浮法硼硅酸盐玻璃下表面渗锡的研究
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仪分别测定硼硅酸盐玻璃高温粘度和膨胀系数，确定实验的温度范围。 １．４硼硅酸盐玻璃渗锡分布的测试
硼硅酸盐玻璃在ｌ ２５０℃时放入小锡槽内，保温１０１１１ｉｎ让其在锡液上充分摊平，炉体以１０℃／ｍ洒的降 温速率从ｌ ２５０℃分别降到１１５０℃、ｌ ０５０ ｑｃ、９５０℃、８５０ ｑｃ、７５０℃、６５０℃，到达设定温度后取出玻璃样品
１．２硼硅酸盐玻璃的组成
．
将熔制的硼硅酸盐玻璃切成９ ｍｍ×１５ ｍｍ×１５ ｍｍ的块样进行实验，其组成如表ｌ所示。
表ｌ硼硅酸盐玻璃组成
１．３硼硅酸盐玻璃原片的粘度和膨胀系数测试 采用美国１１１ｅｔａ公司的ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ ＲＶＤＶ一Ⅲ＋高温旋转粘度计和德国ＮＥ佗ｓＣＨ Ｄ【Ｌ ４０２ ＥＰ膨胀
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直接在氮气中淬冷，分别记为样品ｌ’一６’，采用日本＿ＩＥＯＬ—Ｊ）ｎ一８８００Ｒ Ｅｌｅｃ呦ＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏａｎａｂｚｅｒ结合能
谱仪测试浮法硼硅酸盐玻璃下表面Ｓｎ元素纵向的浓度分布情况。 １．５扩散系数的计算
Ｓｎ元素在玻璃中的扩散符合菲克第二定律，可以用自由离子的扩散方程来描述。用Ｍａｎａｂ软件通过编 程计算出不同温度下Ｓｎ元素在硼硅酸盐玻璃中的扩散系数。
关键词：浮法硼硅酸盐玻璃；渗锡；电子探针；扩散系数
中图分类号：１Ｑ１７１．７２＋ｌ
文献标识码：Ａ 文章编号：１０００一２８７ｌ（２００７）０５一ｏｏｌｌ—０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｉｎ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ Ｂｏｔｔｏｍ Ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ Ｆｌｏａｔ ＢｏｒｏｓｉＩｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ
本文就研究在不同温度段下硼硅酸盐玻璃的渗锡情况。
ｌ实验
ｌ ｌ实验条件 角自制小型石墨锡槽（２０ｍｍ×３０ｍｍ×５０ｍｍ），在硅碳棒电炉（炉膛１６０Ⅱｍ ｘ２３０ ｍｍד０ｍｍ）中模
拟硼硅酸盐玻璃的浮法成型过程，实验所用的ｓｎ为９９．９６％的工业浮法用锡，保护气体为９９．９％的Ｎ：，控
制气体的流量为２００ Ｉ／ｈ。
２结果与讨论
２．１实验温度范围的确定 浮法玻璃的成型主要是参考玻璃的粘度特征，成型开始的粘度为１０３一１０４ｄＰａ·ｓ，锡槽出口玻璃的粘度
为１０“ｄＰａ·８，通过测试＂一ｒ曲线确定成型开始的温度，而玻璃膨胀曲线上的Ｌ对应的牿度为１０９一ｌＯ” ｄＰａ·ｓ，接近锡槽出口的秸度，可以确定锡槽出口的温度。铡得的结果如图ｔ和图２所示。由此可以确定渗 锡实验的温度范围应该为ｌ ２５０一６５０℃。
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图２硼硅酸盐玻璃膨胀系数
表２样品扩散系数计算值／‘血２－ｓ一１
万方数据
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玻璃与搪瓷
２００７年
扩散系数Ｄ表征非平衡载流子扩散能力，用图表示见图４。 ２，３硼硅酸盐玻璃渗锡的特点
