玻璃是一種具有較高透明度、高硬度和良好化學(xué)穩(wěn)定性的無機(jī)非金屬材料。近年來,結(jié)合表面處理技術(shù)的發(fā)展,玻璃表面處理與改性漸漸成為玻璃研究的熱點。本文將化學(xué)刻蝕與鍍膜處理相結(jié)合對玻璃表面進(jìn)行處理與改性,研究經(jīng)過刻蝕后的玻璃表面及對膜層性能的影響。玻璃在鍍膜前進(jìn)行化學(xué)刻蝕,可彌補(bǔ)鍍膜玻璃在使用過程存在中的不足或提升原有的性能。本課題先用化學(xué)刻蝕法在玻璃表面分別制備出納米多孔層與微米級凹坑結(jié)構(gòu),對經(jīng)過化學(xué)刻蝕后玻璃的光學(xué)性能進(jìn)行分析。通過在具有納米多孔結(jié)構(gòu)的玻璃表面制備出具有低表面能的疏水膜層,并研究疏水膜層的疏水性以及耐候性能;另又在具有微米級凹坑結(jié)構(gòu)的玻璃表面鍍制Ti O₂膜,研究微米級凹坑結(jié)構(gòu)對膜層的膜基結(jié)合力與催化性能的影響。本研究第一部分提出通過對玻璃表面進(jìn)行化學(xué)刻蝕后,再制備疏水膜層,得到一種增透疏水玻璃。首先,利用堿溶液對普通鈉鈣硅玻璃表面進(jìn)行化學(xué)刻蝕,制備出納米多孔結(jié)構(gòu)層,得到可見光透過率由90.1%提高至97.8%的增透玻璃。再利用十三氟辛基三乙氧基硅烷(C₁₄H₁₉F₁₃O₃

【文章來源】：海南大學(xué)海南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：45 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

磁控濺射的原理結(jié)構(gòu)簡圖

度高達(dá)14.3％的鍍膜玻璃，解決了鍍膜玻璃的霧度和可見光透過率之間相互影響的問題。（3）溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是成膜物質(zhì)通過發(fā)生水解和聚合反應(yīng)形成膠體溶液，然后將膠體溶液涂布到玻璃基片表面上而形成膜的過程，通常這類成膜物質(zhì)主要是金屬的鹽類或金屬的有機(jī)醇鹽。溶膠-凝膠法目前主要有浸鍍法、旋轉(zhuǎn)鍍法、噴涂法和流液法（王德憲等，2002）。溶膠-凝膠法不需要昂貴的設(shè)備，生產(chǎn)成本較低，并且工藝簡單、適用于不規(guī)則與大面積的鍍膜。在制備過程中，溶膠-凝膠法經(jīng)歷了由溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠，凝膠形成固態(tài)氧化物的過程，圖1.2為溶膠-凝膠鍍膜的簡易流程。圖1.2溶膠-凝膠法鍍膜的簡易流程Fig.1.2Simpleprocessofsol-gelcoating張婉思等（張婉思等，2012）采用溶膠-凝膠法在玻璃表面制備出無機(jī)增透膜，該研究是在實驗室條件下使用自制的浸漬提拉涂膜機(jī)，依照鍍膜順序經(jīng)過了清洗、浸漬提拉涂膜、干燥、及成膜后熱處理等步驟，在玻璃表面鍍制出納米SiO2增透膜，其研究結(jié)果表明，將膜層厚度控制在110nm左右時，平均可見光透過率可達(dá)到最大。朱清（朱清，2016）通過選擇2種不同溶膠材料體系，將納米銀線和SiO2溶膠復(fù)合，在玻璃表面制備出一種減反射薄膜。（4）有機(jī)物修飾法由玻璃的元素組成可知，玻璃表面的活性基團(tuán)較少，通過在玻璃表面接枝活性基團(tuán)可彌補(bǔ)玻璃在該方面的不足。玻璃表面進(jìn)行有機(jī)物的修飾前通常要先進(jìn)行羥基化處理，然后再進(jìn)行硅烷化，最后將具有一定功能性的單體與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)，通過這種在玻璃表面鍍制一層接枝有機(jī)膜層的方式來賦予玻璃更多的功能。疏水玻璃通常通過在玻璃表面制備一層低表面能的膜層，這類材料通常有烷氧基聚合物、氟硅烷偶聯(lián)劑等，可使玻璃表面處于一種低表面能狀態(tài)，起到疏水的作用。李柳青等（李柳

