一种基板玻璃软化点样品制备装置和方法与流程

本发明涉及基板玻璃制备领域，具体涉及在基板玻璃生产中提高玻璃物理性能测试数据准确度和精密度的基板玻璃软化点样品制备装置和制备方法。
背景技术：
：基板玻璃(特别是tft-lcd基板玻璃)的软化点是研发过程和生产过程中广泛使用的控制参数。在基板玻璃产品的研发过程中，玻璃组成成分的调整会引起玻璃软化点的变化，基板玻璃在软化点温度附近更有利于玻璃的成型，因此软化点是玻璃组分研发和成形工艺温度设定的重要参考依据；此外，在正常生产中，基板玻璃软化点为常规测试项目，用作判定是否生产出现异常的依据。综上，准确测试玻璃软化点对玻璃产品的研发阶段及产线的正常生产监控都有非常重要的意义。软化点样品的品质，直接影响测试结果的准确度和精密度。质量差的软化点样品，在不借助设备的手动测试过程中表现为精密度差，测试数据不稳定，结果忽大忽小；数据不准确，和真实软化点数据相差较大等。影响软化点测试数据的准确度和精密度的主要因素主要有一下几项：1.玻璃表面的析出物。燃烧火焰中天然气含量太高(还原焰)，会使玻璃中还原性强的元素析出，导致玻璃表面不清亮，在玻璃丝的拉制过程中，拉出的玻璃丝表面不光滑，玻璃丝圆度不均匀，严重影响测试结果。2.烧制后玻璃成分的变化。玻璃中有易挥发的氧化物，此氧化物在高温火头的烧制过程中会大量挥发，影响玻璃成分，导致测试结果严重偏高。3.玻璃丝的拉制技巧。玻璃丝在拉制过程中速度的控制至关重要，太快太慢、忽快忽慢都影响玻璃丝直径，影响测试结果。4.玻璃丝顶部玻璃圆珠的烧制质量好坏，影响测试。图1至图8中分别示出了现有技术(人工拉制方法)拉制的玻璃丝内有气泡、形状不均匀、玻璃表面有析出物、玻璃丝圆度不均等。因此，目前需要提供一种能够制备出无杂质、形状圆度均匀的质量高的基板玻璃丝样品的装置及方法。技术实现要素：本发明的目的是在于提供一种在基板玻璃生产中提高玻璃物理性能测试数据准确度和精密度的基板玻璃软化点样品制备装置和方法。为了实现上述目的，本发明一方面提供一种玻璃软化点样品制备装置，包括：底座；第一滑竿，设置于所述底座上；第一拉丝结构和第二拉丝结构，所述第一拉丝结构包括可在所述第一滑竿上移动的第一移动块以及与所述第一移动块连接的第一拉丝棒，所述第二拉丝结构包括可在所述第一滑竿上移动的第二移动块以及与所述第二移动块连接的第二拉丝棒；加热结构，用于加热待拉丝的玻璃片和所述第一拉丝棒及所述第二拉丝棒，其中，所述第一拉丝棒及所述第二拉丝棒与所述第一滑竿平行，并且所述第一拉丝棒及所述第二拉丝棒可自转。优选地，所述第一拉丝结构还包括设置于所述第一移动块上的第一支架以及设置于所述第一支架的端部上的第一转向件，所述第一转向件的转轴与所述第一拉丝棒的端部连接，并使所述第一拉丝棒自转，所述第二拉丝结构还包括设置于所述第二移动块上的第二支架以及设置于所述第二支架的端部上的第二转向件，所述第二转向件的转轴与所述第二拉丝棒的端部连接，并使所述第二拉丝棒自转。优选地，所述第一支架和所述第二支架高度可调节。优选地，所述第一转向件上设置有包绕所述第一拉丝棒的部分的第一夹具，所述第二转向件上设置有包绕所述第二拉丝棒的部分的第二夹具。优选地，所述加热结构包括天然气烧枪。优选地，所述装置还包括第二滑竿，该第二滑竿的一端连接于所述第一滑竿，所述加热结构还包括第三移动块，所述天然气烧枪设置于所述第三移动块上，且所述第三移动块可在所述第三滑竿上移动。优选地，所述第二滑竿与所述第一滑竿之间的夹角为10-170°。优选地，所述第一拉丝棒和所述第二拉丝棒的材料为石英。优选地，所述玻璃为tft-lcd玻璃。