劉宇　何少亭

摘要：超白玻璃因其卓越的光學(xué)、物理與力學(xué)性能有著越來越廣闊的應(yīng)用前景，但超高的透光率、抗彎強(qiáng)度等性能有賴于生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制。本文基于對(duì)超白玻璃性能特點(diǎn)及工藝類型的簡要介紹，闡釋了壓延與浮法超白玻璃的性能特點(diǎn)和應(yīng)用狀況，分析了在生產(chǎn)實(shí)踐中，如何在原材料選擇和儲(chǔ)運(yùn)、混合料制備與輸送以及熔化和澄清等關(guān)鍵環(huán)節(jié)有效控制產(chǎn)品的含鐵率、透光率，使其滿足在太陽能發(fā)電、建筑裝飾、光伏建筑一體化工程等領(lǐng)域的應(yīng)用要求。

關(guān)鍵詞：超白玻璃;工藝類型;應(yīng)用情況;質(zhì)量控制

引言：

近年來由于太陽能發(fā)電設(shè)施、建筑光電幕墻、仿水晶燈具和裝飾材料的需求量持續(xù)快速增長，使得超白玻璃的應(yīng)用前景越來越好，國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)能得以迅速提高。但超白玻璃的透光率等參數(shù)受到原材料品質(zhì)穩(wěn)定性、工藝流程控制水平等多種因素的影響，在工藝路線設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理工作中，必須結(jié)合實(shí)際情況制定有效的質(zhì)量控制措施。

一、超白玻璃的性能特點(diǎn)及生產(chǎn)工藝

（一）超白玻璃的性能特點(diǎn)

超白玻璃在光學(xué)、力學(xué)等性能方面與普通玻璃有顯著區(qū)別，經(jīng)過鋼化處理產(chǎn)品的抗彎、極冷極熱耐受力和抗沖擊力等指標(biāo)可以達(dá)到普通玻璃的2～5倍，而且由于含鐵率極低，因而透明度和透光率明顯好于普通玻璃。所以，在追求視覺美感和光電能、光熱能轉(zhuǎn)換率的領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價(jià)值[1]。近十幾年來在光伏發(fā)電、電子設(shè)備生產(chǎn)與建筑工程領(lǐng)域中，超白玻璃的用量越來越大，因而帶動(dòng)了其生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)能的不斷提升，產(chǎn)品的種類、規(guī)格越來越多而應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。

（二）超白玻璃的生產(chǎn)工藝

超白玻璃之所以在光學(xué)、力學(xué)等性能方面明顯優(yōu)于普通玻璃，關(guān)鍵在于其極低的含鐵率，所以，能否在工藝流程中有效控制鐵元素的含量，決定了超白玻璃的生產(chǎn)技術(shù)水平。目前，按照基本的加工工藝，可將超白玻璃區(qū)分為壓延和浮法兩大類，前者利用壓輥對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定型和同步完成表面處理，可以根據(jù)用戶要求在正反兩面壓出紋面與特定花型，最大限度的提升透光率并降低反射率;后者采用與普通玻璃類似的浮法工藝制成，有著極高的透明度，可以達(dá)到91.5%的透光率，而且能夠適應(yīng)鍍膜、中空裝配和鋼化等加工工藝，在建筑工程以及電子產(chǎn)品等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有更為廣泛的應(yīng)用。

二、超白玻璃的應(yīng)用

（一）壓延超白玻璃的應(yīng)用

超白玻璃超過91.6%的透光率使其成為了光伏發(fā)電領(lǐng)域中非常重要的原材料之一，尤其是經(jīng)過鋼化處理的壓延超白玻璃，是太陽能電池板、光電轉(zhuǎn)換組件的關(guān)鍵外部防護(hù)材料。根據(jù)厚度的不同可以分為普通、超薄和極薄三種，其中普通型壓延超白玻璃主要用于制做光電幕墻，或者作為光熱能轉(zhuǎn)換組件的封裝材料、太陽能電池的基板，可以抵御200℃以上的溫差以及冰雹的襲擊，依靠其表面的紋飾可以保障極高的光電轉(zhuǎn)換率，而且能夠在紫外線的照射下長期保持穩(wěn)定的透光率;超薄型產(chǎn)品的厚度在0.1～1.5mm之間，被用于生產(chǎn)顯示器基板，或者作為太陽能電池的蓋板;而極薄型產(chǎn)品的厚度≤0.1mm，是航空航天領(lǐng)域以及平面顯示器生產(chǎn)的重要原材料。

