超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化后的翹曲問題

【中玻網(wǎng)】智能手機(jī)、平板電腦以及便攜信息終端等已得到廣泛應(yīng)用，智能顯示面板的輕量化和薄型化成為新趨勢，促使蓋板玻璃向厚度薄、重量輕、強(qiáng)度高的方向發(fā)展，玻璃厚度的降低，會放大缺點(diǎn)對玻璃體強(qiáng)度的不利影響，導(dǎo)致蓋板玻璃力學(xué)性能的明顯降低，為了增強(qiáng)觸控屏表面抗劃傷性能，減少跌落損傷，離子強(qiáng)化成為超薄浮法玻璃機(jī)械力學(xué)性能增強(qiáng)的重要手段之一，但是超薄浮法玻璃面板在化學(xué)強(qiáng)化過程中，由于上下表面應(yīng)力分布不均而出現(xiàn)翹曲變形，使玻璃平整度受損，出現(xiàn)蓋板玻璃與顯示面板元件貼合緊密性，以及其與顯示裝置組裝的嚴(yán)密性變差，影響產(chǎn)品的美觀和質(zhì)量，也影響產(chǎn)品鏈下游廠家的使用，因此，超薄玻璃板離子強(qiáng)化過程中的翹曲問題嚴(yán)重限制了超薄浮法玻璃的應(yīng)用和發(fā)展。

　　超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化后翹曲的影響因素：（1）玻璃原片對超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化后翹曲的影響。在浮法玻璃生產(chǎn)工藝過程中，玻璃的拉薄成形主要是在錫槽中完成的，當(dāng)超薄玻璃板在錫槽中拉薄成形時(shí)，玻璃下表面與錫槽中的高溫熔融錫會有長時(shí)間的接觸，兩者之間存在不可避免的離子擴(kuò)散過程，超薄玻璃板的其中一面會存在一定程度的滲錫，這一面稱為“錫面”，錫液的滲透高層度為10～20 mm，另一面與空氣面接觸，稱為“空氣面”，浮法工藝生產(chǎn)的玻璃板都有錫面和空氣面，其表面結(jié)構(gòu)存在著一定的差異，在超薄玻璃板離子強(qiáng)化過程中，對于玻璃板空氣面，其主要發(fā)生的相互作用是玻璃中的小半徑堿金屬離子與熔鹽中的大半徑金屬離子相互擴(kuò)散，同時(shí)對于玻璃板錫面，由于滲錫的影響，玻璃中的小半徑堿金屬離子與熔鹽中的大半徑金屬離子相互交換的離子量小于空氣面的離子交換量，錫面與空氣面產(chǎn)生的表面壓應(yīng)力不同，離子強(qiáng)化后的超薄浮法玻璃由于上下表面應(yīng)力分布不均而出現(xiàn)翹曲變形。（2）離子強(qiáng)化對超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化后翹曲的影響。超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化其實(shí)就是離子交換的過程，影響離子交換的主要因素有離子交換溫度和交換時(shí)間。在超薄玻璃鋼化處理過程中，由于熔鹽的溫度比較高，使得超薄玻璃的溫度接近轉(zhuǎn)變溫度，就很容易使得鋼化后的玻璃出現(xiàn)翹曲變形問題。在離子交換時(shí)間固定的情況下，離子交換溫度較高時(shí)，提供給交換過程的能量更多，更有利于擴(kuò)散，單位時(shí)間內(nèi)離子交換量增加，翹曲加大；在離子交換溫度固定的情況下，離子交換時(shí)間越長，離子交換量增加，翹曲加大；展貴鑫等研究了不同離子強(qiáng)化時(shí)間和溫度對玻璃蓋板翹曲變形的影響，發(fā)現(xiàn)翹曲隨著溫度升高和時(shí)間增長均呈加大趨勢，離子交換時(shí)間相對離子交換溫度對翹曲的影響性更大。

　　超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化后的翹曲問題的研究現(xiàn)狀：浮法超薄玻璃離子強(qiáng)化后的翹曲問題是行業(yè)共同的難題，比較常用的處理方法是減小由化學(xué)強(qiáng)化產(chǎn)生的強(qiáng)化應(yīng)力來處理翹曲問題，或者通過對玻璃的至少一個(gè)面進(jìn)行處理后而將表面異質(zhì)層除去后進(jìn)行離子強(qiáng)化。國外對浮法玻璃離子強(qiáng)化后的玻璃翹曲問題也進(jìn)行了研究，岡畑直樹等對滲錫面進(jìn)行HF侵蝕，達(dá)到上下面離子狀態(tài)相同，對減小翹曲度起到了指導(dǎo)作用；宮坂聰史等采用氟化劑對玻璃表面進(jìn)行氟化處理，能夠減小離子強(qiáng)化后的翹曲等，但是這些成果都在專利知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系范圍內(nèi)。國內(nèi)研究學(xué)者們也對超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化后的翹曲問題進(jìn)行了一系列的研究，楊國洪等提出通過調(diào)整離子交換溫度或者縮短離子交換的時(shí)間，可緩解玻璃翹曲問題；沈益平等對浮法玻璃滲錫面進(jìn)行拋光減薄，使玻璃上下表面的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量相接近，再進(jìn)行離子交換來提高玻璃平整度，減緩翹曲；朱冠宇等在空氣面進(jìn)行鍍膜處理，形成一層阻隔膜，可以限制空氣面離子交換量等。

　　離子交換設(shè)備簡單，工藝容易實(shí)現(xiàn)，是超薄浮法玻璃增強(qiáng)機(jī)械力學(xué)性能的有效實(shí)用技術(shù)，在離子交換過程中上下表面應(yīng)力不均而產(chǎn)生的翹曲問題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量，目前，處理超薄浮法玻璃離子交換后上下面應(yīng)力不同的關(guān)鍵技術(shù)大多被國外公司壟斷，翹曲問題限制了中國超薄玻璃的進(jìn)一步發(fā)展，因此，探究更有效更實(shí)用的處理超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化后的翹曲問題的技術(shù)途徑，打破國外知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系的限制，成為超薄浮法玻璃亟待解決的問題之一，若有效解決超薄浮法玻璃離子強(qiáng)化后的翹曲問題，可大大拓寬超薄浮法玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域，推動超薄浮法玻璃加工工藝技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。