条纹节瘤，应以较快速度向下拉制，因而这种方法仅适宜连续拉制薄板。尽管如此．由于白金使用中会被磨损，因而白金狭缝的状态决定了玻璃板表面的平整度，这种方法要比后述的溢流引下方法的平整度稍差。3溢流引下成形成形（康宁引

4、下）上述方法的玻璃仍需研磨抛光，由此康宁公司开发出新的引下法，两股玻璃在V字形耐材根部合并成一体，玻璃内外除与空气外与任何器具均不接触，因而制品是非常平滑而无缺陷，且其厚度均一，为保证这一点，在V型耐材全宽度上的玻璃溢出量应是均一的，且对粘度的均一要求也是非常严格的。这一技术的要点在于耐火材料上部的槽体。由斜槽各点溢出的玻璃液量应是一致的。这一方法可制备汽车、飞机窗玻璃用铝硅酸盐玻璃（化学强化用），光致变色玻璃，派莱克斯玻璃、无碱玻璃、无碱铝硅酸盐玻璃，后两者作为液晶基板无需研磨抛光，避免了液晶显示器的许多问题。可生产板宽1m以上，厚度0.7mm，1.1mm的薄板玻璃。4

5、重新引下法（Redraw）这是NEG开发的技术，它将已成形的板玻璃通过再加热软化后再一次引下拉薄，是一种较好的制备平整度好、精度高的薄板或超薄板的工艺方法。一般利用数毫米的平板玻璃加热后拉薄，可制备厚度0.033—1.1mm，板宽100-500mm的薄板玻璃。其原理为：将具有相当平整性的平板玻璃垂直送入加热炉后，被加热至高于软化点以上的温度后，在其下方设置的辊子将玻璃板拉薄。这种方法的原理在于控制玻璃的粘度及表面张力．同时以适当的牵引力将玻璃拉薄并得到高精度的尺寸。重新引下拉制液晶基板用Pyrax玻璃的粘温曲线中给出制备这种玻璃板的成形区域和重新引下的粘温区域。由图可知重

6、新引下方法的融度范围为104—106Pa·s。一般采用的粘度区对应的湿度为比软化点(107.6Pa.s对应的温度)温度高50-100℃的温度区。在这个范围内对应较宽范围的外形尺寸和板厚要求，在较短时间内的调整变化后即可实现正常生产。重新引下法的特点在于：薄板的平整性好；通过对加热炉的精密温度控制，可高效率生产精度高的薄板(加热炉内设置足够数量的加热源和冷却源，以精密控制加热炉内板两侧与板中部区域的温度分布)；适宜制备薄板玻璃；通过提高母体玻璃板的粘接技术水平(在加热炉内完成)，可以连续稳定生产；与其他成形方法相比，这种方法的初期投资及生产成本要低。下表为重新引下法薄板玻璃

7、的用途。作业薄板玻璃的制备方法有几种，分别简述其原理？课程到此结束，谢谢大家！