（二）浮法超白玻璃的應(yīng)用

浮法超白玻璃可以作為燈飾、建筑內(nèi)部裝飾材料，而且由于其厚度、幾何尺寸均可以根據(jù)用戶需求靈活控制，所以在節(jié)能建筑、光伏發(fā)電設(shè)施建設(shè)以及電子設(shè)備的制造中也不可或缺[2]。首先，優(yōu)質(zhì)浮法超白玻璃在視覺效果上與天然水晶十分接近，超過91.5%的透光率和良好的可加工性使其可以用于制作燈具、工藝品;其次，浮法工藝能夠靈活掌控產(chǎn)品的幾何尺寸與厚度，所以在光伏建筑一體化、幕墻等工程的施工中，用戶可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求訂制所需超白玻璃。目前，部分企業(yè)所生產(chǎn)的浮法超白玻璃在最大長度接近20m的情況下可保持穩(wěn)定的質(zhì)量。在綠色建筑以及光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，浮法超白玻璃的應(yīng)用需求勢(shì)必保持強(qiáng)勢(shì)增長。

三、超白玻璃生產(chǎn)的質(zhì)量控制要點(diǎn)

（一）混合料配方及原材料儲(chǔ)運(yùn)方案設(shè)計(jì)

由于超白玻璃生產(chǎn)需要精確控制產(chǎn)品的含鐵率并保障透光率，所以需要在混合料配方設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)便考慮礦石品質(zhì)的穩(wěn)定性、各類化學(xué)元素的含量以及原材料的儲(chǔ)運(yùn)問題。首先，超白玻璃生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)石英砂等主要礦石的產(chǎn)地進(jìn)行調(diào)研分析，結(jié)合地質(zhì)勘探資料了解礦石儲(chǔ)量、可開采年限以及運(yùn)輸條件，確保超白玻璃生產(chǎn)有足量且品質(zhì)穩(wěn)定的材料來源;其次，在確認(rèn)礦石滿足生產(chǎn)工藝要求之后，需要基于采樣分析對(duì)混合料配方進(jìn)行優(yōu)化，嚴(yán)格控制鐵元素的引入，以方解石和氫氧化鋁取代長石、石灰石并合理選擇添加劑[3]。此外，在礦石加工、儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)應(yīng)防范鐵元素的引入，優(yōu)化加工設(shè)備、包裝和儲(chǔ)運(yùn)方式。

（二）混合料制備及傳輸過程中的含鐵率控制

在混合料的稱量、拌合以及傳輸過程中，必須一方面精確控制每一種原材料的用量，另一方面防范鐵元素的引入和原材料的損失，才能夠確保熔化的玻璃液的化學(xué)成分構(gòu)成、含鐵率等指標(biāo)處于合理范圍。首先，為了減少原材料輸送過程中的損失并提升稱量精度，料倉布置應(yīng)采用塔式結(jié)構(gòu);其次，稱量和加料設(shè)備的度量精度必須達(dá)到工藝設(shè)計(jì)要求，并且優(yōu)化粉料容器與傳輸裝置的結(jié)構(gòu)和材料，簡化傳輸環(huán)節(jié)的同時(shí)，盡量避免原材料與含有鐵元素的設(shè)備直接接觸。此外，應(yīng)根據(jù)工藝路線特點(diǎn)在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b除鐵裝置，例如在溜槽上方設(shè)置除鐵器，可以利用原材料自高處滑落的有利狀態(tài)提高除鐵效率。

（三）熔化與澄清環(huán)節(jié)的優(yōu)化

混合料熔化和澄清環(huán)節(jié)對(duì)超白玻璃的品質(zhì)具有決定性影響，必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制熔融溫度、加料速度等工藝參數(shù)，確保玻璃液均化效果。而在玻璃液進(jìn)入窯池澄清的環(huán)節(jié)，由于超白玻璃液的導(dǎo)熱系數(shù)較大，相比普通玻璃液更難順利排出氣泡[4]。所以，要想保障產(chǎn)品的光學(xué)性能，必須對(duì)窯池結(jié)構(gòu)和池底冷卻方式進(jìn)行優(yōu)化，將池底設(shè)計(jì)成臺(tái)階狀，從而加大縱深方向玻璃液的溫度梯度、延長上部玻璃液的在澄清段的停留時(shí)間，確保底層氣泡順利向上溢出。

四、結(jié)束語

超白玻璃在可預(yù)見的未來有著極好的應(yīng)用前景，而要想滿足各個(gè)領(lǐng)域用戶的需求并保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，必須根據(jù)超白玻璃的性能特點(diǎn)及工藝要求，精確控制生產(chǎn)過程并不斷優(yōu)化工藝流程，改進(jìn)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]張保祥.淺談超白玻璃在光熱發(fā)電中的應(yīng)用[C]//中國太陽能熱發(fā)電大會(huì). 2015.

[2]賈鶴，李云龍.基于超白浮法玻璃的質(zhì)量控制分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，000（023）：3030-3030.

[3]何珺潔，張飛龍.淺談超白浮法玻璃生產(chǎn)的工藝控制[J].當(dāng)代化工研究， 2017（6）.

[4]李云龍，賈鶴.超白浮法玻璃的生產(chǎn)與質(zhì)量要求分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，000（023）：3023-3023.