从纵向渗锡分布（图３）和扩散系数的变化（图４）可以看出，除２。样品外其它的５个样品中ｓｎ元素是呈 现单调递减分布，但是２‘样品的分布情况有点反常，它并不遵循这一规律。从２‘样品原始的数据（图５）可 以看出，当温度降到１ ０５０℃时，ｓｎ元素的分布在距玻璃表面１５斗ｍ的位置出现了峰值，根据大量文献 中”’’１报道，这就是渗锡分布在玻璃中的卫星峰，它是由于二价锡离子在玻璃中被三价铁离子氧化形成 ｓｎ“造成的，跟浮法成型的工艺有关。文献中”’６１也提到在硼硅酸盐玻璃中并未出现卫星峰，从６’样品的渗 锡曲线也可以看出，在最后玻璃出锡槽的温度下，并未出现卫星峰，说明不同温度下由于扩散系数的不同，Ｓｎ 元素在硼硅酸盐玻璃中的分布是不断变化的。
ｂａｔｈ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｏａｔ ｈｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ舀ａｓｓ；曲ｐｅｎｅ曲６０ｎ；ｅｋｃｔｒｏቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｐｒｏｂｅ ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｚｅｒ；ｄｉ玎ｕｓｉｏｎ ｃ∞ｍｃｉｅｎｔ
０引言 目前，浮法成型的玻璃几乎都是钠钙硅玻璃，浮法成型的硼硅酸盐玻璃并不多，这主要是由于硼硅酸盐
·收稿日期ｒ２００７一０４一１６
一个深度上都要远远高于４‘、５‘和６。，而且ｌ。和３。样品不同深度扩散系数连线的斜率也要高于４’、５。和６‘， 所以在高温段ｓｎ元素就会渗入玻璃的内部。在深度小于５斗ｍ的范围内，４。一６４样品的渗锡浓度则比ｌ。一３‘ 样品要高，尤其是完成锡槽整个温度段的６’样品。这主要是由于一方面Ｓｎ粒子的自由扩散，另一方面是ｓｎ 离子和Ｎａ离子发生离子交换引起的，４‘一６’样品在锡液中停留的时问相对较长，造成表面ｓｎ元素的富集。
¨作者简介：阽平（１９７７一）．男．博士研究生。ｅ—ｍｄｌ：ＬｕＰ＠ｗｈ．ｃｄｕ．ｃｎ，电话：１３４７６０７３９“．０２７—８４８６０８０ｌ
Ⅲ基金项目：湖北省重点科技攻关项目（２００４从１０３１３０））
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２００７车
玻璃高温牯度高。很难适用于现有的浮法生产线。至今为止，只有少数国外公司采用浮法工艺生产出浮法硼 硅酸盐玻璃。硼硅酸盐玻璃具有许多优良的性能，如良好的热稳定性、化学稳定性和机械性能等，广泛应用 于许多领域。尤其，硼硅酸盐平板玻璃可作为太阳能基板玻璃、平板显示器玻璃和防火玻璃”。’。为解决这 一矛盾．以生产出质量优良的平板硼硅酸盐玻璃，国内外一些研究者都作了相关研究，但报道不多。
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第３５卷第５期
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Ｊ
自
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夕
图１硼硅酸盐玻璃高温粘度 ２．２各温度段Ｓｎ元素的扩散系数
采用电子探针测得每一个样品下表面纵向每 ２．５斗ｍ ｓｎ元素的浓度值，采用嘶画ｎ软件拟合出浓 度分布情况，如图３所示。
从曲线的总体形状和相互关系看，进入玻璃体 内的锡氧化物在不同深度上的分布符合恒源扩散 的规律。即锡氧化物在玻璃内的扩散过程符合菲 克第二定律。有的文献”Ｊ’７１采用常系数的自由粒 子的扩散方程来描述渗锡理论，即玻璃中深度为ｚ 附近，在ｆ时刻的渗锡浓度ｃ（ｘ，ｒ）遵循下述方程：
