Li2O-Al2O3-SiO2系平板玻璃浮抛机理的研究

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Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃具有许多优良性能,广泛应用于许多领域,目前主要采用压制法生产。浮法工艺是生产平板玻璃的最佳方法,因此考虑将浮法成形工艺引入到LAS微晶玻璃的生产中,所以本文主要研究了LAS玻璃抛光和摊平过程的规律,探讨LAS系平板玻璃浮抛机理,为生产浮法LAS微晶玻璃提供理论支持。本文主要通过高温粘度、表面张力及密度的测试,分析了LAS玻璃高温粘度、表面张力、密度与温度的变化规律及三者间的关系,测定了不同组分LAS玻璃厚度随温度、时间因素的变化关系。利用超景深显微镜测试LAS玻璃的抛光效果,从理论上研究LAS玻璃平整化的过程。采用DTA、XRD、SEM等测试手段研究了不同热历史过程对浮法LAS玻璃的析晶的影响,并就析晶对粘度、密度以及表面抛光效果的影响进行探讨。结果表明:含晶核剂LAS玻璃的平衡厚度在7.24-7.26mm左右;未含晶核剂LAS玻璃的平衡厚度大约在7.12-7.22mm。LAS玻璃的平衡厚度均随着温度的升高略有降低。含晶核剂LAS玻璃厚度到达平衡的时间为8-10min左右,而未含晶核剂LAS玻璃厚度到达平衡的时间约为4min。玻璃的抛光过程体现了表面张力与粘度比值的微观效应,平整化过程则是体现了表面张力与粘度比值的宏观效应。未含晶核剂LAS玻璃的高温表面张力、密度随着温度的升高呈线性降低,其在1250℃便可达到良好的抛光效果,而含晶核剂LAS玻璃在1340℃后开始有着较好的抛光效果。未含晶核剂LAS玻璃的理论平整化时间随着温度升高而缩短,在1308.1℃(粘度为103.7dPa·s)时,平整化时间约为31s;在1236.4℃(粘度为104.2dPa`s)时大约需要101s。要想实现浮法成形,其表面张力与粘度的比值应控制在96-108(10-5Ncm-1/dPa·s)的范围内,考虑从粘度和表面张力两方面的因素来调整LAS玻璃的组成。随着温度的升高,不同组分LAS玻璃析出的晶相均出现了晶型转变,β-石英固溶体向β-锂辉石固溶体过渡。不仅温度会对LAS玻璃内部晶相的类型、微观结构有影响,等温热处理的时间也是重要影响的因素。LAS玻璃在低温到高温的过程中出现了析晶,而在高温到低温的热处理后仍为玻璃态没有晶体析出。LAS玻璃析晶导致玻璃抛光温度增加,并使玻璃抛光效果降低。
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