玻璃表面化學(xué)刻蝕及對鍍膜的影響研究6接枝的過程(ArklesB，1997)。圖1.3玻璃表面接枝氟硅烷Fig.1.3Fluorosilanegraftingonglasssurface1.1.3玻璃表面的物理刻蝕早期對玻璃表面進(jìn)行物理刻蝕是利用機(jī)械進(jìn)行鉆孔、刻花，在玻璃表面制備出各式各樣的花紋和圖案。近年來通常采用電腦數(shù)控技術(shù)自動刻花機(jī)在玻璃表面進(jìn)行加工，主要應(yīng)用于裝飾領(lǐng)域，該方法工業(yè)應(yīng)用已發(fā)展得非常成熟。在物理刻蝕方面，近年來實驗室研究逐步側(cè)重于激光刻蝕，激光刻蝕的原理是將紫外激光、光纖激光這類高光束質(zhì)量的激光束聚焦成極小的光斑，使其在焦點處形成極高的功率密度，將玻璃材料汽化蒸發(fā)，形成孔、縫、槽。激光頻率的范圍非常窄，可將高能量集中在極小的面積內(nèi)，然后將聚焦后的激光束穿透樣品。玻璃這類脆硬性材料在加工方面存在較大的困難，激光加工這種無接觸式加工，降低了玻璃的損傷，對玻璃表面精密刻蝕有很大的優(yōu)勢。楊桂栓等(楊桂栓等，2017)等使用激光刻蝕技術(shù)提高了刻蝕通道的精度和降低刻蝕損傷，廣泛應(yīng)用于對玻璃器件精密度具有較高要求的光學(xué)與電子等領(lǐng)域。江超等(江超等，2003)使用248nm的準(zhǔn)分子激光器在玻璃表面刻蝕出Φ=0.8mm的圓孔，并探討了準(zhǔn)分子激光在刻蝕過程中與K9玻璃的作用機(jī)理。激光刻蝕不再局限于單獨使用，為了提高刻蝕微通道的精密度，臺灣大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所（MengHuayenetal.，2010）在實驗中了采用波長為532nm的激光器作為光源，將銦鎵低溫共熔混合物作為吸收液體，對樣品進(jìn)行激光誘導(dǎo)背部濕刻蝕，該方法將刻蝕閾值降低為紫外激光實驗時的三分之一，底面粗糙度可達(dá)30nm左右。1.1.4玻璃表面的離子交換在玻璃表面進(jìn)行化學(xué)鋼化—離子交換，玻璃表層的堿金屬離子被熔鹽中不同的堿金屬離子所替換，在玻璃表面形成壓應(yīng)力層，起?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磁控濺射功率對玻璃基DLC薄膜的結(jié)構(gòu)和硬度的影響[J]. 劉翔,趙青南,張澤華,李淵,曾臻,董玉紅,趙杰.  硅酸鹽通報. 2018(10)
[2]CdSe量子點摻雜硼硅酸鹽玻璃的光學(xué)性能[J]. 許周速,程成.  硅酸鹽學(xué)報. 2018(11)
[3]銪離子摻雜堿土金屬鋁硼硅熒光玻璃的制備與發(fā)光性能[J]. 夏李斌,肖青輝,姜毅,楊雪莉,游維雄.  硅酸鹽學(xué)報. 2018(07)
[4]248nm準(zhǔn)分子激光刻蝕鈉鈣玻璃微通道低裂損工藝研究[J]. 楊桂栓,陳虹,陳濤.  應(yīng)用激光. 2017(04)
[5]Sm3+/Dy3+摻雜太陽能電池蓋板玻璃的性能[J]. 蘇俊,張振華,趙會峰,姜宏.  材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2016(06)
[6]反射紅外及自清潔的多功能鍍膜玻璃的制備[J]. 鮑思權(quán),姜宏,趙會峰,張振華,王琦.  硅酸鹽通報. 2016(11)
[7]玻璃負(fù)載納米TiO2/SiO2膜的制備和光催化性能[J]. 李建生,劉炳光,王少杰,董學(xué)通.  工業(yè)水處理. 2016(05)
[8]低輻射隔熱復(fù)合鍍膜玻璃的制備[J]. 趙嫦,畢誠,趙高凌,韓高榮.  功能材料. 2015(01)
[9]有機(jī)氟硅烷對玻璃表面的浸潤改性[J]. 李青柳,劉銘,馬棟,王波.  中國表面工程. 2014(03)
[10]酸拋光與化學(xué)鋼化對防眩玻璃力學(xué)性能的影響[J]. 白曉光,王青,王嘉健,張紅,王海風(fēng).  化工新型材料. 2014(02)

博士論文
[1]太陽能光伏玻璃用納米減反射膜的制備與改性[D]. 辛崇飛.華南理工大學(xué) 2013
[2]CVD金剛石膜的附著性能與應(yīng)用[D]. 馬丙現(xiàn).鄭州大學(xué) 2003

碩士論文
[1]仿生超疏水表面的制備及其性能研究[D]. 楊統(tǒng)林.南昌大學(xué) 2018
[2]磁控濺射制備具有SiOC過渡層結(jié)構(gòu)的類金剛石薄膜及其結(jié)構(gòu)性能的研究[D]. 馮建.海南大學(xué) 2017
[3]多孔玻璃的制備、鍍膜及性能研究[D]. 王紅燕.海南大學(xué) 2017
[4]納米銀線透明導(dǎo)電薄膜制備及其應(yīng)用研究[D]. 朱清.華東師范大學(xué) 2016
[5]納米Ti-O薄膜/CoCrMo合金體系拉伸變形后薄膜結(jié)合行為及其界面研究[D]. 陳賞.西南交通大學(xué) 2014
[6]溶膠凝膠法制備光伏增透膜的研究[D]. 張婉思.華東理工大學(xué) 2012



本文編號：3522329