浮法平板玻璃制造技术

本发明专利技术涉及浮法平板玻璃，这种玻璃可施加预应力或转变成具有高石英混晶或热液石英混晶的玻璃陶瓷。为了在浮法制备中避免出现有影响的表面缺陷以及获得优异的玻璃特性或玻璃陶瓷特性，尤其是低的热膨胀系数和高的透光性，玻璃中的Ｐｔ含量低于３００ｐｐｂ，Ｒｈ含量低于３０ｐｐｂ，ＺｎＯ低于１．５％（重量）和ＳｎＯ↓［２］低于１％（重量），并且在熔制期间未使用常规的氧化砷和／或氧化锑澄清剂进行澄清。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Float Plate Glass

The present invention relates to float flat glass, which may be prestressed or converted to glass ceramics having high quartz mixed crystals or hydrothermal quartz mixed crystals. In order to float in preparation to avoid surface defects influence and obtain excellent characteristics of glass or glass ceramic properties, especially low coefficient of thermal expansion and high transmittance, the content of Pt in glass is lower than 300ppb, the Rh content is lower than 30ppb, ZnO less than 1.5% (weight) and SnO: 2 less than 1% (weight), and during the melting period without the use of conventional oxidation of arsenic antimony oxide and / or clarifying agent for clarification.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种浮法平板玻璃，这种玻璃是可预应力化的或被转变成具有高石英混晶或热液石英混晶的玻璃陶瓷。在玻璃材料的众多应用中，需要一种诸如用作窥视窗玻璃和显示器的玻璃板状的平板玻璃。这种平板玻璃是按照熟悉的方法(例如辊压、拉制、浇注和浮法)采用玻璃熔体生产的。因浮法玻璃的表面质量优异，而成为人们迫切需求的，已经发现浮法是玻璃工业中的主要生产方法。在采用浮法玻璃方法生产玻璃板时，从玻璃熔炉中拉出玻璃带，为了使玻璃表面平滑，使仍可变形的玻璃通过金属槽(例如，由熔融的锡形成的金属槽)。在这种情况下，玻璃“飘浮”在液态金属上。在玻璃带离开金属槽后被冷却，然后切割成单个的板。形成一块表面质量优异、平行的具有火焰抛光表面的平板玻璃。借助于浮法玻璃生产方法，可用不同的玻璃原料生产平板玻璃。已知的浮法玻璃既包括普通的钠钙玻璃，也包括特种玻璃，例如硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃。这里使用的术语“钠钙玻璃”是指主要由二氧化硅(SiO2)、石灰石(CaCO3)和苏打(Na2CO3)原料生产的玻璃。浮法钠钙玻璃也是可热预应力化的，并且满足了安全玻璃提出的要求。显而易见，为了实现这种热预应力化，将切割的浮法玻璃板加热到约600—700℃，接着通过冷空气极快速地冷却。经过这种加热和快速的冷却过程，在玻璃的表面上产生增强的压应力，而在玻璃的内部产生张应力。这大大提高了玻璃的抗弯强度，具有抗快速的温度波动性和高的弹性能力。在经受高负荷时，这种预应力玻璃破碎成许多几乎无锐边的碎块。浮法钠钙玻璃的应用领域很广，例如安装在建筑物上或用作安装在汽车上的弯曲玻璃。钠钙玻璃也可通过化学方式施加预应力。在采用化学方式施加预应力时，通过离子交换在玻璃的表面上产生了压预应力。为此，从外部渗透到玻璃中的离子半径较大的离子代替离子半径较小的离子。由于渗透离子所需的空间较大，因此在表面上产生了较大的压预应力，使其强度提高到5—8倍。大多数情况下，离子交换是通过碱金属原子进行的，既可以在盐熔体中进行，也可以借助于涂覆的浆料进行。通常是用钾原子进行处理的，即用钾原子交换玻璃中的钠原子。重要的是，处理应在低于玻璃的转变温度下进行，否则压预应力因受热而降低。这种化学钢化玻璃在宇宙航行、飞机工业、离心器玻璃和照明领域中是迫切需求的。硼硅酸盐玻璃是一种氧化硼含量在7—15％之间的硅酸盐玻璃。根据硼硅酸盐玻璃的组成，这种玻璃具有优异的抗热冲击性以及极高的水解性和耐酸性。它与钠钙玻璃一样，可用浮法生产，可热预应力化，并且例如在生产时用NaCl精制。因此，浮法硼硅酸盐玻璃应用于需高耐化学性和耐热的场合。铝硅酸盐玻璃是一种除了其它的氧化物之外，以氧化铝作为主要组分的硅酸盐玻璃。对此，可特别提及的玻璃是LiO2-Al2O3-SiO2系玻璃。