三銀低輻射鎖膜玻琉鋼化工藝
上海耀皮玻璃集團(tuán)股份有限公司
黃輝 顧秋偉

1引言
隨著全球氣候變暖趨勢(shì)加劇，大部分地區(qū)，甚至包括以往部分傳統(tǒng)意義上的寒帶地區(qū) ，對(duì)建筑用玻璃等節(jié)能材料提出了更高的光譜選擇性（遮陽(yáng)性能和光熱能轉(zhuǎn)換等）要求，這種情況促進(jìn)了作為低輻射玻璃( Low emissivity glass ) 的高端產(chǎn)品， 三銀低輻射鎖膜玻璃，向市場(chǎng)推廣。三銀 Low- E 玻璃的膜面導(dǎo)電性能是普通的Low- E 玻璃的兩到三倍，這賦予了它極其優(yōu)良的低輻射性能，使其能夠更好的隔絕熱輻射， 但同時(shí)也提高了三銀鎖膜玻璃的鋼化難度。
玻璃的鋼化處理即是將玻璃制品通過(guò)鋼化爐加 熱到轉(zhuǎn)變溫度Tg 以上，繼而吹風(fēng)均勻急速冷卻 ，使得玻璃的表面形成永久壓應(yīng)力［ 飛 受沖擊時(shí)，鋼化玻璃首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，增 強(qiáng)玻璃自身抗 風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性 等。鋼化處理是低輻射鎖膜玻璃成為最終產(chǎn)品前最主要，最重 要的附加加工工藝。三銀低輻射鎖膜玻璃的鎖膜面 與玻璃面性質(zhì)迥異，在加熱過(guò)程中鎖膜面遠(yuǎn)比玻璃 面受熱升溫難，放熱冷卻難，容易形成玻璃上下表 面溫度的不平衡，引起邊部翹曲或輾道印等不良后 果。探尋適合三銀鎖膜玻璃的鋼化工藝，是 橫亙?cè)阡摶夹g(shù)人員面前的一道難題。

2三銀踱膜玻璃的鋼化工藝探討
2.1 三銀錠膜玻 璃的膜層結(jié)構(gòu)與加工特性
本文中采用市面上常見(jiàn)的三銀鎖膜玻璃產(chǎn)品進(jìn)

行加工調(diào)試。根據(jù)公開(kāi)的專利材料該玻璃的膜層材料與結(jié)構(gòu)依次大致為：
玻璃/ZnO/Ag/Ti/ZnO/ Ag/Ti/Zn0 /S3i 凡/ZnO/Ag/f i/ Zn0/Si3N4
該三銀鎖膜玻璃的膜層數(shù)橫達(dá)到了 13 層，該膜系的膜層之間應(yīng)力會(huì)較多， 根據(jù)專利文獻(xiàn)的介紹，它的頂層Si3凡保護(hù)層只 有 10nm 左右， 頂層較軟，易受損，這對(duì)鋼化之前的切割、磨邊處理也是個(gè)挑戰(zhàn)。
在采用普通低輻射玻璃的一套切、磨、鋼工藝對(duì)該三銀鎖膜玻璃進(jìn)行加工后，出現(xiàn)很多問(wèn)題，主要為：
1 )鎖膜面中部出現(xiàn)棍道印，如圖1。2 )鎖膜面分布有氧化斑點(diǎn)，如圖 2。3 )鎖膜面邊部出現(xiàn)擦傷，如圖3。
顯然普通低輻射玻璃的加工工藝并不適用于該產(chǎn)品。我們?cè)诟鞴ざ尉科湓虿⒆隽?一些改良：

熱輻射、熱對(duì)流、熱傳導(dǎo)三個(gè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。與普通的玻璃面不同， 低輻射玻璃的膜面有著反射紅外線的特性，銀層數(shù)量越多，對(duì)紅外線的反射效果越強(qiáng)。這意味著鋼化爐最主要的加熱手段 ，熱輻射，會(huì)因膜面對(duì)熱量的反射而效果大打折扣。為了提高加熱 效率，必須 提高另外 兩種加熱方式 的效果。從圖4 中可以看到，玻璃下表面受到陶瓷棍的熱傳遞 ，同時(shí)受到熱輻射、熱對(duì)流的作用。而玻璃的上表面， 由于三銀鎖膜面能夠反射掉90% 的遠(yuǎn)紅外 線， 熱輻射的作用不大， 熱對(duì)流成為主要加熱方式。如何
平衡鎖膜玻璃 上下表面的熱平衡是鋼化工藝的關(guān)鍵[ 2 l。

