专利名称：一种导电玻璃的钢化方法
技术领域：
本发明涉及导电玻璃钢化技术领域，更具体地说，是涉及一种导电玻璃的钢化方法。
背景技术：
钢化玻璃又称强化玻璃，是一种预应力玻璃。他是用物理的或化学的方法，在玻璃 表面上形成一个压应力层，玻璃本身具有较高的抗压强度，不会造成破坏。当玻璃受到外力 作用时，这个压应力层将部分应力抵消，避免玻璃的碎裂，虽然钢化玻璃内部处于较大的拉 应力状态，但玻璃的内部无缺陷存在，不会造成破坏，从而达到提高玻璃强度的目的。众所 周知，材料表面的微裂纹是导致材料破碎的主要原因。因为微裂纹在张力的作用下逐渐扩 展，最后沿裂纹开裂。而玻璃经钢化后，由于表面存在较大的压应力，可使玻璃表面的微裂 纹在挤压作用下变得更加细微，甚至“愈合”。钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品，钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学 钢化法。物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接 近玻璃软化的温度(600°C)时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再 用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均勻地冷却至室温，即可制得钢化 玻璃。这种玻璃处于内部受拉而外部受压的应力状态，一旦局部发生破损，便会发生应力释 放，玻璃破碎成无数小块，这些小的碎片没有尖锐棱角，不易伤人。在钢化玻璃的生产过程 中，对产品质量影响最大的则是如何防止炸裂和变形。钢化玻璃具有优异的物理特性，其强度高，抗拉强度可达125Mpa以上，比普通玻 璃高4 5倍。另外，钢化玻璃的抗冲击强度和热稳定性与普通玻璃相比也有非常明显的 优势。近年来，导电玻璃(Conductive Glass)在显示器件、建筑和汽车等领域的应用日 益广泛，然而对导电玻璃进行钢化一直是业界所面临的一个难题。导电玻璃主要有表层的 ITOdndium Tin Oxides，掺铟氧化锡)导电膜等和玻璃衬底组成，二氧化锡导电膜的主要 成分是晶态的SnO2,玻璃的主要成分是非晶态的Si02。为了实现对导电玻璃的钢化，使其能 够具有上述普通钢化玻璃的优异特性，现有技术中主要采用化学钢化法。但其不足之处在 于，化学钢化的稳定性较差，随时间易产生应力松弛现象而使玻璃的使用寿命缩短。在现有技术中，也有对导电玻璃尝试物理钢化法的，但都因为导电膜和玻璃的热 膨胀系数不同，加热时容易产生脱膜现象。另外，二氧化锡导电膜属于红外反射膜，对热量 具有较强的反射作用。这样就造成在导电玻璃加热和冷却过程中，上表面(有导电膜的一 侧)和下表面有明显的温差，即上表面温度小于设定温度，从而造成导电玻璃的翘曲，而翘 曲的导电玻璃无法进行后续加工。这些原因都会导致物理钢化法无法应用于导电玻璃。然而在很多领域，必须对导电玻璃进行钢化处理，例如太阳能薄膜电池，太阳能薄 膜电池一般以玻璃为衬底材料，不经过钢化的导电玻璃，其机械性能较差，无法将太阳能薄 膜电池组件应用于建筑领域(如建筑幕墙和屋顶)。而钢化后的导电玻璃制成的太阳能薄膜电池可符合国家建筑材料耐风压和相关的强度要求。光伏电池组件可直接作为建筑材 料，又具有发电功能，对于光伏建筑一体化，推动建筑节能具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种导电玻璃的钢化方法，其可克服现有技 术中导电玻璃钢化过程所出现的种种缺陷，并使导电玻璃具有普通钢化玻璃的特性。