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在线镀膜法玻璃镀膜工艺加工

(1)电浮法电浮法于1968年由英国皮尔金顿公司发明,1974年电脉冲加花涂层工艺 出现,1977年由于在线喷涂技术出现而发展受到冲击。我国电浮法技术1973年开始研究, 1984年完成工业性试验。目前电浮法技术使用情况不佳,已被其他方法所取代。

电浮法技术涂覆玻璃的着色机理是,在浮法玻璃生产线的锡槽内,玻璃温度为700〜 900°C的区域,由浸润在电极和玻璃表面之间的金属或合金熔体所提供的金属离子在一定的 电流作用下迁移到玻璃表面聚集成金属胶态所致。通常以在锡槽内的玻璃表面上的着色金属 为正极,锡液为负极,熔融金属或合金为电解液。当在沿锡槽前进的玻璃带上通过可控电流 时,熔融电导材料中的离子受控迁移到玻璃表面中去。当表面的金属离子达到一定厚度和密 度时,控制锡槽内还原气氛,使金属离子还原成原子状态,而这些原子则形成胶态颗粒,聚 集使玻璃着色。决定膜层颜色的是电极和合金熔体材料,影响涂层质量的主要因素是电通量 密度、镀膜温度和还原气体浓度。

电浮法所采用的金属或合金熔体材料有:铅、铋、锡、铅/铜、铅/镍、铋/镍、铋/铜、 锡/镍、锡/锂、锡/钠等,而选用的电极材料主要有:铜、铬、钛、钴、镍、银、铂、铑及 它们的合金等。所产生的涂层颜色有铜红色、浅蓝色、粉红色、棕色、古铜色等。

1974年美国在电浮法的基础上又发明了电脉冲加花浮法玻璃的生产工艺,这种玻璃依 视角和光线不同而异,电极通以脉冲电流产生花纹状的涂层,花纹随脉冲变化而变化,其产 品具有很强的艺术装饰性。

由于电浮法采用的是电化学作用的原理,金属离子渗透后再还原为金属,渗透深度有 限,一般为2〜15pm,相对金属氧化物或非金属涂层来说,其金属膜层的稳定性较差。

(2)浸溃涂布烧结法浸渍涂布烧结法是将含有一种或多种组分的金属有机盐化合物的 溶液进行裂化,并通过具有一定压力的喷涂溶液将裂化颗粒喷在移动的热玻璃表面上,同时 与靠玻璃热量气化的涂层材料产生热解反应,热解后的物质在玻璃表面沉积,形成金属氧化 物膜。

浸渍涂布烧结法的喷涂装置一般设置在退火窑的A。区。涂层物料一般为重金属如钴、 镍、铬、钛、锡、钒、铟等;有机盐一般为乙酰丙酮盐、乙酸盐、乙醇盐等化合物,比如乙 酰丙酮铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铬及正钛酸丁酯等。这些有机盐的分解温度一般在300〜 600°C之间;其喷涂溶剂通常采用二氯甲烷、甲醇、乙酰丙酮、苯丁醇及其混合液,喷涂的 雾化介质可用空气、氮气或其混合气体。

控制的主要工艺参数为喷涂溶液的浓度和流量、玻璃镀膜温度、介质气体的压力和流 量、雾滴半径、喷嘴与玻璃之间的距离、玻璃的拉引速度、喷嘴扫描速度等。

此方法于20世纪70年代出现并得以发展,美国PPG公司和比利时的格拉威伯尔公司拥有更多的技术,日本及西欧等国也将此法用于生产。我国只进行过研究和实验,未投入实际应用。

(3)固体粉末喷涂法固体粉末喷涂法是由美国Ford公司于20世纪80年代初期首先 在浮法玻璃生产线上应用的一种镀膜方法。目前固体粉末喷涂法有两种,一种是将粉末状的 有机金属盐化合物以硫化方式输送,用介质气体通过喷嘴喷在玻璃表面上,有机盐在500〜 600°C的玻璃表面上热解后沉积成膜。这种方法一般采用多组分有机盐作为镀膜材料,粉末 粒度一般在1〜30^m范围内。另一种方法是通过硫化方式将粉末物料送入分配器,使其在 玻璃板横向上均匀布料,在分配器上装有负电极,高电压下在玻璃板之间形成电晕放电,带 有负电的颗粒流加速流向玻璃板,均匀地、有效地黏附于玻璃表面,然后热解沉积成膜。中 国建筑材料科学研究院于1987年开始研究第二种方法,并于1993年在秦皇岛浮法玻璃工业 性实验基地的生产线上进行工业化试验。

(4)化学气相沉积法(CVD法)

①成膜原理在线化学气相沉积法是目前世界上比较流行的生产镀膜玻璃的方法,是 在浮法玻璃生产线的锡槽长度方向上选择符合生产工艺要求的温度区,插入一个镀膜反应 器,某些物质制成的气体,按一定的配比与载气预先混合,将混合气体送入镀膜反应器气壁 之下,此气体在该温度下于接近玻璃表面处产生化学反应,反应物沉积在玻璃表面而形成固 体薄膜;镀膜反应器用耐高温材料制成,并用冷却水进行冷却,保证其在该温度下长期使 用。反应副产物从排气系统排出并处理。沉积反应的活化是通过热的玻璃基片实现的,沉积 反应在微正压状态下进行。

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