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1、I0I1I2I3T I3（1）I0I2t（2）I1超白浮法玻璃透射比与厚度的关系李廷谭松亮郭丽华（浮法玻璃新技术国家重点实验室中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司技术中心洛阳市471000）摘 要 阐述了超白浮法玻璃的透射比与厚度之间的理论关系，并对理论关系进行了实际实验论证。关键词玻璃透射比 厚度关系 内透射比中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：10031987（2013）12001003Relationship Between Thickness and Transmittance of Low-iron Float GlassLi Ting，Tan Songliang，Guo
2、Lihua（State key laboratory of float glass new technology , technical center of China Luoyang float glass groupCo., LTD., Luoyang , 471000）Abstract: The theoretical relation between thickness and transmittance of low-iron glass was described and the relationship was confirmed by experiment .Key Words
3、: transmittance of glass , thickness , internal transmittance玻璃的透射比与内透视比0引言1超白玻璃是一种高透明的低铁玻璃，其最关键的指标就是可见光透射比换算成5 mm标准厚度应大 于91，如此高的透射比使超白玻璃具有晶莹剔透 的水晶般品质。其主要应用于太阳能电池、电子产 品、高档汽车玻璃、仿水晶制品，其相对于普通玻 璃具有更加均一的成分，其内部杂质更少，钢化后 玻璃的自爆率极低。超白玻璃的透射比要求大于91%，因为玻璃和 空气界面的反射是4%，所以没有做过减反处理的玻 璃原片的理论透射比大约是92%，要提高透射比就 只能采用减少吸收
4、，即严格控制玻璃成分中铁等着 色元素的含量，以及减小玻璃的厚度。为了比较不 同厂家生产的不同厚度的玻璃的生产工艺，或者同 一条生产线厚度调整后，生产工艺中玻璃液的着色 剂的含量变化是否在正常的控制范围内，所以把不 同厚度的玻璃的透过率换算成一个标准厚度下的 值，对玻璃生产工艺调整时对监控玻璃液中着色剂 含量的变化具有很重要的实用价值。10图1中，表示一束光垂直入射玻璃，I0是入射到第一面（空气玻璃界面）的光通量，I1是从第一面 进入玻璃的光通量，I2到第二面的未出玻璃的光通 量，I3是从第二面射出的光通量。图1光射过玻璃的示意图玻璃的透射比（T）是透过玻璃的光通量（I3）与入射玻璃的光通量（I
5、0）之比。玻璃的内透射比（t）是通过玻璃内部终止点光通量（I2）与起始点 的光通量（I1）之比，即不包含表面反射损失的玻 璃内部透视比1，即：对于普通平板玻璃，由于有两个表面，光将在两个 表 面 反 复 来 回 反 射 ， 因 而 有 反 复 的 吸 收 和 透 过2。若只考虑玻璃表面的反射（R），忽略玻璃的吸 收。因光通过一个面损失R，剩余（1-R），通过第 二个面又损失R，这时剩余（1-R）（1-R），即： T（1-R）2t（3）V（l）明视觉光谱光效率函数；D l波长间隔。Aebc（5）式中：A玻璃的吸光度；e 与玻璃成分有关的参数；b 光路通过玻璃的距离，即玻璃的厚度；c 玻 璃 中
6、对 光 线 具 有 吸 收 作 用 的 元 素 的 浓度。I11Alg lg -t （6）I2t本文认为式（6）此处的透过率是玻璃的内透 射比，而不是玻璃的透射比，即在一定的波长下不 考虑玻璃内各处成分的差异。玻璃的内透射比和玻 璃的厚度呈线性关系。联立式（5）和式（6），则有：b1lg t1（7）b2lgt2因为反射率R和折射率n满足：n1n22R( ) n n（8）12由于玻璃材料的折射率一般是1.5左右，而空气 的折射率近似为1，代入式（8）则推出空气与玻璃 面的最小理论反射率4%。根据式（3）则：T t（9）0.9216将式（9）代入到玻璃厚度和内透射比的关系 式（7）中，则有：T1b
7、lg tlg1192.16 T（10）b2lgt2lg 2 92.16即玻璃的厚度和透过率满足这样的关系，变换 式（10）可得到：780llT380 T（ ）DlV（ ）dl780 380 DlV（l）dlS780llD l380 T（ ）DlV（ ）780（4）S D V（l）D l380 l技术交流玻璃透射比与厚度的关系3首先不考虑玻璃内部的成分差异，即把玻璃假设为内部组成各处均匀一致的固体，则玻璃就满足 朗伯比尔定律（Lambert-Beer）使用的条件，则有光谱透射比法测试玻璃透射比2玻璃透射比的测试主要有两种常见的方法：光谱透射比法和光电积分法。 光电积分法：用光电探测器件上产生的光
