碱土金属氧化物对无碱硼铝硅酸盐玻璃性能的影响
2018-11-02志强
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(1.武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,湖北 武汉 430070; 2.浮法玻璃新技术国家重点实验室,安徽 蚌埠 233010; 3.蚌埠玻璃工业设计研究院,安徽 蚌埠 233010; 4.华北油田第五采油厂,河北 石家庄 052360)
1 引 言
无碱硼铝硅酸盐系统的玻璃被广泛应用于电子玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、耐化学侵蚀的仪器等领域[1]。无碱硼铝硅酸盐玻璃还被应用于TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)即薄膜场效应晶体管液晶显示屏的基板玻璃。目前TFT-LCD已经成为市场上的主流产品,然而与TFT-LCD基板玻璃相关的专利几乎被美国、日本垄断,而国内对于TFT-LCD基板玻璃即无碱硼铝硅酸盐系统玻璃基础理论技术的研究起步较晚[2]。 TFT-LCD基板玻璃对理化性能的要求十分严苛,随着科技进步,TFT-LCD基板玻璃向大型化、轻薄化发展,要求无碱硼铝硅酸盐玻璃轻质并且高强度,在显示器加工过程中,通常只在边缘部分夹持玻璃板,因此在没有支撑的玻璃板中心区域容易出现下陷问题,下陷的量与玻璃的几何形状、玻璃的密度和杨氏模量有关。为了减小玻璃板在运输、操作和加工过程中的下陷[3],要求基板玻璃密度必须≤2.50g/cm3,杨氏模量需要≥65GPa;制造工艺过程中为了让基板玻璃对加载在上面的载荷有一定的承受能力,需要其硬度≥630kgf/mm2;在生产过程中,TFT-LCD 基板玻璃还需要经过多重强酸强碱化学溶液的清洗和蚀刻,因此需要较好的耐化学腐蚀性能,一般要求耐HF侵蚀重量损失≤6.0mg/cm3(10%HF,20℃,20min),耐NaOH腐蚀≤4.0mg/cm3(5%NaOH,95℃,6h);介电性能方面要求介电常数≥4.5。
碱土金属氧化物是玻璃形成外体,是游离氧的主要提供者,起断键的作用,对无碱硼铝硅酸盐体系中的硼和铝的配位数有很大的影响。……
