高硼硅浮法平板玻璃应用技术研究.pdf

建村世界
2014年第35卷S1
doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2011.S1.058
高硼硅浮法平板玻璃应用技术研究
(阜新旭科光伏玻璃有限公司,阜新123000
摘要:高硼硅玻璃具有良好的热稳定性和化学稳定性,已在仪器玻璃、器皿玻璃等领域得到了广泛应用;随着玻
璃嫁制工艺和耐火材料的发展,高硼硅浮法平板玻璃將在建筑防火玻璃、显示器面板、太阳能电池更多的领域得到应
用。该文结合实际生产和应用情況,概括和总结了高硼硅浮法平板玻璃的应用情況。
关键词:高硼硅浮法平板珓璃;应用:技术
高硼硅玻璃一般指玻璃组成中氧化硅和氧化硼总量超过90%的玻璃。高硼硅玻璃具有许多优艮的性
能,如良好的热稳定性、化学稳定性、机械性能、可加工性能和光学性能等,应用领域非常广泛。随着现代
科技的进步,建筑防火、太阳能利用、平板显示器、光电子等许多领域的技术日新月异。但是伴随着技术的进
步和效率的提高,对平板玻璃材料各项性能指标提出了更高的功能化要求,其中最突出的一个要求是需要玻
璃能承受较高的使用温度,钠钙硅系统浮法玻璃已然不能满足要求。高硼硅系统玻璃中氧化硼和氧化硅合
量超过90%,碱金属含量很低。具有膨胀系数小、密度小、强度高、耐热冲击性能强、耐化学侵蚀性能好等优
点,能满足这些领域技术进步对平板玻璃提出的更高要求。
1应用
1)建筑防火玻璃随着社会经济的发展,人们对生活与工作空间的要求不断提高,对建筑玻璃的要求已
不仅局限于采光、透視和挡风雨,而是提出了安全、隔热、隔音、调光等功能要求,随着建筑设计中采光面积的
不断增大,玻璃正在被越来越多地用作装饰隔断材料,建筑业对防火玻璃的需求量将呈持续増长趋势。防火
玻璃作为ー种现代公共建筑专用玻璃,是一种新型的透明且具有防火功能的建筑材料。它主要被用于制作
防火门、防火墙和防火隔断,换言之,也就是用做建筑防火的分隔材料。目前我国上海已建成高340m、88
层的金茂大厦,楼内采用了最优异的安全防火玻璃。建筑界及玻璃界的专家指出,世界高层建筑及摩天大厦
的兴建,将大大抗动国际防火玻璃的市场。据业内人土的预测:中国在今后5~10年里有关安全等防火、隔
热玻璃产品的市场需求将会呈良好、健康发展的上升趋势。目前,国内防火玻璃(以单片防火玻璃为例)市场
价约在300~900元/m2,国际市场上,防火能力在60min的单片防火玻璃每平方米上千元人民币,这是
个巨大而又诱人的潜在的国际大市场。市场预测表明:防火、隔热玻璃将成为21世纪的新玻璃而走俏于国
际市场。如英国的谢菲尔徳体育场看台、英国曼彻斯特机场、伦敦烟草公司、香港汇丰银行、上海大刚院等工
程都使用了防火玻璃2。
2)显示器玻璃平板显示器副已经成为人们日常生活的一部分。从手表盘、温度仪和指示仪、通讯终端
设备,如传真机、移动电话到台式计算机和电视机设备,高硼硅玻璃都得到或即将得到广泛的应用。尤其是
液晶显示器(LCD)现在已成为平板显示器中的新宠儿,并已经成为一种潮流。所有这些显示器的一个共同
点是:使用的玻璃基片必须是高质量、薄厚度的特殊玻璃,并且在此玻璃片上能进行精密存储。对此玻璃基
片的要求高、标准严、几乎无缺陷并且表面平整度高;热膨胀系数与品体功能层相匹配,不含碱金属,优艮的
化学稳定性,最重要的是热稳定性。伴随玻璃加工技术的发展,显示器玻璃将向着大尺寸、薄厚度的方向发
