玻璃表面处理技术.pdf

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1、第17章玻璃表面处理技术在讲述玻璃表面处理技术时，首先应了解玻璃表面的结构与性质、玻璃表面的物理性质、化学性质等，这些知识内容在前面章节已学习过，这里不再叙述。在玻璃生产过程中，表面处理具有十分重要的意义。从清洁玻璃表面起，直到制造各种涂层的玻璃。表面处理的技术应用很广，使用的材料、方法也是多种多样的，基本上可归纳为三大类型。(1)玻璃的光滑面或散光面的形成，是通过表面处理以控制玻璃表面的凹凸。例如器皿玻璃的化学蚀刻，灯泡的毛蚀，以及玻璃的化学抛光。(2)改变玻璃表面的薄层组成，改善表面的性质，以得到新的性

2、能。如表面着色以及用SO2、SO3处理玻璃表面，增加玻璃的化学稳定性。(3)在玻璃表面上用其他物质形成薄层而得到新的性质，即表面涂层。如镜子的镀银、表面导电玻璃、憎水玻璃、光学玻璃表面的涂膜等。17.1玻璃表面的清洁处理玻璃基片和坯体在进行玻璃表面处理前，还应进行表面的清洁处理。因为基片或坯体的清洁程度对玻璃表面处理的产品质量有很大的影响。因此表面处理前的清洁处理对于后续的玻璃表面处理工艺是非常重要的。下面简单加以叙述。17.1.1表面清洁度的检验标准玻璃表面进行清洗前，必须检验玻璃表面清洁度，以此为根据来

3、选择清洗方法。常用的检验方法有：(1)玻璃表面与液体的接触角法往洁净的玻璃表面倒上水和乙醇，都能扩展而完全润湿，接触角几乎等于零。如玻璃表面有污染，水和酒精就不能完全润湿，呈明显而较大的接触角。(2)呵痕试验法用洁净(经过滤)、潮湿的空气吹向玻璃表面(呵气)，放在黑色背景前，如玻璃为洁净的，就呈现黑色、细薄、均匀的湿气膜，称为黑色呵痕。如玻璃表面有污染，水气就凝集成不均匀的水滴，称为灰色呵痕。水滴在灰色呵痕上，有明显的接触角，而黑色呵痕中水的接触角接近于零值。这是检查玻璃表面清洁度常用的简便而有效的方法。(

4、3)玻璃表面的静摩擦系数法测量固体与玻璃的静摩擦系数是检查玻璃表面清洁度的一种灵敏的方法。清洁表面具有很高的摩擦系数，接近于1。玻璃表面如粘有油脂或有吸附膜存在，静摩擦系数减少，如玻璃吸附硬脂酸层时，静摩擦系数仅为0.3。通过测定玻璃表面静摩擦系数，可以半定量地得到玻璃表面的清洁度，由此可评估各种不同方法的清洗效果。37617.1.2清洁处理方法清洁玻璃表面的方法很多，主要根据玻璃表面原有的污染程度、满足后续的玻璃表面处理工艺以及最终产品使用的目的要求，可选其中一种清洁方法，也可采用把几种方法结合起来使用。

5、玻璃表面清洁有原子级的清洁表面和工艺技术上的清洁表面两种类型。原子级清洁表面需在超真空条件下进行，是特殊科学用途所要求的。一般只需要工艺技术上的清洁表面，来满足对产品加工的要求。常用的清洁处理方法有：(1)用溶剂清洗常用的溶剂有水溶液（酸或碱溶液，洗涤剂水溶液等）；无水溶剂（乙醇、丙酮、乳化液等）。通常根据玻璃表面污染物的性质来选择溶剂的种类。○1擦洗和浸洗最简单的擦洗方法是用脱脂棉、镜头纸、橡皮辊或刷子，蘸水、酒精、去污粉、白垩等擦拭玻璃表面。擦洗时要防止将玻璃磨伤，同时要将表面残余的去污粉、白垩用纯水和

6、乙醇清洗掉。另一种常用方法是将玻璃放在装有溶剂的容器中，进行浸泡清洗。浸泡一定时间后，用镊子或其他特制夹具，将清洗过的玻璃取出，用纯棉布擦干，此法所需设备简单，操作方便，成本也较低。用于清洗的有机溶剂有乙醇、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯、异丙醇、甲苯等。除了利用溶剂溶解污物外，还可利用、溶剂和玻璃表面的化学反应，以清洗表面，如采用酸洗和碱洗。实验室常用的洗液为K2Cr2O7和H2SO4的混合液，能氧化玻璃表面油污，使油污从玻璃表面除去。铬离子容易吸附在玻璃表面，除去比较困难，如要防止铬离子吸附，可改用硫酸和硝酸

7、的混合液来清洗玻璃表面。除氢氟酸外，混合酸加热到60～85℃时效果较好。如玻璃表面风化，已形成高硅层，此时需在清洗液中加人一定比例的氢氟酸，例如用硝酸和氢氟酸的混合液，可消除风化层。对中铅玻璃、高铅玻璃以及含氧化钡的玻璃，不适合采用酸清洗，以防止酸对玻璃表面的侵蚀。采用NaOH、Na2CO3等碱性溶液，能较好地清除玻璃表面油脂和类油脂，使这些脂类皂化成脂肪酸盐，然后再用水洗去。但浸泡时间不宜长，除去表面污染物层就终止，避免玻璃表面受碱侵蚀形成凹凸不平层。○2喷射清洗为了提高清洗效率，生产中常用喷射清洗的方法

8、，利用运动流体施加于玻璃表面上污染物，以剪切力来破坏污染物与玻璃表面的粘附力，污染物脱离玻璃表面再被流体带走。通常采用一种扇形喷嘴，喷嘴安装接近玻璃处，与玻璃表面之间的距离不超过喷嘴直径的100倍，喷射压力为350kPa，压力愈大，清洗效果愈好。考虑到降低成本，一般先后使用热水、含洗涤剂的水溶液、自来水、去离子水作为溶剂进行喷射清洗。(2)加热处理加热处理是比较简单的表面清洁方法，可使玻璃表面粘附的有机污物和吸附