本发明在另一方面提供一种玻璃软化点样品制备方法，所述方法采用本发明提供的装置来制备玻璃软化点样品，所述方法包括：步骤一，选取待拉丝的玻璃片；步骤二，用加热结构同时对第一拉丝结构的第一拉丝棒和所述玻璃片进行预热；步骤三，在所述加热结构继续加热的状态下，将预热后的所述玻璃片熔粘至所述第一拉丝棒的端部，所述加热结构持续灼烧所述玻璃片，直至所述玻璃片成为无气泡且透明的玻璃球；步骤四，将第二拉丝结构移动至所述加热结构处，并使所述第一拉丝棒和所述第二拉丝棒同向自转的同时，对所述第二拉丝棒进行预热；步骤五，将预热后的所述第二拉丝棒靠近所述第一拉丝棒直至与所述玻璃球接触之后，所述加热结构继续加热所述玻璃球，直至所述玻璃球达到熔融态，之后停止加热；步骤六，在所述第一拉丝棒和所述第二拉丝棒同向自转的状态下，使所述第一拉丝结构和所述第二拉丝结构沿相反方向直线移动，进行拉丝操作；步骤七，待玻璃丝形成之后，停止第一拉丝结构和所述第二拉丝结构的移动，且停止所述第一拉丝棒和所述第二拉丝棒的自转，用所述加热结构灼烧所述第一拉丝棒和所述第二拉丝棒与所述玻璃丝的连接处，之后取下玻璃丝；步骤八，选择所述玻璃丝的均匀、无气泡、无结瘤的部分，按照预设大小裁剪，之后用所述加热结构将裁剪后的所述玻璃丝的端部灼烧成圆珠。优选地，在所述步骤二中，所述加热结构包括天然气烧枪，所述天然气烧枪的燃气和氧气比例为1:1-1:3。优选地，在所述步骤六中，所述第一拉丝结构和所述第二拉丝结构以0.1-1m/s的相对速度沿相反方向直线移动。通过上述技术方案，由于在拉丝过程中拉丝棒自转，并且拉丝结构相对匀速移动，从而通过本发明的基板玻璃软化点样品制备装置拉制出玻璃丝形状均匀、无气泡、无结瘤，充分克服了tft-lcd玻璃料性短、不适合两人合作拉制的缺点，从而大大提高测试结果的精密度和准确度。附图说明图1是通过现有技术拉制的玻璃丝的截面图，其中，玻璃丝内有气泡；图2是通过现有技术拉制的玻璃丝的截面图，其中，玻璃丝的截面形状为椭圆；图3是通过现有技术拉制的玻璃丝的截面图，其中，玻璃丝表面有析出物；图4是通过现有技术拉制的玻璃丝的截面图，其中，玻璃丝的截面圆度不均；图5是通过现有技术拉制的玻璃丝的主视图，其中，玻璃丝的头部细、尾部粗；图6是通过现有技术拉制的玻璃丝的主视图，其中，玻璃丝的头部粗、尾部细；图7是通过现有技术拉制的玻璃丝的主视图，其中，玻璃丝表面有析出物；图8是通过现有技术拉制的玻璃丝的主视图，其中，玻璃丝的粗细不均匀；图9是本发明的优选实施方式的玻璃软化点样品制备装置的结构示意图；图10是利用本发明的优选实施方式的玻璃软化点样品制备装置拉制的玻璃丝的截面图；图11是利用本发明的优选实施方式的玻璃软化点样品制备装置拉制的玻璃丝的主视图。附图标记说明1第一拉丝结构11第一移动块12第一拉丝棒13第一转向件14第一支架15第一夹具2第二拉丝结构21第二移动块22第二拉丝棒23第二转向件24第二支架25第二夹具3加热结构31第三移动块32天然气烧枪4底座5第一滑竿6第二滑竿具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的序列如“第一、第二……”并非表示优先次序或重要程度，只是为了区分相同结构而命名的。以下，参照图9至图11，将详细说明本发明提供的基板玻璃软化点样品制备装置和方法。本发明的装置和方法以tft-lcd基板玻璃作为例子进行说明，但不限于此。首先，如图9所示，本发明提供一种基板玻璃软化点样品制备装置(以下，简称为装置)。该装置包括拉丝结构、加热结构3、底座4以及第一滑竿5。底座4为整个装置的支撑结构，其形状结构不受限制。第一滑竿5设置于底座4上，为拉丝结构提供移动路径并支撑拉丝结构。为了安装第一滑竿5，底座4的两端向上突出有安装台，第一滑竿5固定设置于两个安装台之间。