LiO-AlO-SiO系平板玻璃浮抛机理的研究

摘要

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究的背景与意义

1.2国内外研究现状及存在的问题

1.2.1 LAS微晶玻璃研究现状

1.2.2浮法工艺研究现状

1.2.3存在的问题

1.3浮法成形工艺原理

1.4研究目标与内容

第2章实验与测试

2.1基础玻璃组成的选择

2.2实验仪器与设备

2.3基础玻璃的制备

2.4性能与结构测试

2.4.1高温粘度测试

2.4.2超景深显微测试

2.4.3玻璃高温表面张力及密度测试

2.4.4差热(DTA)分析

2.4.5 X射线衍射(XRD)定性分析

2.4.6扫描电镜(SEM)分析

2.4.7密度测试

第3章 LAS玻璃平衡厚度的研究

3.1引言

3.2 L1玻璃的平衡厚度

3.2.1 L1玻璃厚度与温度的关系

3.2.2 L1玻璃厚度与时间的关系

3.3 L0玻璃的平衡厚度

3.3.1 L0玻璃厚度与温度的关系

3.3.2 L0玻璃浮抛温度范围的确定

3.3.3 L0玻璃厚度与时间的关系

3.4本章小结

第4章LAS玻璃抛光与平整化的研究

4.1引言

4.2高温表面张力与密度的研究

4.2.1高温表面张力与密度的测试

4.2.2高温表面张力与密度的应用

4.3表面抛光效果的研究

4.3.1温度因素的影响

4.3.2时间因素的影响

4.4平整化过程的研究

4.4.1平整化时间的理论分析

4.4.2表面张力与粘度比值的实际意义

4.5本章小结

第5章浮法LAS玻璃析晶的研究

5.1引言

5.2低温到高温过程析晶的研究

5.2.1温度因素的影响

5.2.2时间因素的影响

5.3高温到低温过程析晶的研究

5.4析晶对LAS玻璃的影响

5.5本章小结

第6章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文