1)在切割段，由于吸片時(shí)玻璃的相對(duì)移動(dòng) ，導(dǎo)致隔離粉造成膜面輕微細(xì)劃傷；潤(rùn)滑油殘留難以清洗等問(wèn)題。這里需要對(duì)來(lái)料檢查 ， 排除廢片。并采用無(wú)油切割， 減少膜面上的殘留物，降 低清洗難度。
2)在磨邊段，問(wèn) 題是玻璃邊部產(chǎn)生壓緊帶印和劃傷；膜面上有不規(guī)則的水印記；磨后膜面有密 集毛刷劃傷印 ，高溫鋼化后 ， 劃傷缺陷則放 大。我們通過(guò)換用干凈無(wú)玻璃粉的清洗水，換用海綿同步帶，清除壓緊帶上的玻璃粉，提高壓緊帶的設(shè)定位置， 加大清潔玻璃的水量， 不使用硬毛刷清潔等措施消除了這些缺陷。
3) 鋼化段的主要問(wèn)題是玻璃面上的輻道印與弓狀變形。
2.3低輻射鎖膜玻璃的加熱
如圖 4 所示，玻璃在鋼化爐內(nèi)的加熱主要通過(guò)

l—玻璃； 2 — 玻璃鎖膜面； 3 — 陶瓷棍道； 4 — 熱輻射；
5 — 熱對(duì)流； 6 — 熱傳導(dǎo)
圖 4 鍛膜玻璃在鋼化爐內(nèi)加熱示意圖

2.4低輻射鎖膜玻璃的冷卻
在冷卻段， 玻璃主要通過(guò)外界的急速冷空氣對(duì)流降溫， 輔助以自身向外界的熱輻射、熱傳遞等手段。與普通玻璃不同的是 ，低輻射鍛膜玻璃的膜面輻射率低， 熱輻射散去的熱量減小，需 要通過(guò)增加空氣流暈來(lái)彌補(bǔ)， 所以低輻射踱膜玻璃的鋼化風(fēng)壓值需要有所提高。
2.5鋼化工藝探 索
在對(duì)三銀鎖膜玻璃鋼化工藝的探索過(guò)程中， 本文嘗試了三種不同類(lèi)型的鋼化爐， 分別是無(wú)強(qiáng)制對(duì)流的蘭迪公司的雙室對(duì)流爐， 有強(qiáng)制對(duì)流的
Tamglass公司的雙室強(qiáng)制對(duì)流爐與單室強(qiáng)制對(duì)流爐。鋼化所用 樣片為 300 x 300 x 6mm 的小塊玻璃。

2.6結(jié)果與討論
加熱過(guò)程中出現(xiàn)的棍道印情況可推斷為預(yù)加段過(guò)程中玻璃上下表面加熱不均勻所致［ 旯 如圖 5 所
刀 。

在預(yù)加熱階段，一開(kāi)始輾道溫度很高 。玻璃底部受到棍道熱傳導(dǎo)與熱對(duì)流的作用，而上表面僅受 到熱對(duì)流作用，且由千low—E 膜層對(duì)熱輻射的反射， 使 玻璃下表面比上表面的溫度高， 熱脹的體積也比上表面大，導(dǎo)致玻璃兩端翹起，玻璃僅中間部位接 觸到輻道從而磨出輻道印。提高上表面的對(duì)流強(qiáng) 度， 降低下表面對(duì)流強(qiáng)度后能明顯改善玻璃兩面受熱的不平衡狀態(tài)，從 而消除棍道印。在連續(xù)生產(chǎn)中， 由千玻璃連續(xù)進(jìn)爐，棍道溫度達(dá)不到那么高，棍道 印的情況應(yīng)該 會(huì)明顯改善。
鋼化玻璃的四角翹曲情況（如圖 6 ) 可推斷為在鋼化爐的加熱段，上表面溫度高于下表面溫度所致， 同時(shí)三銀膜面極低的輻射率也影響到出爐后玻

圖6 鋼化玻璃的邊部翹曲

璃上表面輻射散熱的效果 。導(dǎo)致在冷端，玻璃的下表面迅速冷卻固化產(chǎn)生應(yīng)力，而上表面溫度仍較 高，應(yīng)力低于下表面。千是玻璃四角在底部較高壓應(yīng)力的作用下擠壓上翹 。我們?cè)诓ＡС鰻t前 ，下調(diào)上表面的對(duì)流強(qiáng)度以平衡上 下表面的溫度，并增大冷端上表面的風(fēng)量以加速散熱后，玻璃四角上翹的情況有所改善。

3結(jié)論
通過(guò)對(duì)三銀鎖膜低輻射玻璃鋼化工藝的探討， 我們得出以下結(jié)論：
1) 三銀鎖膜低輻射玻璃的膜面脆弱，在鋼化處理的前段切割，磨邊工藝過(guò)程中需要盡量較少對(duì)膜面的直接接觸，降低膜面受損的可能。
2) 強(qiáng)制對(duì)流爐對(duì)低 輻射玻璃的鋼化效果優(yōu)于非強(qiáng)制對(duì)流爐。
3) 三銀鎖膜低輻射玻璃具有受熱慢，放熱難的特點(diǎn)，鋼化工藝的關(guān)鍵在于處理玻璃面與膜面的熱 平衡。
本文中鋼化實(shí)驗(yàn)采用的為小尺寸的玻璃片 ， 這
與實(shí)際生產(chǎn)時(shí)連續(xù)的鋼化較大尺寸玻璃片的情況是 不同的。考慮到連續(xù)生產(chǎn)時(shí)爐內(nèi)的溫度分布更加復(fù) 雜，車(chē)琵道溫度相對(duì)較低 ，本文中的一些工藝參數(shù)也需要做針對(duì)性的調(diào)整。

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