另外，第一滑竿5至少为大于tft-lcd玻璃软化点样品的长度，具体的长度可以根据实际需要适当选择，例如根据gb/t28195-2011标准的规定，tft-lcd玻璃软化点样品的长度为245mm时，第一滑竿5的长度大于245mm，优选为300mm。加热结构3用于加热待拉丝的玻璃片和下面将说明的第一拉丝棒12及第二拉丝棒22，其具体方式不受限制，作为优选实施方式，本发明提供的加热结构包括天然气烧枪32，该天然气烧枪32可调节燃气和氧气比例以及火焰长度，能够降低玻璃表面的析出物易挥发氧化物的挥发，提高玻璃丝顶部玻璃圆珠的烧制质量，以提高测试结果精确度。在拉丝过程中，天然气烧枪32的燃气和氧气比例优选为1:1-1:3，更优选为1：2.5；天然气烧枪的火焰调节成蓝色火焰，并且将火焰长度控制在3-10cm，从而利于缩短预热或灼烧玻璃的时间。加热结构3可以与本发明的装置单独设置，但为了将加热结构3集成到本发明的装置，优选地，本发明提供的装置还包括第二滑竿6，该第二滑竿6的一端连接于第一滑竿5，其中，第二滑竿6与第一滑竿5之间的夹角范围为10-170°，优选为90°。在此基础上，加热结构3还包括第三移动块31，天然气烧枪32设置于第三移动块32上，且第三移动块31可在第三滑竿6上移动，第三移动块32可由直线电机驱动。拉丝结构是用于对玻璃进行拉丝操作的核心部件，其包括第一拉丝结构1和第二拉丝结构2。为了保持结构对称性并生产便利性，本申请中的第一拉丝结构和第二拉丝结构的构成方面完全相同，但不限于此。第一拉丝结构1包括可在第一滑竿5上移动的第一移动块11以及与第一移动块11连接的第一拉丝棒12，第二拉丝结构2包括可在第一滑竿5上移动的第二移动块21以及与第二移动块21连接的第二拉丝棒22。第一移动块11和第二移动块21分别为第一拉丝棒12和第二拉丝棒22的载体，可在第一滑竿5上相向或反向移动，在第一滑竿5上的移动可通过直线电机或者丝杠传动方式实现，本申请不做特殊限制。第一拉丝棒12和第二拉丝棒22分别为用于熔粘玻璃的结构，其材料优选采用石英，但不限于此，也可以采用耐高温的材料，例如陶瓷。其中，为了使拉制后的玻璃丝笔直，需要使拉丝棒的延伸方向与拉丝棒自身拉丝的方向(移动方向)处于一条直线上，因此第一拉丝棒12及第二拉丝棒22需要与第一滑竿5平行设置。同时，为了防止在拉丝过程中玻璃丝因自重下垂而圆度不均匀，第一拉丝棒12及第二拉丝棒22设置为可自转。作为使第一拉丝棒12及第二拉丝棒22自转的优选实施方式，如图9所示，第一拉丝结构1还包括设置于第一移动块11上的第一支架14以及设置于第一支架的端部上的第一转向件13，第一转向件的转轴与第一拉丝棒的端部连接，并使第一拉丝棒自转，第二拉丝结构2还包括设置于第二移动块21上的第二支架24以及设置于第二支架的端部上的第二转向件23，第二转向件的转轴与第二拉丝棒的端部连接，并使第二拉丝棒自转。第一转向件和第二转向件自身可以是驱动元件，但作为更优选的实施方式，第一转向件和第二转向件仅为传动元件(例如，蜗杆)并由驱动元件驱动而进行转动，此时第一拉丝棒和第二拉丝棒可以分别与第一转向件的转轴和第二转向件的转轴连接，以进行自转运动。此外，第一转向件13和第二转向件23可以是万向转动结构，其转动方向与第一滑竿6保持平行，由此提高了装置的操作灵活性。另外，在本发明的优选实施方式中，当加热结构3在第二滑竿6上的位置被固定之后，需要预热第一拉丝棒12或第二拉丝棒22时，为了不变动加热结构3的位置，而通过调节第一拉丝棒12或第二拉丝棒22的位置来配合加热结构3的高度，优选地，第一支架14和第二支架24高度设置为可调节。在此基础上，第一转向件13上可以设置有包绕第一拉丝棒的部分的第一夹具15，第二转向件23上可以设置有包绕第二拉丝棒的部分的第二夹具25。第一夹具15和第二夹具25分别支撑第一拉丝棒12和第二拉丝棒22，起到保护作用。