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臣琏璃下表面的距离／●咖
距驻璃下裹面的距离／¨巾
图４样品在不同深度处的扩散系敬
图５ ２４样品下表面渗锡的浓度分布曲线
总的来看，从ｌ’到６’样品，渗锡的深度大概有４０“ｍ，渗锡曲线虽然大多是单调递减的，但是每条曲线之 同并不是稳定地增加或减少．而是相互之间交错复杂。研究发现．虽然６‘试样经历了其它５个试样的历程， 但是锡含量并不等于其它５个试样锡含量的总合。也就是说，延长硼硅酸盐玻璃在锡液上停留的时间并不 能引起硼硅酸盐玻璃中ｓｎ元素含量的增加，从中可以看出，渗锡和温度有密切的关系，温度对渗锡的分布起 主要作用，和时间的关系不是很明显。扩散系数Ｄ表征非平衡载流子扩散能力，在图４中，扩散系数都是随
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加，而是和温度有关。 （３）高温时Ｓｎ在硼硅酸盐玻璃中的扩散系数高于低温的扩散系数，内部的扩散系数高于表层的扩散系
数。
“）在深度小于５妒ｔ范围内完成从ｌ ２５０℃降至６５０℃整个温度段的６’样品，在近表面的渗锡相当严
重。
参考文献：
［１】Ｔ础嘲．＾ｄ岫∞岫ｔｋ ｐｎ惴０ｆ ｎ啾沁ｂｏＴ０ｓＩｌｉｃａｌｅ ｄ呻蝴姐ｄ舢∞嘲“哪Ｉｈｔｉ∞ｓｆｏｒ ８Ｐｅｃｉｄｑ ｂ０嘲ｉＩｉｃａｋⅡ０砒ｄ器嘲【Ｊ］ａａ∞
［３】万军鹏雇金树．汤李缨．浅谈瑶硅酸盐玻璃的应用现欹和发展趋势（』】．玻璃．２００４．３ｔ（５）：２ｌ一２５．
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第３５卷第５期 ２００７年１０月
玻璃与搪瓷
ＧＬＡＳＳ＆ＥＮＡＭＥＬ
Ｖ０１．３５ Ｎｏ．５ ０ｃｔ．２００７
浮法硼硅酸盐玻璃下表面渗锡的研究’
陆平”，程金树…，刘清
（武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室。武汉４３００７０）
摘要：根据实验样品的成分，制定一定的浮法成型的温度制度，采用自制小型石墨锡槽，模拟硼硅 酸盐玻璃的浮法成型过程，用电子探针结合能谱仪，测试浮法硼硅酸盐玻璃在ｌ ２５０～６５０℃温 度范围内不同温度段下表面渗锡的分布情况，研究硼硅酸盐玻璃不同于传统钠钙硅浮法玻璃的 渗锡特点。研究结果表明，在特定的浮法工艺制度下，硼硅酸盐玻璃渗锡的深度达到４０斗ｍ左 右，并且高温段锡离子以纵向深度扩散为主，低温下锡离子主要在玻璃的近表面富集。在浮法成 型的过程中，渗锡的分布曲线土会出现卫星峰，但是最终在出锡槽的温度下渗锈曲线是单调递减 的。
ＥＰＭＡ／ＥＤｓ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔ曲ｄｉⅡｈｓｅｄ ｉｎｔ０山ｅ ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｄａｓｓ ｗｉ山ａ ｔｏｔｄ ｄｅｐ【Ｉｌ ０ｆ ４０斗ｍ． Ｔｉｎ ｉ叩ｄｌ肌ｓｅｄ ｔｏｗａｒｄｓ ｔｈｅ ｄｅｅｐｅｒ工ａｙｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｂｏｍｓｉｌｉｃａｔｅ出ｓｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｅｍｐｅｍｔｕｒｅ ａ１１ｄ ｏｌｌｌｙ
