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玻璃表面清洁有哪些处理工艺

发布时间:2018-01-15 浏览量:1673 来源:建筑玻璃与工业玻璃
玻璃基片和坯体在进行玻璃表面处理前,还应进行表面的清洁处理。因为基片或坯体的清洁程度对玻璃表面处理的产品质量有很大的影响。因此清洁处理对于后续的玻璃表面处理工艺是非常重要的。
 
清洁玻璃表面的方法很多,主要根据玻璃表面原有的污染程度、满足后续的玻璃表面处理工艺以及产品使用的目的要求,可采用其中一种清洁方法,也可将几种方法结合起来采用。
 
玻璃表面清洁有原子级清洁表面和工艺技术上的清洁表面两种类型。原子级清洁表面需在超真空条件下进行,是特殊科学用途所要求的。一般只需要工艺技术上的清洁表面,以满足对产品加工的要求。
 
常用的清洁处理方法有以下几种:
 
1、用溶剂清洗
 
常用的溶剂有水溶液(酸或碱溶液、洗涤剂水溶液等);无水溶剂(乙醇、丙酮、乳化液等)。通常根据玻璃表面污染物的性质来选择溶剂的种类。
 
(1)擦洗和浸洗
 
简单的擦洗方法是用脱脂棉、镜头纸、橡皮辊或刷子,蘸水、酒精、去污粉、白垩等擦拭玻璃表面。擦洗时要防止将玻璃磨伤,同时要将表面残余的去污粉、白垩用纯水和乙醇清洗掉。
 
另一种常用的方法是将玻璃放在装有溶剂的容器中,进行浸泡清洗。浸泡一定时间后,用镊子或其他特制夹具,将清洗过的玻璃取出,用纯棉布擦干,此法所需设备简单,操作方便,成本也较低。
 
用于清洗的有机溶剂有乙醇、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯、异内醇、甲苯等。
 
除了利用溶剂溶解污染物以外,还可利用溶剂和玻璃表面的化学反应,以清洗表面,如采用酸洗和碱洗。
 
实验室常用的洗液为K2Cr2O7和H2SO4的混合液,能氧化玻璃表面的油污,使油污从玻璃表面上除去。铬离子容易吸附在玻璃表面,除去比较困难,如要防止铬离子吸附,可改用硫酸和硝酸的混合液来清洗玻璃表面。除氢氟酸以外,混合酸加热至60、85℃时效果较好。
 
如玻璃表面风化,已形成高硅层,此时需在清洗液中加人一定比例的氢氟酸,例如使用硝酸和氢氟酸的混合液,可消除风化层。
 
对于中铅玻璃、高铅玻璃以及含氧化钡的玻璃,不宜用酸清洗,以防止酸对玻璃表面的侵蚀。
 
采用NaOH、Na2CO3等碱性溶液,能较好地清除玻璃表面的油脂和类油脂,使这些脂类皂化成脂肪酸盐,然后再用水洗去。但浸泡时间不宜过长,除去表面污染物层即终止,避免玻璃表面受碱侵蚀形成凹凸不平层。
 
(2)喷射清洗
 
为了提高清洗效率,生产中常用喷射清洗的方法,利用运动流体施加于玻璃表面,以剪切力来破坏污染物与玻璃表面的黏附力,污染物脱离玻璃表面再被流体带走。通常采用一种扇形喷嘴,喷嘴安装接近玻璃处,与玻璃表面之间的距离不超过喷嘴直径的100倍,喷射压力为350kPa,压力愈大,清洗效果愈好。
 
考虑到降低成本,一般依次使用热水、含洗涤剂的水溶液、自来水、去离子水作为溶剂进行喷射清洗。
 
2、加热处理
 
加热处理是比较简单的表面清洁方法,可除去玻璃表面黏附的有机污物和吸附的水分,如在真空下加热,效果更好。一般玻璃加热清洁处理的温度为100-400℃,在超真空下加热至450℃,可得到原子级的清洁表面。
 
可采用电阻丝式高温火焰加热方法。采用重复“闪蒸法”,即在短周期(几秒钟)内加热至高温,反复“闪蒸”能成功地清洁表面,且避免玻璃表面一些组成的扩散和挥发。不易挥发的油污,可能受热分解而在表面残留炭粒。
 
只有高温火焰如氢一空气火焰,借助具有高热能的气体冲击玻璃表面的油污膜,将能量传给油污分子而有效地去除油污膜。酒精焰不能使玻璃表面获得黑色呵痕,煤气和压缩空气火焰可使玻璃表面获得痕黑色呵痕。
 
3、有机溶剂蒸气脱脂
 
用有机溶剂蒸气处理玻璃表面,在15s-15min内能清除玻璃表面的油脂膜,可作为一道清洗工序。常用的有机化合物有乙醇、异丙醇、三氯乙烯、四氯化碳等。在异丙醇蒸气中处理过的玻璃其静摩擦系数为0.5~0.64,清洁效果好。在四氯化碳、三氯乙烯蒸气中处理的玻璃其静摩擦系数为0.35~0.39,但这些溶剂中的氯与玻璃表面的吸附水反应生成盐酸,盐酸会沥滤玻璃表面的碱,所以用上述两种溶剂蒸气处理的玻璃表面常有白粉状的附着物。用异丙醇蒸气处理时,玻璃中的碱也会与醇分子中的OH一基团迅速反应,碱被氢取代而从玻璃表面移去,玻璃表面形成硅胶层,这是此法的缺点。
 
当玻璃表面污染比较严重时,在有机化合物蒸气处理前,先用去垢剂洗涤,以缩短有机溶剂蒸气的脱脂时间。此法处理后的玻璃带静电,易吸附灰尘,故必须在离子化的清洁空气中处理,以消除静电。

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