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        液晶顯示用玻璃基板中鉑族元素金屬缺陷產生的原因

        文章來源:常州市中玻玻璃機械設備有限公司  添加時間:2019-3-25 14:09:36

          在玻璃基板的主流制造工藝方法溢流下拉法的工藝中,為了避免玻璃熔體和耐火材料接觸帶入耐火材料氧化物結石雜質和氣泡,在池爐中預熔后形成的玻璃熔體直接進入由高熔點難熔金屬鉑及其合金制成的管道及容器中進行玻璃液的澄清、均化、冷卻和輸送過程,進入馬弗爐的成型溢流槽進行向下拉制成所需厚度的玻璃基板。


          鉑銠合金通道自由玻璃液面上部空間內的化學侵蝕,這里所說的空間具體指澄清段液面線上方與鉑銠合金材料管壁形成的空間以及攪拌槽和供料槽液面線分別和它們的上蓋之間形成的相對密閉空間(圖1中所示的a、b、c等處)。在高溫下,鉑銠合金中的鉑或銠與空間內空氣中的氧氣發生以下可逆氧化反應:


          Pt(s)+O2←→Pt O2


          4Rh(s)+3O2←→2Rh2O3


          實驗表明:以上氧化反應的程度與氣氛中氧氣分壓成正比,與空間溫度和氣氛氣體的流動速度成正向指數規律遞增。另外應該指出的是:液面線處在三相共存界面處,溫度很高,此處的氧化反應劇烈。因此,減少鉑銠金屬氧化侵蝕缺陷的方法可采取以下幾項措施:(1)在滿足氣泡澄清和玻璃液充分均勻的條件下降低通道玻璃液(空間)的溫度。(2)優化鉑銠金屬通道各段特別是澄清段的溫度控制模式和保溫方式,超大程度減少空間溫度梯度和溫度波動范圍。(3)在工藝操作中盡量減少液面波動幅度。(4)在如上所述的液面線上方與外界環境相通處增加保溫和密封設施,減少空間氣體與外界環境之間的熱對流和氣體對流。(5)在條件允許的情況下,可考慮給以上所述的自由空間通入不與鉑銠合金等材料發生氧化反應的氮氣或隋性氣體。


          高溫黏稠玻璃液對攪拌槽內壁及攪拌葉片的高溫物理侵蝕。生產實踐中發現,在攪拌均化過程中由于攪拌棒在高溫黏稠玻璃液中的轉動而帶入玻璃中的鉑銠金屬夾雜物的含量也隨著轉速的提高(攪拌能力的增加)而增加。其直接原因為攪拌棒在高溫黏稠玻璃液中轉動時作用在攪拌葉片和攪拌槽內壁上的剪切應力造成該處表面鉑銠合金的物理侵蝕剝離。而要補償因轉速降低造成的攪拌效率的降低而導致的條紋品位的劣化,必須從源頭上改善玻璃液的均勻性,一般較少采用。


          玻璃原材料中帶入的雜質污染及侵蝕,污染雜質主要包括兩類:①配合料和碎玻璃制備過程中混入的鐵粉等還原性雜質;②回收的鉑銠超標碎玻璃中直接帶入的鉑銠結晶缺陷。這就要求在配合料的制備特別是在碎玻璃的制備過程中加裝必要的除鐵及其它可能帶入的金屬及氧化物裝置,加強過程管控,避免其它還原性異物的混入。注意對回收碎玻璃的管理,避免鉑銠超標的碎玻璃再次投入使用,從源頭上杜絕鉑銠等金屬缺陷的產生。


          本文從工藝、設備和原材料等方面全面分析總結了采用鉑銠合金通道(容器)對玻璃液進行澄清、均化和輸送處理的溢流下拉法工藝中鉑銠等貴金屬缺陷產生的原因,并提出了相應的解決措施。在日常工藝管理和工作中,按照本文提供的思路去尋找鉑銠缺陷產生的根源,并采取相對應的措施,可以將以上缺陷控制在一個較低的水準,使產品能夠滿足用戶需求。但是在實際工作中要靈活運用本文介紹的對策方法,統籌考慮以上措施對玻璃基板其它性能和缺陷的影響(如在減少鉑銠缺陷的同時有可能引起諸如氣泡發生率的上升和條紋品位劣化),全方位提高玻璃基板的良品率和品位。

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