超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲问题

【中玻网】智能手机、平板电脑以及便携信息终端等已得到广泛应用，智能显示面板的轻量化和薄型化成为新趋势，促使盖板玻璃向厚度薄、重量轻、强度高的方向发展，玻璃厚度的降低，会放大缺点对玻璃体强度的不利影响，导致盖板玻璃力学性能的明显降低，为了增强触控屏表面抗划伤性能，减少跌落损伤，离子强化成为超薄浮法玻璃机械力学性能增强的重要手段之一，但是超薄浮法玻璃面板在化学强化过程中，由于上下表面应力分布不均而出现翘曲变形，使玻璃平整度受损，出现盖板玻璃与显示面板元件贴合紧密性，以及其与显示装置组装的严密性变差，影响产品的美观和质量，也影响产品链下游厂家的使用，因此，超薄玻璃板离子强化过程中的翘曲问题严重限制了超薄浮法玻璃的应用和发展。

　　超薄浮法玻璃离子强化后翘曲的影响因素：（1）玻璃原片对超薄浮法玻璃离子强化后翘曲的影响。在浮法玻璃生产工艺过程中，玻璃的拉薄成形主要是在锡槽中完成的，当超薄玻璃板在锡槽中拉薄成形时，玻璃下表面与锡槽中的高温熔融锡会有长时间的接触，两者之间存在不可避免的离子扩散过程，超薄玻璃板的其中一面会存在一定程度的渗锡，这一面称为“锡面”，锡液的渗透高层度为10～20 mm，另一面与空气面接触，称为“空气面”，浮法工艺生产的玻璃板都有锡面和空气面，其表面结构存在着一定的差异，在超薄玻璃板离子强化过程中，对于玻璃板空气面，其主要发生的相互作用是玻璃中的小半径碱金属离子与熔盐中的大半径金属离子相互扩散，同时对于玻璃板锡面，由于渗锡的影响，玻璃中的小半径碱金属离子与熔盐中的大半径金属离子相互交换的离子量小于空气面的离子交换量，锡面与空气面产生的表面压应力不同，离子强化后的超薄浮法玻璃由于上下表面应力分布不均而出现翘曲变形。（2）离子强化对超薄浮法玻璃离子强化后翘曲的影响。超薄浮法玻璃离子强化其实就是离子交换的过程，影响离子交换的主要因素有离子交换温度和交换时间。在超薄玻璃钢化处理过程中，由于熔盐的温度比较高，使得超薄玻璃的温度接近转变温度，就很容易使得钢化后的玻璃出现翘曲变形问题。在离子交换时间固定的情况下，离子交换温度较高时，提供给交换过程的能量更多，更有利于扩散，单位时间内离子交换量增加，翘曲加大；在离子交换温度固定的情况下，离子交换时间越长，离子交换量增加，翘曲加大；展贵鑫等研究了不同离子强化时间和温度对玻璃盖板翘曲变形的影响，发现翘曲随着温度升高和时间增长均呈加大趋势，离子交换时间相对离子交换温度对翘曲的影响性更大。

　　超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲问题的研究现状：浮法超薄玻璃离子强化后的翘曲问题是行业共同的难题，比较常用的处理方法是减小由化学强化产生的强化应力来处理翘曲问题，或者通过对玻璃的至少一个面进行处理后而将表面异质层除去后进行离子强化。国外对浮法玻璃离子强化后的玻璃翘曲问题也进行了研究，冈畑直树等对渗锡面进行HF侵蚀，达到上下面离子状态相同，对减小翘曲度起到了指导作用；宫坂聪史等采用氟化剂对玻璃表面进行氟化处理，能够减小离子强化后的翘曲等，但是这些成果都在专利知识产权保护体系范围内。国内研究学者们也对超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲问题进行了一系列的研究，杨国洪等提出通过调整离子交换温度或者缩短离子交换的时间，可缓解玻璃翘曲问题；沈益平等对浮法玻璃渗锡面进行抛光减薄，使玻璃上下表面的结构和质量相接近，再进行离子交换来提高玻璃平整度，减缓翘曲；朱冠宇等在空气面进行镀膜处理，形成一层阻隔膜，可以限制空气面离子交换量等。

　　离子交换设备简单，工艺容易实现，是超薄浮法玻璃增强机械力学性能的有效实用技术，在离子交换过程中上下表面应力不均而产生的翘曲问题，严重影响了产品质量，目前，处理超薄浮法玻璃离子交换后上下面应力不同的关键技术大多被国外公司垄断，翘曲问题限制了中国超薄玻璃的进一步发展，因此，探究更有效更实用的处理超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲问题的技术途径，打破国外知识产权保护体系的限制，成为超薄浮法玻璃亟待解决的问题之一，若有效解决超薄浮法玻璃离子强化后的翘曲问题，可大大拓宽超薄浮法玻璃的应用领域，推动超薄浮法玻璃加工工艺技术的发展与进步。