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1、玻璃的表面处理 -玻璃表面物理化学第六章,指导教师：胡昌盛 报告人：杜晓永,主要内容,1）物理钢化 2）化学钢化,1）机械研磨 2）化学研磨,玻璃的研磨,1）在玻璃表面上的薄膜制法 2）金属薄膜 3）化合物薄膜 4）塑料膜,在玻璃表面上制作保护膜,玻璃的表面强化,玻璃的研磨,机械研磨,机械研磨的机理 (1)微细腰创学说：由于磨料颗粒的破碎作用，将玻璃表面的凸面都研碎，变平，并且可以深入到超微细部位，以至于用光学方法也不能测出凹凸不平的存在。 (2)流动学说；由于玻璃和研磨工具间的摩擦，在玻璃表面上瞬间产生高压、高温状态由此产生了粘性流动或塑性流动，使表面的凹凸变平。 (3)化学作用学说：研磨时
2、，磨料的颗粒，磨料液与玻璃间产生化学反应，使表面的凹凸变平。,机械研磨速度的影响因素 （1）玻璃的化学稳定性 （2）化学反应在玻璃表面上产生的水化层厚度 研磨的方法、研磨液的种类、研磨液的浓度、研磨面的性质,玻璃的研磨,化学研磨,主要是以氢氟酸等对玻璃表面进行化学侵蚀的方法。由于玻璃的主要成分包括SiO2、Na2O、K2O等，其与HF的反应为,结论：以酸研磨时，使用高浓度的含氟物；而与机械研磨并用时，使用低浓度的F-，效果最好。,研磨液组成举例：50%HF 35毫升，H2SO4 70毫升、50%发烟硫酸17毫升。,玻璃的表面强化,物理钢化,将玻璃加热至软化点温度附近，均匀地急剧冷却，由玻璃内外
3、面温差造成的热应力，在固化的玻璃表面产生了压应力层。,表面极冷法,溅射侵蚀法,用高频或离子束溅射玻璃，使其表面强度提高的方法。,玻璃的表面强化,化学钢化,用化学药品（如热水）处理玻璃表面，改变玻璃表面的化学组成，除掉表面上的微裂纹，进而改善玻璃表面的性质，提高强度。,化学药品处理法,离子交换法,把玻璃浸在高温熔融盐中，玻璃中的碱离子与熔盐中的碱离子因相互扩散而发生离子交换，因在交换层产生压应力而使强度增大。,分类：高温离子交换法：在玻璃的软化点与转变点之间的温度区域内，把含Na2O或K2O的玻璃浸入锂盐中锂离子相交换，然后冷却至室温，由于含锂离子的表层与含钠离子的或钾离子的内层的膨胀系数不同，
4、表面产生残余应力而强化。,低温离子交换法：在不高于玻璃转变点温度区内，将玻璃浸在含有比玻璃中碱离子半径大的碱离子熔盐中，然后冷却，由于碱离子的体积差造成表面压应力层，提高玻璃的强度。,在玻璃表面上制作保护膜,等离子体法 离子束法 反应性镀膜 电阻加热真空镀膜 电子束真空镀膜 直流溅射 高频溅射 反应性溅射 离子束溅射,薄膜制备方法,物理制备方法,真空镀膜,溅射,离子镀膜法,在玻璃表面上制作保护膜,酸处理法 用酸侵蚀含有重金属的光学玻璃表面，金属离子被浸出后，剩下富集SiO2的膜层。 无电解电镀 把玻璃表面洗净，为使金属膜容易进行沉积进行感光性处理，然后用含有还原剂的金属盐的溶液喷淋玻璃表面。
5、喷涂法 把SiCl4、TiCl4、SnCl4等蒸汽喷射到加热至600左右的玻璃表面上，经分解、氧化而变成SiO2、Ti2O及SnO2。 化合物分解法 将含有金属化合物的溶液以适当的方法均匀地涂到玻璃表面上，经干燥后，在适当温度下煅烧，在玻璃表面上得到氧化物及金属等膜层。,薄膜制备方法,化学方法,在玻璃表面上制作保护膜,还原法 将SnCl4、SiHCl3等于H2混合，通到加热的基板上，反应的结果产生了Si膜。 化合物分解法（化学气相沉积法） 向加热了的基板上喷射金属化合物的蒸汽，使其在基板表面上发生分解、氧化等反应，便生成了金属氧化物的附着膜。,薄膜制备方法,化学方法,在玻璃表面上制作保护膜,所
6、谓镜：就是附着能充分反射光的膜的物质。 在光学玻璃表面上一般真空蒸镀反射率高的Ag膜，以制成反射面时，常常在Ag的上面再镀以Cu的保护层，如果在其表面上再覆盖以Al膜层，其耐久性将更好。,金属薄膜,镜,反射热线的玻璃有两种：一种以太阳能为对象，可以反射可见区到近红外的辐射能。 一种以钨丝灯等为低温发热体，可以反射从1微米开始的长波辐射能。,反射热线的玻璃,在玻璃表面上制作保护膜,在刚成型的伤痕少的玻璃上，形成透明的硬质被覆膜，由于降低了摩擦系数，当玻璃与固体接触时，不容易产生擦伤，能保持其强度，起到了保护膜的作用。,化合物膜,玻璃表面的锡化物保护膜,反射热线的玻璃有两种：一种以太阳能为对象，可
7、以反射可见区到近红外的辐射能。 一种以钨丝灯等为低温发热体，可以反射从1微米开始的长波辐射能。,反射热线的玻璃,在玻璃表面上制作保护膜,在玻璃上镀上比其折射率高的电介质膜时，反射率R将增大，这样可以得到与金属同样的反射热线玻璃。如镀上TiO2、ZrO2、Al2O3膜。,化合物膜,电介质膜,是将反射率不同的两种以上物质，以一定厚度叠加起来，即使用多层干涉膜，如具有玻璃/低折射率/高折射率/低折射率层的三层结构。,防止反射膜,在玻璃表面上制作保护膜,使用有机高分子化合物的单体与玻璃表面接触并产生聚合时，聚合物中的极性基团或不饱和部分，将在玻璃表面上显示定向配置。 安全玻璃是在两层板玻璃间夹以聚乙烯丁缩醛；面玻璃纤维是用聚酯或环氧树脂强化。 清洁的玻璃表面处于电荷不平衡状态，是强极性物质，如环氧树脂、丁缩醛、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醋酸乙烯乙醇共聚物、聚丙烯酸酯都具有强极性物质，能很好的附着在玻璃表面上。同时也可以作为玻璃与玻璃间的极性粘结剂。,化合物膜,塑料膜,Thank you！,