国内外的学者就钠钙硅玻璃与锡液的研究表明”“１，金属锡本来是不和玻璃浸润，但是在高温下，锡液 容易被氧化，从而和玻璃发生一系列复杂的物理化学反应，进入玻璃的内部，聚集在涉锡面的近表面深度在 ２０一３０“日，呈总体减少的分布趋势，但是在距涉锡面６～８斗ｍ的地方ｓｎ的含量会出现一个峰值，叫做卫星 峰。由于硼硅酸盐玻璃高温粘度较高，本身的结构也不同于钠钙硅玻璃，再加上锡液高温的物理性能电有变 化，所以硼硅酸盐玻璃的渗锡会和钠钙硅玻璃有所不同，这一点报道并不多。
浮法玻璃的渗锡和工艺条件有很大关系，实验中采用的气氛条件不同，实验的结果也会不同，这一点有
待更深一步的研究。
３结论 （１）硼硅酸盐玻璃从ｌ ２５０℃降至ｌ ０５０℃左右时，玻璃下表面１５岫ｌ左右的位置会出现卫星峰，而完成
从ｌ ２５０℃降至６５０℃整个温度段的试样并不出现卫星峰。 （２）本试验条件下。硼硅酸盐玻璃的渗锡深度大约为４０肛ｍ，总体来看，渗锡量不会由于时间的延长而累
到，ｌ’一３‘样品的渗锡曲线较为平坦。４。一６’样品的渗锡曲线比较陡峭。也就是说，在高温下渗锡主要以纵向 的扩散为主，低温下渗锡主要在玻璃的近表面富集，有的文献中…１给予的解释为高温ｓｎ元素进人玻璃的时 问早，扩散速率高，所以造成ｓｎ元素主要进入玻璃的内部，而从图４可以看出，ｌ＋和３‘样品的扩散系数在每
深度的增加而增加的，然而锡的浓度并不是随着扩散系数的增加而增加，这是由于浓度差随着深度的增加在 慢慢地减小，没有了浓度差作动力，Ｓｎ在玻璃中的浓度就越来越低，近表面较低的扩散系数也就限制更多的
Ｓｎ元素渗入硼硅酸盐玻璃。 硼硅酸盐玻璃在高温度段下和较低温度段下渗锡曲线有很大的不同，这一点可以从图３中很清楚地看
硼硅酸盐玻璃在ｌ ２５０℃时放入小锡槽内，保温１０１１１ｉｎ让其在锡液上充分摊平，炉体以１０℃／ｍ洒的降 温速率从ｌ ２５０℃分别降到１１５０℃、ｌ ０５０ ｑｃ、９５０℃、８５０ ｑｃ、７５０℃、６５０℃，到达设定温度后取出玻璃样品
１．２硼硅酸盐玻璃的组成
．
将熔制的硼硅酸盐玻璃切成９ ｍｍ×１５ ｍｍ×１５ ｍｍ的块样进行实验，其组成如表ｌ所示。
表ｌ硼硅酸盐玻璃组成
１．３硼硅酸盐玻璃原片的粘度和膨胀系数测试 采用美国１１１ｅｔａ公司的ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ ＲＶＤＶ一Ⅲ＋高温旋转粘度计和德国ＮＥ佗ｓＣＨ Ｄ【Ｌ ４０２ ＥＰ膨胀
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Ａｂｓｈ．ａｃｔ：Ｕ ｓｉｎｇ ａ ｓｐｅｃｍ ｍｉｎｉ一伊ａｐｈｊｔｅ ｄｎ ｂａｔｈ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅⅡｏａｔ ｐｒｏｃｅｓ３ ｏｆⅡｏａｔ ｂｏ∞ｓｉｌｉｃａｔｅ —ａｓｓ，ｔ｝ｌｅ ｄｎ ｐｅｎｅ呐ｔｊｏｎ ｐｒｉ０６ｌｅ８ ｉｎ ｄｊ＆ｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｃｕｒｅ ａｒｅａ ｆｒｏｍ ｌ ２５０℃ｔ０ ６５０℃ｗｅｒｅ ３ｔｕｄｉｅｄ ｂｙ
直接在氮气中淬冷，分别记为样品ｌ’一６’，采用日本＿ＩＥＯＬ—Ｊ）ｎ一８８００Ｒ Ｅｌｅｃ呦ＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏａｎａｂｚｅｒ结合能
谱仪测试浮法硼硅酸盐玻璃下表面Ｓｎ元素纵向的浓度分布情况。 １．５扩散系数的计算
Ｓｎ元素在玻璃中的扩散符合菲克第二定律，可以用自由离子的扩散方程来描述。用Ｍａｎａｂ软件通过编 程计算出不同温度下Ｓｎ元素在硼硅酸盐玻璃中的扩散系数。
关键词：浮法硼硅酸盐玻璃；渗锡；电子探针；扩散系数
