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1、玻璃表面处理技术,王箭 11级硕士9班,玻璃表面处理技术按作用原理可分为 1 微观粒子沉积 沉积物以原子、离子、分子和粒子团簇等纳米尺度的微观粒子的形态在玻璃表面形成薄膜与超薄膜 如物理气相沉积 、化学气相沉积 镀膜2 介观或宏观粒子沉积 沉积物以介观或宏观尺度的颗粒形态在玻璃表面形成覆盖层，如热喷涂、施釉、描金3 整体覆盖 将覆盖材料在同一时间施加于玻璃表面上如贴膜、夹膜4 表面改性 用机械、物理、化学方法，改变玻璃表面形貌、组成、结构或应力状态，如刻花、砂雕、蒙砂、蚀刻、钢化、离子交换与离子注入,一、高密度能量表面处理技术高密度能源一般指离子束、电子束、激光束，可将高密度能源集中在一定的范
2、围和深度，具有可控制性好、能量利用率高、加工精细等特点，在表面处理中得到广泛应用，促进了表面工程的进展离子束处理,1离子束处理主要指离子注入和离子辅助沉积工艺，众所周知离子注入是一种非热力学平衡的过程，可以不受材料表面固溶度的限制，几乎可注入周期表上各种元素的离子，注入的剂量和深度能精确控制，不改变材料外形尺寸和光洁度，并可多种离子复合注入；在玻璃成分系统方面，由石英玻璃单元系统扩大到硅酸盐、硼硅酸盐、磷酸盐和氟化物，注入有Ar 、He 、H、N、P、As、Au、Ag、Pb、Cu、Fe、Nb、La、Ti、Zr等；在离子注入与玻璃作用机理方面由传统的离子碰撞、溅射、反射、位移、损伤等物理过程为主
3、，发展到离子注入引起玻璃分相、新相生成等物理化学过程及化合物生成的化学过程,2激光束处理具有高方向性、高亮度性（高能量密度）及单色性等特点，用于玻璃表面切割、钻孔、刻花、焊接方面，特别是在刻花方面，利用计算机控制，可在玻璃表面及内部刻出精细的图案,3电子束表面处理利用空间定向运动的电子束在撞击玻璃表面后，将部分动能转化为热能，进行表面改性。低能电子束在常压下照射玻璃表面后 可以改善玻璃表面的润湿性 使玻璃表面除雾 用于医疗器械的内窥镜以及观察窗方面,二、镀膜玻璃或涂层玻璃,采用一些工艺技术, 特别是先进的现代工艺技术在玻璃表面镀上或涂覆一层或数层的薄膜或薄层，以改善玻璃的物理和化学性能，达到美
4、观、豪华、遮阳、节能、舒适的效果。经这样表面改性的玻璃谓之镀膜玻璃或涂层玻璃。玻璃通过这种表面改性可获得诸如杀菌、自洁、节能、超导、超硬等多种新的功能特性,镀膜玻璃的制备方法,（1）气相法, 如真空蒸发镀膜；化学气相沉积；溅射沉积一二极、三极或四极溅射；射频溅射；离子束来溅射； 磁控溅射等。（2）液相法，如容胶一凝胶法，涂敷法等化学镀膜。涂敷法是将金属化合物溶液与高温浮法玻璃板表面接触, 通过热分解在玻璃表面形成金属氧化物之类的薄膜。（3）固相生产法，如多晶生长, 从非晶状态的结晶生长。 在平板玻璃工业中，制备镀膜玻璃实现工业化生产的成膜技术，主要是化学气相沉积方法和磁控溅射沉积方法。,目前人
5、们开发薄膜或薄层的新用途包括： （1）利用光吸收、反射和光通路的控制的玻璃, 汽车用镀膜玻璃, 如颜色玻璃, 反射镀膜玻璃, 吸热镀膜玻璃, 低辐射镀膜玻璃, 热反射镀膜玻璃, 具隔离红外线的防阳镀膜玻璃,以及可以使室内的光、吸热量根据太阳辐射强弱自动改变的导光镀膜玻璃等。 （2） 利用光谱通路控制的镀膜光学玻璃, 如分色镜、冷反射镜、带通滤波器用镀膜玻璃。 （3） 利用光透过性可变控制和能量控制的镀膜玻璃, 如电致变色、光致变色、热致变色、液晶显示器、平面显示屏等镀膜玻璃,1 自洁玻璃的开发应用,随着世界范围内环境问题的日益严重，利用TiO2光催化剂进行环境净化已经引起了广泛的重视。既在玻璃
6、表面涂覆了一层透明的二氧化钛（TiO2 ）光催化剂薄膜，使玻璃具有亲水、憎水、憎油、防污染、杀菌等自洁净的功能。非均相光催化氧化反应的光催化剂多为硫族半导体，我们之所以选用TiO2是因为它无毒、难溶、光催化活性好以及成本低等,1.1.1 二氧化钛（TiO2 ）光催化膜自洁玻璃 光催化膜自洁玻璃又称为自净玻璃，这种不用擦洗的自洁玻璃属生态环保型“绿色玻璃”。它是一种在平板玻璃表面涂覆了一层透明的二氧化钛（TiO2 ）光催化剂薄膜的新玻璃。当这种被称之为“光触媒”的二氧化钛（TiO2 ）光催化剂膜遇到太阳光或荧光灯、紫外线照射后，在外界光的激发状态下附着在表面的有机物、污染物变为二氧化碳和水且自动
