微通道板热加工过程中芯皮玻璃界面的成分扩散

摘要

通过扫描电子显微镜、质量能谱仪和原子力显微镜测试了微通道板单丝、复丝及坯板中芯皮玻璃界面的成分和结构彤貌，并分析了其变化趋势。采用压片法模拟了不同热加工条件下芯皮玻璃界面的状态，测试并分析了工艺参数变化对界面成分扩散能力和表面形貌的影响。结果表明：微通道板芯皮玻璃界面的Si4＋、Bi3＋、Pb2＋、Ba2＋、La3＋离子的界面扩散能力强，O2-、K＋离子在界面处的扩散能力弱。界面处的离子进行芯皮玻璃间的相互扩散，其中Bi3＋的扩散甚至可渗透微孔间最薄处的皮玻璃层，而扩散能力的差异致使微孔表面玻璃成分呈现不均匀分布。界面的扩散能力受到温度和压力的影响，并随温度的提高和压力的增加而增强。微通道板微孔内壁表面的粗糙度随芯皮玻璃界面的扩散增强而增大，酸蚀剥离芯玻璃后的皮玻璃表面出现岛状结构，这种岛状颗粒在光纤拉制时就已经在界面处形成，表明芯皮玻璃界面的扩散存在相互反应扩散。