中图分类号：１Ｑ１７１．７２＋ｌ
文献标识码：Ａ 文章编号：１０００一２８７ｌ（２００７）０５一ｏｏｌｌ—０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｉｎ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ Ｂｏｔｔｏｍ Ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ Ｆｌｏａｔ ＢｏｒｏｓｉＩｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ
本文就研究在不同温度段下硼硅酸盐玻璃的渗锡情况。
ｌ实验
ｌ ｌ实验条件 角自制小型石墨锡槽（２０ｍｍ×３０ｍｍ×５０ｍｍ），在硅碳棒电炉（炉膛１６０Ⅱｍ ｘ２３０ ｍｍד０ｍｍ）中模
拟硼硅酸盐玻璃的浮法成型过程，实验所用的ｓｎ为９９．９６％的工业浮法用锡，保护气体为９９．９％的Ｎ：，控
制气体的流量为２００ Ｉ／ｈ。
２结果与讨论
２．１实验温度范围的确定 浮法玻璃的成型主要是参考玻璃的粘度特征，成型开始的粘度为１０３一１０４ｄＰａ·ｓ，锡槽出口玻璃的粘度
为１０“ｄＰａ·８，通过测试＂一ｒ曲线确定成型开始的温度，而玻璃膨胀曲线上的Ｌ对应的牿度为１０９一ｌＯ” ｄＰａ·ｓ，接近锡槽出口的秸度，可以确定锡槽出口的温度。铡得的结果如图ｔ和图２所示。由此可以确定渗 锡实验的温度范围应该为ｌ ２５０一６５０℃。
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图２硼硅酸盐玻璃膨胀系数
表２样品扩散系数计算值／‘血２－ｓ一１
万方数据
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扩散系数Ｄ表征非平衡载流子扩散能力，用图表示见图４。 ２，３硼硅酸盐玻璃渗锡的特点
从纵向渗锡分布（图３）和扩散系数的变化（图４）可以看出，除２。样品外其它的５个样品中ｓｎ元素是呈 现单调递减分布，但是２‘样品的分布情况有点反常，它并不遵循这一规律。从２‘样品原始的数据（图５）可 以看出，当温度降到１ ０５０℃时，ｓｎ元素的分布在距玻璃表面１５斗ｍ的位置出现了峰值，根据大量文献 中”’’１报道，这就是渗锡分布在玻璃中的卫星峰，它是由于二价锡离子在玻璃中被三价铁离子氧化形成 ｓｎ“造成的，跟浮法成型的工艺有关。文献中”’６１也提到在硼硅酸盐玻璃中并未出现卫星峰，从６’样品的渗 锡曲线也可以看出，在最后玻璃出锡槽的温度下，并未出现卫星峰，说明不同温度下由于扩散系数的不同，Ｓｎ 元素在硼硅酸盐玻璃中的分布是不断变化的。
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０引言 目前，浮法成型的玻璃几乎都是钠钙硅玻璃，浮法成型的硼硅酸盐玻璃并不多，这主要是由于硼硅酸盐
·收稿日期ｒ２００７一０４一１６
一个深度上都要远远高于４‘、５‘和６。，而且ｌ。和３。样品不同深度扩散系数连线的斜率也要高于４’、５。和６‘， 所以在高温段ｓｎ元素就会渗入玻璃的内部。在深度小于５斗ｍ的范围内，４。一６４样品的渗锡浓度则比ｌ。一３‘ 样品要高，尤其是完成锡槽整个温度段的６’样品。这主要是由于一方面Ｓｎ粒子的自由扩散，另一方面是ｓｎ 离子和Ｎａ离子发生离子交换引起的，４‘一６’样品在锡液中停留的时问相对较长，造成表面ｓｎ元素的富集。
¨作者简介：阽平（１９７７一）．男．博士研究生。ｅ—ｍｄｌ：ＬｕＰ＠ｗｈ．ｃｄｕ．ｃｎ，电话：１３４７６０７３９“．０２７—８４８６０８０ｌ
