【收藏】史上最全光伏玻璃产品介绍-新手入门篇

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作者：中盛新能源（南京）有限公司程宏伟

玻璃的概念、发展历史及制造工艺1.1玻璃的概念

玻璃，英文名称Glass，在中国古代亦称琉璃，日语汉字以硝子代表。是一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。玻璃是一种非晶态固体，非晶态固体与液态一样具有近程有序而远程无序的结构特征。宏观上表现为各向同性，熔解时无明显的熔点，只是随温度的升高而逐渐软化，粘滞性减小，并逐渐过渡到液态。

普通玻璃化学氧化物的组成为Na2O·CaO·6SiO2，主要成份是二氧化硅。玻璃在日常环境中呈化学惰性，也不会与生物起作用，因此用途非常广泛。玻璃一般不溶于酸(例外：氢氟酸与玻璃反应生成SiF4，从而导致玻璃的腐蚀)，但溶于强碱，例如氢氧化铯。玻璃在常温下是固体，它是一种易碎的东西，摩氏硬度6.5。1.2玻璃的发展历史

玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得。公元前3700年前，古埃及人已经能制造出玻璃装饰品和简单的玻璃器皿。当时只有有色玻璃。公元前1000 年前，中国制造出无色玻璃。公元12世纪，出现了用于交换的商品玻璃，并开始成为工业材料。18世纪，为适应研制望远镜的需要，制出光学玻璃。

1873年，比利时率先制造出平板玻璃。1906年，美国研制出平板玻璃引上机。1959年英国皮尔金顿玻璃公司向世界宣告平板玻璃的浮法成型工艺研制成功，这是对原来的引上成型工艺的一次革命。此后，随着玻璃生产的工业化和规模化，各种用途和各种性能的玻璃相继问世。现代，玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领域的重要材料之一。1.3 玻璃的制造工艺1.3.1 玻璃的主要原料

1、硅砂或硼砂。硅砂或硼砂引入玻璃的主要成分是氧化硅或氧化硼，它们在燃烧中能单独熔融成玻璃主体，决定了玻璃的主要性质，相应地称为硅酸盐玻璃或硼酸盐玻璃。

2、纯碱或芒硝。纯碱和芒硝引入玻璃的主要成分是氧化钠，它们在煅烧中能与硅砂等酸性氧化物形成易熔的复盐，起了助熔作用，使玻璃易于成型。但如含量过多，将使玻璃热膨胀率增大，抗拉度下降。

3、石灰石、白云石、长石等。石灰石引入玻璃的主要成分是氧化钙，增强玻璃化学稳定性和机械强度，但含量过多使玻璃析晶和降低耐热性。白云石作为引入氧化镁的原料，能提高玻璃的透明度、减少热膨胀及提高耐水性。长石作为引入氧化铝的原料，它可以控制熔化温度，同时也可提高耐久性。此外，长石还可提供氧化钾成分，提高玻璃的热膨胀性能。

4、碎玻璃。一般来说，制造玻璃时不是全部用新原料，而

是掺入15%~30%的碎玻璃，以降低玻璃熔化温度。1.3.2玻璃的辅助原料

1、脱色剂。原料中的杂质如铁的氧化物会给玻璃带来色泽，常用纯碱、碳酸钠、氧化钴、氧化镍等作脱色剂，它们在玻璃中呈现与原来颜色的补色，使玻璃变成无色。此外，还有与着色杂质能形成浅色化合物的减色剂，如碳酸钠能与氧化铁氧化成二氧化二铁，使玻璃由绿色变黄色。

2、着色剂。某些金属氧化物能直接溶于玻璃溶液中使玻璃着色。如氧化铁使玻璃呈现黄色或绿色，氧化锰能呈现紫色，氧化钴能呈现蓝色，氧化镍能呈现棕色，氧化铜和氧化铬能呈现绿色等。

3、澄清剂。澄清剂能降低玻璃熔液的粘度，使化学反应所产生的气泡，易于逸出而澄清。常用的澄清剂有白砒、硫酸钠、硝酸钠、铵盐、二氧化锰等。

4、乳浊剂。乳浊剂能使玻璃变成乳白色半透明体。常用乳浊剂有冰晶石、氟硅酸钠、磷化锡等。它们能形成0.1~1.0μm 的颗粒，悬浮于玻璃中，使玻璃乳浊化。1.3.3玻璃的生产工艺

玻璃的制造工艺是将各种配比好的原料混合后融化、成型，然后迅速退火冷却，分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃,最后经过切裁得到成品玻璃。如果是钢化玻璃，还需经过钢化工序。

下面就成型、退火和钢化三个关键工艺简单介绍。

1.3.3.1 成型工艺

平板玻璃的成型主要有三种方法：垂直引上法、水平拉制法和浮法成型。

1、垂直引上法成型

有槽法：玻璃液通过槽子砖缝隙成型平板玻璃的方法，如图1所示。用有槽法生产玻璃的过程是玻璃液经槽口成型、水包冷却、机膛退火而成原板，原板经采板而成原片。其中，玻璃性质、板根的成型、边子的成型、原板的拉伸力是玻璃成型机理的四个关键部分。

图1 有槽法成型示意图

无槽法：无槽法是有槽法的改进。有槽与无槽引上室设备的主要区别是：有槽法采用槽子砖成型，而无槽法采用沉入玻璃液内的引砖并在玻璃液表面的自由液面上成型。由于无槽引上法采用自由液面成型，所以由槽口不平整引起的波筋就不再产生，其质量优于有槽法，但无槽引上法的技术操作难度大于有槽引上法。

2、水平拉制法

平拉法与无槽垂直引上法都是在玻璃液的自由液面上垂直

拉出玻璃板。但平拉法垂直拉出的玻璃板在一定高度时，经转向辊转向水平方向，由平拉辊牵引，当玻璃板温度冷却到退火上限温度后，进入水平辊道退火窑退火。玻璃板在转向

辊处的温度约620～690℃。

目前比较普遍使用的连续压延法是玻璃液由池窑工作池沿

流槽流出，进入成对的用水冷却的中空压花辊，经滚压而成平板，再送入退火炉退火。

3、浮法成型

浮法成型是指熔窑熔融的玻璃液在流入锡槽后在熔融金属

锡液的表面上成型平板玻璃的方法。熔窑的配合料经熔化、澄清、冷却成为1150～1100℃左右的玻璃液，通过熔窑与锡槽相连接的流槽，流入熔融的锡液面上，在自身重力、表面张力以及拉引力的作用下，玻璃液摊开成为玻璃带，在锡槽中完成抛光与拉薄，在锡槽末端的玻璃带已冷却到600℃左右，把即将硬化的玻璃带引出锡槽，通过过渡辊台进入退火窑。

由于厚度的均匀性比较好，其产品的透明度也比较强，经过锡面的处理，玻璃表面比较光滑，在光滑的作用下火焰以及抛光的作用下，形成了一种表面比较整齐、平面度比较好，光学性能比较强的玻璃，具有良好的透明性、明亮性、纯净性。

1.3.3.2 退火工艺

退火是玻璃制造过程中最关键的工艺步骤。玻璃的退火主要是指将玻璃置于退火窑中经过足够长的时间通过退火温度

范围或以缓慢的速度冷却下来，以便不再产生超过允许范