以上为本发明提供的基板玻璃软化点样品制备装置，其中，由于在拉丝过程中第一拉丝棒12和第二拉丝棒22可同向自转，通过自转能够解决拉制后的玻璃丝圆度不均匀的问题，并且拉丝结构可相对匀速反向移动，即，拉丝力度与速度均匀，从而拉制出的玻璃丝形状均匀、无气泡、无结瘤，由于无需依赖拉制技巧，充分克服了tft-lcd玻璃料性短、不适合两人合作拉制的缺点，大大提高了测试结果的精密度和准确度。基于上述装置，本发明又提供一种基板玻璃软化点样品制备方法，该方法采用如上所述的装置来制备基板玻璃软化点样品。本发明提供的方法包括以下步骤。以下说明中采用了本发明提供的最优选实施方式的基板玻璃软化点样品制备装置。1.步骤一：选取待拉丝的玻璃片。具体地，选取tft-lcd玻璃片，玻璃片形状可为圆形、方形、长方形、五边形、六边形等规则形状及多边形不规则形状，优选正方形，尺寸优选边长为3-5cm，厚度为0.1-1mm。另外，在进行拉制前，将玻璃表面擦拭干净，以避免杂质混入玻璃丝中。2.步骤二：将天然气烧枪32通过第三移动块31沿第二滑竿6滑动至第一拉丝结构1处，之后调节第一拉丝结构1的第一支架15的高度，之后用天然气烧枪32同时对第一拉丝结构1的第一拉丝棒12和玻璃片进行预热。其中，优选地，天然气烧枪32的燃气和氧气比例为1:1-1:3，更优选为1:2.5。点燃天然气烧枪32时，将火焰调节至蓝色火焰，并且使火焰长度优选为3-10cm，从而利于缩短预热或灼烧玻璃的时间。上述预热过程中，利用镊子等工具夹持玻璃片，并在天然气烧枪的火焰处预热10-60s，同时启动第一拉丝机构1的驱动第一拉丝棒11自转的驱动机构使第一拉丝棒11沿一个方向缓慢自转，并对第一拉丝棒11的端部预热5-30s。3.步骤三：在天然气烧枪32继续加热的状态下，将预热后的玻璃片熔粘至第一拉丝棒12的端部，天然气烧枪32持续灼烧玻璃片，直至玻璃片成为无气泡且透明的玻璃球，玻璃球控制在1-2cm的直径。4.步骤四：将第二拉丝结构2移动至天然气烧枪32处，并使第一拉丝棒12和第二拉丝棒22同向自转的同时，对第二拉丝棒22的端部进行预热5-30s，此时，第二拉丝棒22不与玻璃球接触。5.步骤五：将预热后的第二拉丝棒22靠近第一拉丝棒12直至与玻璃球接触之后，天然气烧枪32继续加热玻璃球，直至玻璃球达到熔融态，即，高于玻璃软化点温度，并且在软化点之上300℃以内(950℃-1200℃)，之后停止加热。6.步骤六：分别启动第一移动块11和第二移动块21的驱动机构，从而在第一拉丝棒12和第二拉丝棒22持续同向自转的状态下，使第一拉丝结构1和第二拉丝结构2沿相反方向直线移动，进行拉丝操作，其中，优选地，第一拉丝结构1和第二拉丝结构2以0.1-1m/s的相对速度沿相反方向直线移动，以保证拉丝效果均匀、无气泡等。7.步骤七：待玻璃丝形成之后，停止第一拉丝结构1和第二拉丝结构2的移动，且停止第一拉丝棒12和第二拉丝棒22的自转，用加热结构3灼烧第一拉丝棒12和第二拉丝棒22与玻璃丝的连接处，之后取下玻璃丝。8.步骤八：选择玻璃丝的均匀、无气泡、无结瘤的部分，按照预设大小裁剪，根据gb/t28195-2011标准的规定，将玻璃丝剪裁为直径为0.65±0.1mm、长度为245±1mm，之后用天然气烧枪32将裁剪后的玻璃丝的端部灼烧成圆珠，圆珠的直径约为0.1-0.5cm，烧制的圆珠的中心应位于玻璃丝的轴线上。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例1本实施例1中，采用了如上所述的优选实施方式的tft-lcd基板玻璃软化点样品制备装置。