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种导电玻璃的钢化方法，包括 以下步骤首先，将导电玻璃磨边、清洗；然后，在钢化炉内加热至IJ 300 800°C，保温50 500秒；最后，进行急冷处理，急冷时间3 100秒，急冷风压2000 18000Pa。更具体地，在钢化炉内加热到500 800°C。更具体地，对导电玻璃的上下表面实行独立温室控制，实现导电玻璃上下温度的 不对称加热。更具体地，急冷时间为5 40秒。更具体地，急冷风压为3000 18000Pa。更具体地，急冷风压为16000 18000Pa。更具体地，对导电玻璃的上下表面实行独立温室控制，实现导电玻璃上下表面的 不对称冷却。更具体地，所述导电玻璃为ITO导电玻璃。这样，采用上述方法对导电玻璃进行钢化后，玻璃层中无序的SiO2结构会逐渐向 有序的晶态转变，形成每个Si原子周围会有4个0原子的正四面体结构，而Sn和Si同属 碳族元素，它们的氧化物也具有类似的原子结构。SnO2薄膜是正四面体的多晶薄膜，在玻璃 衬底和导电膜之间的界面处，Si和Sn原子互相扩散，从而在界面层形成非整比Si和Sn的 氧化物SnwSUh)O2。从而使得玻璃衬底和导电膜层之间的结合更加紧密，不易出现脱层等 现象。另外，本发明采用上下表面“不对称加热方式”，以实现上下表面的温度基本一致，由 于导电玻璃的上下表面没有温度差异，在玻璃的加热和冷却过程中也不会因为温差的原因 而产生翘曲，保证了钢化后导电玻璃的平整。
具体实施例方式为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结 合附图
及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅 用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下结合ITO导电玻璃的钢化来说明详细介绍本发明的一较佳实施例，ITO导电 玻璃主要有表层的二氧化锡导电膜等和玻璃衬底组成，二氧化锡导电膜的主要成分是晶态 的SnO2,玻璃的主要成分是非晶态的Si02。本实施例包括以下步骤首先，将导电玻璃磨边、清洗。磨边、清洗的工艺过程与现有技术中普通玻璃的钢 化大致相同，在此不作赘述。然后，将导电玻璃在钢化炉内加热到300 800°C，保温50 500秒，最好是将导
4电玻璃在钢化炉内加热到500 800°C。使导电玻璃被加热到接近软化状态。本实施例采 用上下表面“不对称加热方式”，对导电玻璃的上下表面实行独立温室控制，实现导电玻璃 上下温度的不对称加热，最终实现上下表面的温度基本一致，消除温度差异。由于导电玻 璃的上下表面没有温度差异，在玻璃的加热和冷却过程中也不会因为温差的原因而产生翘 曲，保证了钢化后导电玻璃的平整。满足了平面钢化玻璃“弓形时不超过0.3%，波形时不 超过0. 2% ”的国标弯曲度要求。最后，进行急冷处理，急冷时间可为3 100秒，最好是使急冷时间为5 40秒。 急冷风压可为2000 18000Pa，较好的方案是使急冷风压为3000 18000Pa，最好的方案 是使急冷风压为16000 ISOOOPa。这是因为导电膜和玻璃衬底具有不同的膨胀系数，增 大急冷风压可以减小导电玻璃变形。同样，为了防止导电玻璃的翘曲，本实施例采用上下表 面“不对称冷却方式”，对导电玻璃的上下表面实行独立温室控制，实现导电玻璃上下温度 的不对称冷却，最终实现上下表面的温度基本一致，消除温度差异。进行急冷处理后的ITO导电玻璃冷却至室温状态即可得到钢化导电玻璃成品。由于ITO导电玻璃的较薄，其厚度通常在3mm以下，玻璃在进入炉内瞬间受热，会 迅速变形弯曲，而普通玻璃钢化炉的炉内空间较小，不能对这种厚度的玻璃进行钢化。另 外，普通玻璃钢化炉的钢化风压均在16000Pa以下，风压不够会使钢化出来的导电玻璃变 形弯曲无法利用。