平板玻璃表面條件對鍍膜的影響

【中玻網】玻璃的表面是在成型過程中形成的。所以成型和冷卻期間發生的物理反應和化學反應（特別是與大氣發生的反應）會給玻璃表面的性能帶來非常顯著的影響。下圖列出了這些較重要的物理效應和化學反應。

　　氣體環境：主要包括：O2、SO2、H2O

　　(成型冷卻期間在平板玻璃表面發生的重要物理效應和化學反應)

　　這些較重要的效應和反應包括：

　　鈉蒸發

　　主要是氧化鈉和氫氧化鈉會導致玻璃表面的鈉成分比玻璃體內的低。在浮法玻璃的生產過程中，在1500~600之間的溫度范圍內，漂浮區域內的鈉化合物會發生蒸發。

　　脫堿作用

　　大約600度時，冷卻區（特別是在冷卻區內添加到大氣中的二氧化硫的作用下）會發生脫堿作用。在這個過程中，玻璃表面的鈉會與二氧化硫以及大氣中的氧氣發生發應。反應生成的硫酸鈉會沉積在表面上。當玻璃在冷卻區內有傳動輥進行傳送的時候，它起到潤滑劑的作用。（由于平板玻璃表面內和表面上都發生了反應，所以現在表面處的性能與玻璃體內的性能之間存在差異了。脫堿作用和鈉蒸汽幾乎改變了玻璃表面所有的物理和化學性能）

　　與水汽反應

　　在600度到室溫的范圍內，玻璃表面會與大氣中的水蒸氣發生反應。這樣在玻璃表面內和表面上都會產生高活性并對鍍膜過程非常重要的羥基。羥基的活性很高，它可以確保鍍膜膜層具有可靠的附著力。不過它也同時具有一個缺點，那就是它會吸收潮氣，從而導致玻璃表面總是覆蓋著一層很薄的水膜，而正是這層水膜將會給鍍膜工藝帶來相反的影響。當然，玻璃表面上的羥基也是玻璃具有親水性的原因。

　　(具有末端羥基的平板玻璃示意圖)

　　從上面的圖可以看出水膜的上層只有通過剩余化合價（范德瓦爾斯力）松散的連接在一起。用來衡量結合能量的吸附能只有大約8~25KJ/mol。我們把這種膜與表面之間很松散的結合稱為物理吸附。這部分水膜的厚度決定于溫度和空氣濕度，非常大可以達到大約50nm。然而，水膜下層的連接要緊密得多了，它的吸附能可以達到42~125KJ/mol。我們稱這種結合為化學吸附。它是由玻璃表面的電子與其鄰近的水膜上的電子的交換產生的。這部分水膜只有大約1.5nm厚。雖然上層的水膜可以相當容易的除掉，但是要去掉下層的水膜就必須具有400度以上的高溫或者其他足夠高（如離子或原子轟擊）的入射能量。如果水膜的存在擾亂了鍍膜過程，那么和努力去掉水膜相比，增加沉積一個可以結合水膜附著力提高層則更加可行。例如氧化鉍就具有非常優異的附著性能，無論是玻璃表面還是其他膜層它都可以很好的進行結合。