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什么是浮法玻璃,其具有怎样的表面结构?

作者:奥固鸿已有:N多人关注
所谓浮法玻璃是指利用浮法技术生产制成的平板玻璃。浮法技术是1959年由英国人阿拉斯泰尔•皮尔金顿爵士发明的。所谓浮法是指熔融的玻璃液从熔窑内连续流出后,漂浮在充有保护气体的金属稀液面上,在自身重力、表面张力、拉边机及主传动拉力的共同作用下,形成厚度均匀、两表面平行、平整和抛光的玻璃带,再进行退火的平板玻璃制造方法,其产品称为浮法玻璃。
20世纪70年代Weyl将固体表面的理论引申到玻璃方面,提出了玻璃的亚表面(sub-surface)理论,将浮法玻璃界面下100nm称为亚表面层,再深些则称为近表面层。如图所示。
实质上,固体的表面通常是凹凸不平且粗糙的,即使完整解理的云母表面,也存在2~100nm甚至200nm不等的台阶,从原子角度来看,这无疑是很粗糙的。浮法玻璃表面也一样,肉眼看起来很光滑的,实际上也是不平坦的。Weyl把这部分都包括在亚表面层内,亚表面层的厚度为胶体粒子(10-4~10-5cm)大小,不完全对称,配位不全,有缺陷。
此亚表面层有以下特点:一是几何表面商值最高,向内部成梯度降低;二是原子或质点表面不对称、缺陷多、空隙大,成为微多孔性;三是表面的无序性高于内部。用亚表面层理论可以解释下列现象。
1、  玻璃的断裂强度比理论强度低很多,这是由于亚表面层的不对称性及热振动的非谐性造成的。亚表面层容易生成裂纹,所以玻璃表面的脆性对于内部,裂纹受力扩展而开展。
2、  由于玻璃亚表面层的微多孔性,故易与O2、SO2、HCL、H2O等反应,反应表面积大。
3、  亚表面层的微多孔性和非谐性振动,有利于离子迁移和扩散,所以玻璃表面可进行离子交换。
4、  玻璃抛光时,在抛光盘压力及磨料Fe2O3、ZrO2、CeO2等作用下,由于热振动的非谐性,使玻璃表层有流变性,而使玻璃表面平坦。
5、  玻璃与金属封接时,由于亚表面层起流变作用,所以焊接后应力小。
6、  玻璃对耐火材料的侵蚀是不均匀的,在玻璃、耐火材料、炉气(或气泡)三相界面上侵蚀最严重。这也是亚表面层起作用,此处商最大,自然反应最强烈。再加上玻璃表面能的作用,R+及其他赋予表面能低的氧化物富集到表面,而这些物质都是加速耐火材料侵蚀的,从而造成三相界面上的严重侵蚀。

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