Ⅲ基金项目：湖北省重点科技攻关项目（２００４从１０３１３０））
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玻璃高温牯度高。很难适用于现有的浮法生产线。至今为止，只有少数国外公司采用浮法工艺生产出浮法硼 硅酸盐玻璃。硼硅酸盐玻璃具有许多优良的性能，如良好的热稳定性、化学稳定性和机械性能等，广泛应用 于许多领域。尤其，硼硅酸盐平板玻璃可作为太阳能基板玻璃、平板显示器玻璃和防火玻璃”。’。为解决这 一矛盾．以生产出质量优良的平板硼硅酸盐玻璃，国内外一些研究者都作了相关研究，但报道不多。
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图１硼硅酸盐玻璃高温粘度 ２．２各温度段Ｓｎ元素的扩散系数
采用电子探针测得每一个样品下表面纵向每 ２．５斗ｍ ｓｎ元素的浓度值，采用嘶画ｎ软件拟合出浓 度分布情况，如图３所示。
从曲线的总体形状和相互关系看，进入玻璃体 内的锡氧化物在不同深度上的分布符合恒源扩散 的规律。即锡氧化物在玻璃内的扩散过程符合菲 克第二定律。有的文献”Ｊ’７１采用常系数的自由粒 子的扩散方程来描述渗锡理论，即玻璃中深度为ｚ 附近，在ｆ时刻的渗锡浓度ｃ（ｘ，ｒ）遵循下述方程：
嘏
赢
电 啊 餐 小
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＾｛、置一釜ｑ赫ｈ糍
臣琏璃下表面的距离／●咖
距驻璃下裹面的距离／¨巾
图４样品在不同深度处的扩散系敬
图５ ２４样品下表面渗锡的浓度分布曲线
总的来看，从ｌ’到６’样品，渗锡的深度大概有４０“ｍ，渗锡曲线虽然大多是单调递减的，但是每条曲线之 同并不是稳定地增加或减少．而是相互之间交错复杂。研究发现．虽然６‘试样经历了其它５个试样的历程， 但是锡含量并不等于其它５个试样锡含量的总合。也就是说，延长硼硅酸盐玻璃在锡液上停留的时间并不 能引起硼硅酸盐玻璃中ｓｎ元素含量的增加，从中可以看出，渗锡和温度有密切的关系，温度对渗锡的分布起 主要作用，和时间的关系不是很明显。扩散系数Ｄ表征非平衡载流子扩散能力，在图４中，扩散系数都是随
ｅｎｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ８“ｐｅ而ｃｉａｌ ｌａｙｅｒ ｕｎｄｅｒ山ｅ １０ｗｅｒ ｔｅｍｐｅｍｔｕｒｅ． Ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅⅡｏａｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｔｌｌｅ虹ｎ
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万方数据
第３５卷第５期
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加，而是和温度有关。 （３）高温时Ｓｎ在硼硅酸盐玻璃中的扩散系数高于低温的扩散系数，内部的扩散系数高于表层的扩散系
数。
“）在深度小于５妒ｔ范围内完成从ｌ ２５０℃降至６５０℃整个温度段的６’样品，在近表面的渗锡相当严
重。
参考文献：
［１】Ｔ础嘲．＾ｄ岫∞岫ｔｋ ｐｎ惴０ｆ ｎ啾沁ｂｏＴ０ｓＩｌｉｃａｌｅ ｄ呻蝴姐ｄ舢∞嘲“哪Ｉｈｔｉ∞ｓｆｏｒ ８Ｐｅｃｉｄｑ ｂ０嘲ｉＩｉｃａｋⅡ０砒ｄ器嘲【Ｊ］ａａ∞
［３】万军鹏雇金树．汤李缨．浅谈瑶硅酸盐玻璃的应用现欹和发展趋势（』】．玻璃．２００４．３ｔ（５）：２ｌ一２５．
ｂｅｍ㈣ｎｄ叩。ｄ孙ｄ ［４］ａｅｎ Ｂ．ｃｏｏｋｌ．趾ｉｄ Ｆ ｃ。叩％Ｒｃｄ帆ｄ严帅岫ｉｎｔｈｅ ｈｌ曲一忙”ｐｅＩ蛊ｌｌｌ辟ｎⅫＰ眦ｅ鲳‘ｎｇ ０ｆｄ璐船Ｉ．ＲＢ虻ｔｉｏｎ