7、消除。目前它已被广泛用于盖板玻璃、汽车玻璃、高档玻璃镜以及高级建筑物的玻璃幕墙装饰玻璃。,1.1.2亲水玻璃亲水玻璃是利用光催化剂制成带有亲水功能的玻璃。它是将含有光催化剂二氧化钛（TiO2 ）的膜层镀制在平板玻璃基片的表面，使其具有防雾、防水滴作用。与自洁玻璃不同的是，亲水玻璃在功能方面增加了二氧化硅所代表的非金属氧化物，当置于阳光下时，可起到亲水作用，活性氧将光催化剂表面的憎水性分子分解成二氧化碳和水，分离出羟基。另外，光催化剂表面叫作桥氧的氧原子与水置换，仍然生成羟基。羟基吸附空气中的水分，形成了表面有亲水性能的功能。,1.1.3 憎水、憎油、防污染玻璃 日本、英国等玻璃公司已研制成功一
8、种憎水、憎油、防污染玻璃，利用氟系硅烷偶联剂，在玻璃表面涂敷处理，在常温下就可形成一层牢固的硅氧烷薄膜层，可使玻璃表面获得憎水、憎油、防污染、不黏性、耐药品性以及耐摩擦性等特性，使玻璃不仅不沾水，而且类似油、蜡、泥土、灰尘、飞虫残骸、鸟粪、指纹油迹、油墨等妨碍视野的污物也易于清除。另外，冬季玻璃上的冰霜、雪水也极易清除，而且还有防止玻璃风化、烤晒以及防止玻璃损伤的特征。这种玻璃最适合用于汽车交通工具风挡及窗玻璃，更适合用于现代高层建筑物的幕墙玻璃门窗。,1.1.4 抗菌玻璃通过不同的方法, 可以将抗菌剂添加到玻璃载体上, 使其具有抗菌、抑菌、杀菌的功能, 此即抗菌玻璃。抗菌玻璃中所使用的抗菌剂
9、多为接触型银系无机金属离子, 这类抗菌剂具有广谱超强的抗菌能力。这类抗菌剂的抗菌机理有人认为银离子与微生物机体中蛋白酶的巯基结合在一起, 使以巯基为必要基的酶丧失活性, 失去分裂与繁殖的能力, 致使细菌死亡。在细菌死亡之后,银离子又会自细菌的尸体中游离出来, 再与其它巯基结合, 周而复始继续发挥其抗菌作用。,2电磁屏蔽玻璃,电磁屏蔽玻璃是一种防电磁辐射，抗电磁干扰的透光屏蔽玻璃，涉及光学、电学、金属材料、化工原料、玻璃、机械等诸多领域，广泛用于电磁兼容领域。分为丝网夹芯型和镀膜型两种类型。丝网夹芯型是由玻璃或树脂和经特殊工艺制成的屏蔽丝网在高温下合成；通过特殊工艺处理，对电磁干扰产生衰减，并使
10、屏蔽玻璃对所观察的各种图形（包括动态色彩图像）不产生失真，具有高保真、高清晰的特点；同时还具有防爆玻璃特性。电磁屏蔽薄膜主要是靠具有导电性能的材料制成的薄膜，可以镀在玻璃上起到屏蔽的效果。,产品用途： 目前，随着电子、计算机技术的不断发展，该产品广泛应用于通信、IT、电力、医疗、银行、证券、政府、军队等民用和国防等领域。主要解决电子系统与电子设备间的电磁干扰，防止电磁信息泄漏，防护电磁辐射污染；有效保障仪器设备正常工作，保障机密信息的安全，保障工作人员身体健康。,3防眩晕减速玻璃,这种玻璃可有效防止乘客出现眩晕。所谓减速玻璃并不是一种特殊的玻璃，而是根据它的用途命名的。减速玻璃其实就是我们平时
11、所说的夹层汽车前挡风玻璃。其实所谓的“减速玻璃”并不能减速，只是过去的普通玻璃由于表面平整度不好，透过这样的玻璃看外面的物体会变形，称之为光畸变，这样就会给运动物体叠加一个由于变形而产生的不规则晃动分量，看久了就容易晕，俗称晃眼。而现在的所谓“减速玻璃”其实应该叫车用安全玻璃，由于表面平整度很好，能非常真实地反映外面景物的物理形态与运动速度，与没有玻璃时的视觉效果一样，因而久看也不会晕，相对于过去那种容易晃眼的普通玻璃而言人们感觉速度变慢了，但并不是说比实际速度更慢。,日前，2009年“和谐号”D3012次列车缓缓驶出武昌火车站，并不断加速，穿梭于青山绿水间。一批有幸乘坐这趟首班列车的旅客，在
12、率先体验了一回时速超过250公里的“中部第一速”后，也同时体验到在车行速度越来越快时，除了景物不断地向后逝去外并感觉不到“高速带来的眩晕。只有在车厢两端悬挂的显示屏上，那不断向上攀升的车速表示列车的确是高速行驶。,4 LOW-E玻璃 Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有优异隔热效果和良好的透光性。,Low-E玻璃的特点及功能 太阳辐射能量的97集中在波长为0.3-2.5um范围内，这部分能量来自室外；100以下物体的辐射能量集中在2.5um以上的长波段，这部分能量主要来自室内。 Low-E中空玻璃对0.3-2.5um的太阳能辐射具有60以上的透过率，白天来自室外辐射能量可大部分透过，但夜晚和阴雨天气，来自室内物体的热辐射约有50以上被其反射回室内，仅有少于15的热辐射被其吸收后通过再辐射和对流交换散失，故可有效地阻止室内的热量泄向室外。Low-E玻璃的这一特性，使其具有控制热能单向流向室内的作用。,Thank you,
