Al2O3對電子玻璃高溫黏度及析晶性能的影響

Al2O3對電子玻璃高溫黏度及析晶性能的影響電子玻璃的性能及其生產(chǎn)工藝條件都要求極高，主要的成型方式為溢流下拉和浮法，溢流下拉法是玻璃液沿溢流磚的兩個溢流面向下流動，最終接觸溢流磚表面的內(nèi)側(cè)玻璃液在溢流磚的磚尖部融合時埋入了玻璃內(nèi)部，外側(cè)未接觸溢流磚、僅接觸空氣的外側(cè)玻璃液形成了玻璃的外表面。這樣，就保證了成型后的電子玻璃具有質(zhì)量良好、無需加工處理的外表面，但是溢流下拉法對玻璃的黏度有很高的要求，在成型過程中，玻璃液自身的黏度和析晶性能是玻璃能否穩(wěn)定成板的重要先決條件，玻璃液在磚尖的黏度與其析晶黏度的差異越大，成型過程就越穩(wěn)定。本文主要研究Al2O3對電子玻璃高溫黏度及析晶性能的影響?；A(chǔ)玻璃組成：本文選取的玻璃基本化學(xué)組成如表1所示。基于電子玻璃的基本化學(xué)組成，本實驗設(shè)計了4種不同的玻璃化學(xué)組成，通過改變Al2O3的使用量，探討Al2O3對電子玻璃高溫黏度及析晶性能的影響規(guī)律。不同Al2O3含量的電子玻璃配方如表2所示。

表1電子玻璃基本化學(xué)組成結(jié)果與分析：（1）高溫黏度。圖1為不同Al2O3含量的電子玻璃高溫黏度。圖1不同Al2O3含量玻璃的高溫黏度從圖1中可以看出，隨著Al2O3含量的增加，玻璃的高溫黏度減小。在電子玻璃熔體中，玻璃的黏度與其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連接程度、網(wǎng)絡(luò)修飾體的種類、含量及配位數(shù)都有關(guān)系。Al2O3在玻璃中有4和6兩種配位狀態(tài)。當(dāng)Al3+離子處于鋁氧四面體［AlO4］中，與硅氧四面體組成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，形成復(fù)雜的鋁硅氧陰離子團，使玻璃結(jié)構(gòu)趨于緊密，從而使玻璃的黏度增大；當(dāng)Al3+離子處于鋁氧八面體［AlO6］中，則屬于網(wǎng)絡(luò)外體，破壞了玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使玻璃的黏度降低。（2）析晶性能。析晶是玻璃生產(chǎn)中產(chǎn)生晶體的過程，對于電子玻璃，要避免在溢流下拉玻璃板的過程中析晶，這樣不僅容易造成玻璃板厚度不均勻、尺寸不穩(wěn)定，若析晶累積到一定量，還會造成斷板現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)線的連續(xù)生產(chǎn)。溢流下拉法生產(chǎn)玻璃時要求的磚尖黏度一般在7.5kPa·S～10kPa·S，因此玻璃的析晶黏度必須大于這個黏度，且差值越大越好。表3是不同Al2O3含量玻璃的析晶溫度、黏度與成型磚尖溫度及差值。表3不同Al2O3含量電子玻璃的析晶性能從表3可以看出，隨著Al2O3含量的增加，析晶溫度同時升高，析晶熱力學(xué)表明玻璃相的焓高于晶體，因此玻璃都有趨于轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的晶體的趨勢，但根據(jù)析晶動力學(xué)理論，玻璃的黏度很大，質(zhì)點克服勢壘排列成規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)的可能性很小。只有在一定的外界條件下，玻璃態(tài)才會轉(zhuǎn)化為晶態(tài)。從表3可以看出隨著Al2O3含量的增加，玻璃的成型磚尖溫度降低，這主要是因為玻璃的高溫黏度降低所致，相同黏度下，氧化鋁含量高的玻璃其對應(yīng)的溫度低。但是玻璃的析晶溫度呈現(xiàn)增加趨勢，這可能是因為玻璃的黏度降低后，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化為晶態(tài)的勢壘降低，玻璃內(nèi)部質(zhì)點的運動變得更容易，因此玻璃的析晶溫度升高，析晶黏度減小。通過實驗得出：（1）隨著Al2O3含量的增加，電子玻璃的高溫黏