Ｂ１ｌ。ｙ【Ｊ］．Ｊ删ｏｆＮ蚰一ｃｒｙ８诅Ⅱｉｎｅ ｄ叩ｅｄ ｂｏｒ０日ｉｌｉｃｍｅ出删相ｂ蛐ｄ ８驴Ｉｄ—ｄｎ
第３５卷第５期 ２００７年１０月
玻璃与搪瓷
ＧＬＡＳＳ＆ＥＮＡＭＥＬ
Ｖ０１．３５ Ｎｏ．５ ０ｃｔ．２００７
浮法硼硅酸盐玻璃下表面渗锡的研究’
陆平”，程金树…，刘清
（武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室。武汉４３００７０）
摘要：根据实验样品的成分，制定一定的浮法成型的温度制度，采用自制小型石墨锡槽，模拟硼硅 酸盐玻璃的浮法成型过程，用电子探针结合能谱仪，测试浮法硼硅酸盐玻璃在ｌ ２５０～６５０℃温 度范围内不同温度段下表面渗锡的分布情况，研究硼硅酸盐玻璃不同于传统钠钙硅浮法玻璃的 渗锡特点。研究结果表明，在特定的浮法工艺制度下，硼硅酸盐玻璃渗锡的深度达到４０斗ｍ左 右，并且高温段锡离子以纵向深度扩散为主，低温下锡离子主要在玻璃的近表面富集。在浮法成 型的过程中，渗锡的分布曲线土会出现卫星峰，但是最终在出锡槽的温度下渗锈曲线是单调递减 的。
ＥＰＭＡ／ＥＤｓ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔ曲ｄｉⅡｈｓｅｄ ｉｎｔ０山ｅ ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｄａｓｓ ｗｉ山ａ ｔｏｔｄ ｄｅｐ【Ｉｌ ０ｆ ４０斗ｍ． Ｔｉｎ ｉ叩ｄｌ肌ｓｅｄ ｔｏｗａｒｄｓ ｔｈｅ ｄｅｅｐｅｒ工ａｙｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｂｏｍｓｉｌｉｃａｔｅ出ｓｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｅｍｐｅｍｔｕｒｅ ａ１１ｄ ｏｌｌｌｙ
国内外的学者就钠钙硅玻璃与锡液的研究表明”“１，金属锡本来是不和玻璃浸润，但是在高温下，锡液 容易被氧化，从而和玻璃发生一系列复杂的物理化学反应，进入玻璃的内部，聚集在涉锡面的近表面深度在 ２０一３０“日，呈总体减少的分布趋势，但是在距涉锡面６～８斗ｍ的地方ｓｎ的含量会出现一个峰值，叫做卫星 峰。由于硼硅酸盐玻璃高温粘度较高，本身的结构也不同于钠钙硅玻璃，再加上锡液高温的物理性能电有变 化，所以硼硅酸盐玻璃的渗锡会和钠钙硅玻璃有所不同，这一点报道并不多。
浮法玻璃的渗锡和工艺条件有很大关系，实验中采用的气氛条件不同，实验的结果也会不同，这一点有
待更深一步的研究。
３结论 （１）硼硅酸盐玻璃从ｌ ２５０℃降至ｌ ０５０℃左右时，玻璃下表面１５岫ｌ左右的位置会出现卫星峰，而完成
从ｌ ２５０℃降至６５０℃整个温度段的试样并不出现卫星峰。 （２）本试验条件下。硼硅酸盐玻璃的渗锡深度大约为４０肛ｍ，总体来看，渗锡量不会由于时间的延长而累
到，ｌ’一３‘样品的渗锡曲线较为平坦。４。一６’样品的渗锡曲线比较陡峭。也就是说，在高温下渗锡主要以纵向 的扩散为主，低温下渗锡主要在玻璃的近表面富集，有的文献中…１给予的解释为高温ｓｎ元素进人玻璃的时 问早，扩散速率高，所以造成ｓｎ元素主要进入玻璃的内部，而从图４可以看出，ｌ＋和３‘样品的扩散系数在每
深度的增加而增加的，然而锡的浓度并不是随着扩散系数的增加而增加，这是由于浓度差随着深度的增加在 慢慢地减小，没有了浓度差作动力，Ｓｎ在玻璃中的浓度就越来越低，近表面较低的扩散系数也就限制更多的
Ｓｎ元素渗入硼硅酸盐玻璃。 硼硅酸盐玻璃在高温度段下和较低温度段下渗锡曲线有很大的不同，这一点可以从图３中很清楚地看