展,这些要求只有通过浮法技术オ能得以实现。液品显示(LCD)器件是种本身不发光的平板显示(FPD)器
件。因为液晶本身不发光,因此1CD器件需通过外来光源实现透射或反射显示。在开发LCD用有机LED
(OLED)背光源方而,英国牛津大学A. Mostey等人以硼硅酸盐玻璃为基底玻璃开发出了一种绿光、两种蓝
光的ICD用 OLED背光源器件,具有响应速度快、耐冲击、亮度高、工作温度范围宽等优点。
3)光电池资源与能源问题已经成为当今世界各国高度重视的问题,光电池作为一种可再生能源将成
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为21世纪的关键技术。目前,在光电材料中硅晶片仍然占据主导地位。然而,其价格非常昂贵,长远来看,
它不可能大规模、大尺寸地生产。因此,光电池的发展趋势将是高效能薄膜太阳能电池,即减少层数和厚度,
以此来降低成本。也就是说,将采用一层基片玻璃和一层覆盖玻璃。此基片玻璃要求能承受相当程度的热
负荷(550~630℃),能抵制化学侵蚀,此外还要满足机械强度要求等。而高砌硅玻璃的艮好的热膨胀性和
热德定性可以与无定形的硅品片相匹配
除此,高硼硅浮法平板玻璃还可以作为大功率照明灯面板、家用电器用耐热玻璃等,市场前景看好。
2技术发展
高硼硅玻璃具有许多优良的性能,但在普通池炉熔化高硼硅玻璃时,存在一些问题:熔化温度高、黏度
大、澄清时间长,硼易挥发、分层和分相等。尤其是熔化温度高、黏度大、腐蚀性大等特点导致其难以满足浮
法成形工艺,这些问题极大地限制了其优良性能的完全发挥和大规模的应用;同时也对耐火材料和加热元件
提出了更高的要求。随着耐火材料性能的提高、玻璃电熔審技术的发展以及玻璃加工技术的进步,浮法生产
高硼硅玻璃技术得到迅速发展,使其优异性能得以充分发挥成为可能,其应用领域将得到极大的拓宽和深
人日。现在国内,主要用燃料燃烧的熔窑中,熔铸氧化铝已经被用于大碹,以熔制优质玻璃。熔铸氧化铝碹
顶已经成功地应用于1700℃的高温,这为难熔玻璃的熔制提供了更多的灵活性。德国是欧洲最早研制生
产建筑防火玻璃的国家之一,以其生产浮法高硼硅透明钢化防火玻璃而著称于世界。德国的 Schott公司制
造的 Pyrans防火玻璃产品,是世界上最早用浮法工艺生产的单片高硼硅防火玻璃,它集优良的抗热冲击性
能及浮法玻璃极好的光学性能于一身,提供近乎完美的视觉效果,不仅在本国市场,而且在欧洲各国均受到
欢迎。该产品的特点是所用玻璃基片均为经过钢化处理后的透明高硼硅玻璃。为此,该防火玻璃与其他类
防火玻璃相比较,更具有较低的热膨胀系数,其防火能力一般可达60~120min以上,甚至在1000℃高温
辐射下,仍具有防火能力
3结语
高硼硅玻璃以其优异的性能得到了广泛地应用和发展,其应用领域从实验室用仪器玻璃到建筑用防火
玻璃;从日常生活用器皿炊具玻璃到特种显示器玻璃;从普通化工领或到精密光电学领域,领域之广、范围之
深是其它品种玻璃所不可比拟的。伴随着玻璃熔化技术的提高,玻璃成形加工技术的进步,高硼硅玻璃将会
得到更大的发展和应用,其巨大的发展前景是普通钠钙硅玻璃所无法比拟的。今后高硼硅浮法平板玻璃将
朝着多规格、大尺寸、多功能、高质量、大规模的方向发展。随着人们对玻璃的要求和需求不断上升,高硼硅
浮法平板玻璃将在玻璃行业中扮演重要的角色。
参考文献
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