这种玻璃也可用浮法生产，可热预应力化，并且例如用SnO2澄清。浮法铝硅酸盐玻璃同样具有改进的耐化学性和高耐热性，此外，部分地表现出不含碱金属组分的优点，这适用于作为显示器工业中的基板玻璃。众所周知，LiO2-Al2O3-SiO2系的铝硅酸盐玻璃可转变成具有高石英混晶或热液石英混晶作为主晶相的玻璃陶瓷。因此，玻璃陶瓷是由晶体和剩余的玻璃相组成的。先用常规的玻璃制造方法制备起始玻璃。在熔融和澄清后，一般通过辊压、浇注或压制进行热成型。然后，对玻璃进行热处理，由此使部分玻璃可控地转变成细颗粒的结晶相。这种玻璃陶瓷的主要特性是采用这种玻璃陶瓷制备材料，所述的材料在室温至约700℃的温度范围内具有极低的热膨胀系数α20/700＜1.5×10-6/K。因此，可以透明的玻璃陶瓷例如用作防火玻璃、烟囱窥视板或烹饪用具，以及用作晶片级的基质材料或望远镜的反射镜支架。通过添加着色氧化物，使透明的玻璃陶瓷变成深色。例如可将这种深色的玻璃陶瓷用作烹饪面，以隐蔽烹饪面下面的工业构件。在大规模熔制玻璃陶瓷期间，通常采用氧化砷和/或氧化锑澄清剂。这种澄清剂与所要求的玻璃陶瓷的特性相适应并使熔体具有良好的气泡质量或气泡数低。即使这些物质在玻璃中是固定在晶格中的，但是，在安全和环保方面还是存在着不足，因为在获取原料和进行处理时，由于熔体的蒸发、以及在后处理过程、循环过程和处置期间必需提供特殊的预防措施便于防毒。众所周知，玻璃陶瓷产品是按多步法制备的。在熔融和热成型后，一般要将其冷却到玻璃的转变温度以下的温度。接着，通过控制结晶使起始玻璃转变成玻璃陶瓷制品。这种陶瓷化是两步升温过程中进行的，在第一阶段，在600—800℃的成核条件下形成核，一般是由ZrO2-TiO2混晶形成的。在接着升高温度的第二阶段，在约800—900℃的晶化温度下，在晶核上生长高石英的混晶。向热液石英混晶的转变是在约900—1200℃的温度下进行的。一般来说，主相是热液石英混晶的玻璃陶瓷是半透明的或不透明的，呈白色的色调，其热膨胀系数比主相是高石英混晶的玻璃陶瓷的热膨胀系数高一点点。为了简化工业步骤，以浮法制备起始玻璃时生产玻璃陶瓷，人们根据诸如US3804608的专利进行了研究，以在金属液槽中进行陶瓷化，旨在以此直接获得玻璃陶瓷。但是，在浮法生产中，通过加热金属液槽和冷却玻璃上表面在玻璃带的厚度上产生温度梯度，由此形成与表面垂直的非球形生长的晶体。由于是在浮法过程中进行晶化的，因此，某些干扰造成了机械特性和磁特性的各向异性。此外，GB1383201公开了一种Li2O-Al2O3-SiO2玻璃陶瓷的浮法生产方法，它以TiO2、ZrO2或P2O5作为成核剂，这些成核剂飘浮在液态的非润湿的金属(锡)上时通过温度控制而晶化。该文献描述了浮法带中所要求的温度控制，即先快速地冷却，接着升高温度，使其先成核，后晶化。在浮法装置中，为了获得较高的加热速度和冷却速度，金属液槽的覆盖物距玻璃上方的垂直距离仅差一点点，以使各室具有不同的温度区域。不同的区域是在锡槽中和玻璃带上方加热的。因为在该文献中只提到了浮法制玻璃陶瓷，而未提及处于前端飘浮在金属液槽上未陶瓷化的玻璃，所以，上述文献未提示在浮法制备时可能存在的对玻璃表面缺陷的影响。由于该文献只局限浮法带内的玻璃的晶化，未提出玻璃中有害结晶的问题。但是，正如还要说明的，在生产Li2O-Al2O3-SiO2系浮法玻璃时，在玻璃的表面上产生了缺陷，它影响了玻璃的表面质量。此外，因为要求经济上占有优势，所以也需采用Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃组分生产热预应力的玻璃，以实现基于此的应用。但是，按照上述的英国专利文献是不可能生产玻璃陶瓷产品的。本专利技术的目的是提供一种可预应力化或可转变成具有高石英混晶或热液石英混晶为主晶相的玻璃陶瓷的浮法平板玻璃，这种玻璃表现出以下优点--不存在影响玻璃应用的表面缺陷，而这种缺陷是在浮法制备时因玻璃熔体和液态金属之间的相互作用引起的；--可以制备透明度高且无干扰颜色的玻璃；--在经热预应力后具有高的耐热能力；--无需采用常规的化学澄清剂，例如氧化砷和/或氧化锑就能达到要求的气泡质量；和--在转变成玻璃陶瓷晶相时，该浮法产品具有优异的表面质量和极低的热膨胀系数；--在各种实施方式中，可生产透光性较好的透明玻璃陶瓷、半透明、不透明玻璃陶瓷以及通过添加着色组分生产彩色玻璃陶瓷。本专利技术的目的是通过权利要求1的浮法平板玻璃实现的。在本专利技术浮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮法平板玻璃，这种玻璃可施加预应力或转变成具有高石英混晶或热液石英混晶的玻璃陶瓷，为了在浮法制备中避免出现有影响的表面缺陷，其Ｐｔ含量低于３００ｐｐｂ，Ｒｈ含量低于３０ｐｐｂ，ＺｎＯ低于１．５重量％和ＳｎＯ↓［２］低于１重量％，并且在熔制期间未使用常规的氧化砷和／或氧化锑澄清剂进行澄清。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F西贝尔斯，P纳斯，G劳藤施莱格，O贝克尔，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]