8、电流来反映入射到其光敏面的光通量。将待测样品放入 测量仪器的测量光路前后，由该测量仪器探测器上 产生的两次光电流之比作为样品的透射比。光谱透射比法：先由分光光度计测出玻璃样品 的光谱透射比，然后根据光源的明视觉光谱光效函 数，积分计算出玻璃样品的总的透射比。光电积分法与光谱透射比法相比结果误差较 大，其误差主要是实验光源不能很好地模拟CIE标 准照明体D65，以及通过滤光片的探测器光谱灵敏 度与明视觉光谱光效率函数的并不完全一致。上世 纪90年代之前，我国（GB 26801981）一直采用 的是光电积分法，后来借鉴参照当时的国际通用标 准 （ISO 90501990） ， 制 订 了 我 国
9、现 行 的 国 标（GB/T 26801994），采用的是光谱透射比法。本实验测试采用光谱透射比法，即使用CIE标 准照明体D65光源，采用垂直照明/垂直探测的几何 条件，可见光波长范围380780 nm，太阳光波长范 围3501 800 nm，以空气作为参比样标准，进行测 试，测出样品玻璃波长范围的光谱透射比T（l）， 参数DlV（l）查表可得，通过下式即可得到玻璃 的透射比T。式中：DlD65相对光谱功率分布；11b1T2b2T1( ) 92.16（11）92.16全国性建材科技期刊玻璃2013年第12期总第267期表2 超白玻璃实验数据因此可以通过光度计得到原板玻璃样品的可见光的透射比，
10、然后用上式折算成5 mm或者3 mm的标 准厚度下玻璃的透过率。可见光透射比磨抛实验实测值与理论值4实验仪器：紫外可见光近红外可见分光光度计（美国瓦里安公司），积分球附件。实验采用6 mm普通玻璃和4 mm超白玻璃原片分 别进行试验，首先使用分光光度计对玻璃原片进行 透过率测试，然后通过磨抛机对玻璃原片进行磨 抛，磨抛到指定厚度进行机械抛光处理，然后对抛 光后的玻璃进行透过率测试，把磨抛处理后玻璃的 实测透过率与原片玻璃通过折算成磨抛后的厚度的 理论推测透过率进行对比，如果结果在误差允许的 范围内，则理论推导公式符合实际，可以应用于生 产实践。实验数据见表1、表2。实验结果分析：因为实验条件有
11、限，每片玻璃 磨抛处理后的表面与原始表面以及后向之间的光整 度是有差异的，所以公式计算推导值与实测值之间 是有误差的 。普通玻璃的实验绝对误差最大值为0.21，相对误差最大值是0.0023，虽然绝对误差0.210.2，与实 际值稍微有一定差异，可是0.21还是远小于1.0，国 标规定的仪器测量误差允许范围。超白玻璃实验绝对误差最大的0.130.15，相对 误差最大的为0.0015，实验结果表明实验值很好地 与理论值重合，玻璃的透射比与厚度满足式（11） 的关系。5结语综上所述，该方法从理论上推导出玻璃的透过率与厚度的关系，通过该方法的计算值与实验得到 的实际值的结果的误差非常小，在实际生产应用
12、中 可以忽略。本方法为比较不同厚度的玻璃的厚度换 算提供了理论支持，对玻璃生产工艺调整时对监控 玻璃液中着色剂含量的变化具有很重要的生产实用 价值。表1普通玻璃实验数据参考文献1GB/T 7962.12-2010, 无色光学玻璃测试方法第12部分： 光谱内透射比S.2西北轻工业学院.玻璃工艺学M.北京：中国轻工业出版 社，1982.149.12组别波长原片 厚度原片透 射比磨抛后 玻璃厚 度磨抛后 实测透 射比磨抛后换 算成原片 厚度的计 算透射比绝对 误差相对 误差A组可见光5.8181.44.2184.481.60.17240.0021太阳光5.8189.24.2190.289.40.20
13、820.0023B组可见光5.881.74.2384.381.6-0.0740-0.0009太阳光5.889.54.2390.189.4-0.1366-0.0015C组可见光5.8181.74.2484.381.6-0.0775-0.0009太阳光5.8189.54.2490.189.4-0.1117-0.0012D组可见光5.881.74.2284.481.70.02750.0003太阳光5.889.54.2290.289.5-0.0159-0.0002组别波长原片 厚度原片透 射比磨抛后 玻璃厚 度磨抛后 实测透 射比磨抛后换 算成原片 厚度的计 算透射比绝对 误差相对 误差A组可见光3.
14、8691.053.0191.2590.99-0.0535-0.0006太阳光3.8691.593.0191.7291.600.00350.0000B组可见光3.8890.383.0390.7890.400.02150.0002太阳光3.8891.673.0391.8891.800.13330.0015C组可见光3.8590.703.0290.9390.59-0.1086-0.0012太阳光3.8591.433.0291.4891.29-0.1390-0.0015D组可见光3.8690.553.0190.8690.50-0.0513-0.0006太阳光3.8691.563.0191.6491.49-0.0615-0.0007