因此，采用本实施例时，需对钢化炉进行改造，使其风压以及炉内空间能 够适应上述钢化方法的要求。这样，采用上述方法对导电玻璃进行钢化后，玻璃层中无序的SiO2结构会逐渐向 有序的晶态转变，形成每个Si原子周围会有4个0原子的正四面体结构，而Sn和Si同属 碳族元素，它们的氧化物也具有类似的原子结构。SnO2薄膜是正四面体的多晶薄膜，在玻璃 衬底和导电膜之间的界面处，Si和Sn原子互相扩散，从而在界面层形成非整比Si和Sn的 氧化物Sn(x)Sia_x)02。从而使得玻璃衬底和导电膜层之间的结合更加紧密，不易出现脱层等 现象。保持了原导电玻璃的性能不变。在钢化过程中不出现明显的弯曲、变形，产品的平面 度符合平板玻璃的行业标准。另外，钢化后的导电玻璃具有普通钢化玻璃的特性，其抗弯曲强度是普通玻璃 2 10倍，一般情况下是普通玻璃的4-5倍；抗冲击强度是普通玻璃3 9倍，一般情况下 是普通玻璃的5倍。钢化后的导电玻璃的热稳定性好，可经受温度突变范围达100 400°C，一般情况 下可经受温度突变范围达250 300°C。钢化后的导电玻璃破碎后成钝角颗粒，颗粒度在1 200 (颗粒度是指产品破碎后 在50*50mm的范围内的颗粒数)。钢化后的导电玻璃对太阳能薄膜电池制造的后续工序无任何不良作用，且使太阳 能薄膜电池在峰值衰减率、功率稳定性等方面优于未钢化的导电玻璃。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种导电玻璃的钢化方法，包括以下步骤1)将导电玻璃磨边、清洗；2)在钢化炉内将导电玻璃加热到300～800℃，保温50～500秒；3)进行急冷处理，急冷时间3～100秒，急冷风压2000～18000Pa。
2.如权利要求1所述的导电玻璃的钢化方法，其特征在于步骤2)中，在钢化炉内加 热到500 800 °C。
3.如权利要求2所述的导电玻璃的钢化方法，其特征在于步骤2)中，对导电玻璃的 上下表面实行独立温室控制，实现导电玻璃上下温度的不对称加热。
4.如权利要求1所述的导电玻璃的钢化方法，其特征在于步骤3)中，急冷时间为5 40秒。
5.如权利要求1所述的导电玻璃的钢化方法，其特征在于步骤3)中，急冷风压为 3000 18000Pa。
6.如权利要求4所述的导电玻璃的钢化方法，其特征在于步骤3)中，急冷风压为 16000 18000Pa。
7.如权利要求4至6任意一项所述的导电玻璃的钢化方法，其特征在于对导电玻璃 的上下表面实行独立温室控制，实现导电玻璃上下表面的不对称冷却。
8.如权利要求1所述的导电玻璃的钢化方法，其特征在于所述导电玻璃为ITO导电玻璃。
全文摘要
本发明公开了一种导电玻璃的钢化方法，包括以下步骤首先，将导电玻璃磨边、清洗；然后，在钢化炉内加热到300～800℃，保温50～500秒；最后，进行急冷处理，急冷时间3～100秒，急冷风压2000～18000Pa。这样，采用上述方法对导电玻璃进行钢化后，玻璃层中无序的SiO2结构会逐渐向有序的晶态转变，Si和Sn原子互相扩散，从而在界面层形成非整比Si和Sn的氧化物Sn(x)Si(1-x)O2。从而使得玻璃衬底和导电膜层之间的结合更加紧密，不易出现脱层等现象。另外，本发明采用上下表面“不对称加热方式”，以实现上下表面的温度基本一致，由于导电玻璃的上下表面没有温度差异，在玻璃的加热和冷却过程中也不会因为温差的原因而产生翘曲，保证了钢化后导电玻璃的平整。
文档编号C03B27/00GK101921053SQ20091010785
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者刘强, 李洁, 陈五奎, 陈小河, 黄振华 申请人:深圳市拓日新能源科技股份有限公司