即，第一拉丝结构1和第二拉丝结构2结构相同，相对布置于第一滑竿5上，并能够在驱动结构(例如，直线电机)的驱动下可沿第一滑竿5做直线运动；第一拉丝结构1和第二拉丝结构2的支架可调节高度；转向件为万向转动结构，转向件可在与第一滑竿5保持平行的方向上万向旋转，拉丝棒可通过驱动机构的带动下绕其转轴自转；拉丝棒为石英棒；石英棒的部分由夹具包绕且支撑；第二滑竿6与第一滑竿5成90°设置；加热结构包括第三滑动块31和天然气烧枪32，第三滑动块31嵌套在第二滑竿6上，天然气烧枪32设置于第三滑动块31上，第三滑动块31的直线移动通过手动控制；底座4上的第一滑竿5的长度为300mm。基于上述装置，实施例1进行了如下的拉丝操作。1.选取尺寸为3*3cm、厚度为0.5mm的tft-lcd玻璃片。2.将天然气烧枪32通过第三移动块31沿第二滑竿6滑动至第一拉丝结构1处，之后调节第一拉丝结构1的第一支架15的高度，之后用天然气烧枪32同时对第一拉丝结构1的第一拉丝棒12和玻璃片进行预热。其中，天然气烧枪32的燃气和氧气比例调节为1:2.5，将火焰调节至蓝色火焰，并且使火焰长度为5cm。上述预热过程中，利用镊子等工具夹持玻璃片，并在天然气烧枪的火焰处预热20s，同时启动第一拉丝机构1的驱动第一拉丝棒11自转的驱动机构使第一拉丝棒11沿一个方向缓慢自转，并对第一拉丝棒11的端部预热10s。3.在天然气烧枪32继续加热的状态下，将预热后的玻璃片熔粘至第一拉丝棒12的端部，天然气烧枪32持续灼烧玻璃片，直至玻璃片成为无气泡且透明的玻璃球，玻璃球控制在1.5cm的直径。4.将第二拉丝结构2移动至天然气烧枪32处，并使第一拉丝棒12和第二拉丝棒22同向自转的同时，对第二拉丝棒22的端部进行预热10s，此时，第二拉丝棒22不与玻璃球接触。5.将预热后的第二拉丝棒22靠近第一拉丝棒12直至与玻璃球接触之后，天然气烧枪32继续加热玻璃球，直至玻璃球达到熔融态(温度为1100℃左右)，之后停止加热。6.分别启动第一移动块11和第二移动块21的驱动机构，从而在第一拉丝棒12和第二拉丝棒22持续同向自转的状态下，使第一拉丝结构1和第二拉丝结构2沿相反方向直线移动，进行拉丝操作，其中，第一拉丝结构1和第二拉丝结构2以0.5m/s的相对速度沿相反方向直线移动，以保证拉丝效果均匀、无气泡等。7.待玻璃丝形成之后，停止第一拉丝结构1和第二拉丝结构2的移动，且停止第一拉丝棒12和第二拉丝棒22的自转，用加热结构3灼烧第一拉丝棒12和第二拉丝棒22与玻璃丝的连接处，之后取下玻璃丝。8.选择玻璃丝的均匀、无气泡、无结瘤的部分，将玻璃丝剪裁为直径为0.65mm、长度为245mm，之后用天然气烧枪将裁剪后的玻璃丝的端部灼烧成圆珠，圆珠的直径约为0.25cm，烧制的圆珠的中心应位于玻璃丝的轴线上。对比例1采用现有技术，即，双人(或单人双臂)合作，同向拉丝，拉制出玻璃丝，将玻璃丝剪裁为直径为0.65mm、长度为245mm，之后用天然气烧枪将裁剪后的玻璃丝的端部灼烧成圆珠，圆珠的直径约为0.25cm。实施六次实施例1以及实施六次对比例1，分别制备出基于本发明的样品1至样品6以及基于现有技术的样品1至样品6，并对所有的样品玻璃的软化点进行测试，测试结果如下表1。表1样品1样品2样品3样品4样品5样品6平均值相对平均偏差现有技术968.2971.3968.0966.5967.9968.8968.51.59本发明965.1965.0966.1965.8966.3965.2965.60.56*软化点的单位为℃。通过表1的结果可以看出，采用本发明提供的装置和方法的实施例1具有软化点参数偏差小，数据稳定性更高的优点。比较图1至图8与图10至图11可见，采用本发明提供的装置和方法拉制出的玻璃丝的形状及圆度更均匀、无气泡、无析出物。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12