硫气氛下热处理对太阳能玻璃减反膜透过率的影响

【摘要】：减反膜能够提高太阳能玻璃的透过率，生产太阳能减反射玻璃时，要将涂好减反膜的玻璃进行热钢化处理，一是对膜层进行固化热处理，二是提高玻璃自身强度。在玻璃钢化过程中，为了保护玻璃表面等目的，要在钢化炉中通入二氧化硫气体。太阳能玻璃减反膜的结构和透过率在通入硫气氛下的钢化过程中可能会受到影响。为了使太阳能玻璃具有高强度和高透过率的双重高性能，需要弄清钢化过程中的硫气氛对太阳能玻璃减反膜透过率及结构的影响及其影响机理。 本文研究了SO2气氛下的热处理对太阳能玻璃透过率的影响，发现SO2气氛下热处理后的太阳能玻璃的透过率有所增加。采用紫外可见分光光度计测定了太阳能玻璃表面的反射光谱，利用场发射SEM观察其表面形貌和断面形貌，采用EPMA分析了太阳能玻璃的纵向成分分布，并揭示了太阳能玻璃在SO2气氛热处理作用下，玻璃表面形成了一层多孔的SiO2薄层，进而提高玻璃透过率的作用机理。 研究了硫气氛下的热处理对太阳能镀减反膜玻璃透过率的影响，结果表明玻璃透过率与S含量、硫熏时间密切相关。进一步测试了各试样减反膜的反射光谱、表面形貌、断面形貌、断面成分及硫元素深度分布，并明确了硫气氛中的硫单质吸附到薄膜表面，能够延缓表面的烧结致密化，亦为内部传热留下了通道，使薄膜的内层能够快速烧结形成多孔结构的原理。 最后，研究了在一定温度和一定湿度的环境条件下，热处理后太阳能玻璃减反膜透过率的稳定性。利用UV-3600测定了太阳能玻璃减反膜的透射光谱，并采用傅里叶变换红外光谱仪和拉曼光谱仪测定了减反膜的结构，揭示了太阳能玻璃减反膜透过率的稳定性与水的结合类型有关，即游离水能够提高太阳能玻璃减反膜的透过率，结合水会降低太阳能玻璃减反膜的透过率。 【关键词】：二氧化硫 热处理 减反膜 透过率 玻璃
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ171.1
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 引言10-11
• 1.2 减反膜的理论设计11-14
• 1.2.1 减反膜的光学厚度设计12-13
• 1.2.2 减反膜的折射率设计13-14
• 1.3 常见的薄膜制备方法14-20
• 1.3.1 溶胶-凝胶法15-19
• 1.3.1.1 正硅酸乙酯的影响16-17
• 1.3.1.2 醇溶剂的影响17
• 1.3.1.3 催化剂的影响17-18
• 1.3.1.4 模板添加剂的影响18
• 1.3.1.5 表面改性18-19
• 1.3.2 化学气相沉积19
• 1.3.3 磁控溅射19-20
• 1.3.4 化学刻蚀20
• 1.4 玻璃强化20-21
• 1.4.1 物理热钢化20-21
• 1.4.2 化学钢化21
• 1.5 SO_2气体在玻璃工业中的应用21-22
• 1.6 研究内容及意义22-25
• 1.6.1 国内外研究现状22-24
• 1.6.2 研究目的和意义24
• 1.6.3 研究内容24
• 1.6.4 拟解决的关键问题24-25
• 第2章 试验器材与仪器25-29
• 2.1 样品来源及试验设备25
• 2.1.1 试验样品和化学药品25
• 2.1.2 试验设备25
• 2.2 性能测定仪器25-26
• 2.2.1 GST3 气浮台式光谱透射比测量系统25-26
• 2.2.2 Lambda 950 紫外可见分光光度计26
• 2.2.3 岛津 UV-3600(MPC-3100)紫外可见近红外分光光度计26
• 2.3 测试表征仪器26-29
• 2.3.1 ULTRA PLUS-43-13 型场发射扫描电镜26-27
• 2.3.2 ZSX Primus II（全自动扫描型）X 射线荧光光谱仪27
• 2.3.3 JXA-8230 型电子探针27
• 2.3.4 INVIA 显微共焦激光拉曼光谱仪27
• 2.3.5 Nexus 智能型傅立叶变换红外光谱仪27-29
• 第3章 SO_2对太阳能玻璃透过率的影响29-43
• 3.1 引言29
• 3.2 试验29-30
• 3.2.1 样品制备29
• 3.2.2 性能测试及表征29-30
• 3.3 实验结果与讨论30-40
• 3.3.1 玻璃的透过率与硫含量的关系30-31
• 3.3.2 太阳能玻璃的透过率与处理时间的关系31-32
• 3.3.3 太阳能玻璃表面的反射光谱32-33
• 3.3.4 太阳能玻璃的表面形貌和断面形貌33-35
• 3.3.5 太阳能玻璃表面的化学成分分析35
• 3.3.6 太阳能玻璃的纵向成分分布35-38
• 3.3.7 玻璃表面 S 元素的深度分布38-40
• 3.4 作用机理分析40-42
• 3.5 小结42-43
• 第4章 硫气氛下热处理对太阳能玻璃减反膜透过率的影响43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 试验制备及样品表征43-44
• 4.2.1 样品制备43
• 4.2.2 性能测试及表征43-44
• 4.3 结果与讨论44-52
• 4.3.1 减反膜的表面形貌和断面形貌44-47
• 4.3.1.1 减反膜的表面形貌44-45
• 4.3.1.2 减反膜的断面膜层形貌45-47
• 4.3.2 不同 S 含量对太阳能镀减反膜玻璃透过率的影响47-48
• 4.3.3 不同硫熏时间对太阳能镀减反膜玻璃透过率的影响48-49
• 4.3.4 减反膜的反射光谱49-50
• 4.3.5 减反膜的断面成分分析50-52
• 4.3.6 硫元素深度分布52
• 4.4 影响机理分析52-54
• 4.5 小结54-55
• 第5章 硫气氛下热处理后太阳能玻璃减反膜透过率的稳定性研究55-64
• 5.1 引言55
• 5.2 试验样品制备及表征55-56
• 5.2.1 样品制备55
• 5.2.2 性能测试及表征55-56
• 5.3 结果与讨论56-61
• 5.3.1 太阳能玻璃减反膜的透过率随放置时间的变化56-57
• 5.3.2 烘干后太阳能玻璃减反膜玻璃透过率的变化57-59
• 5.3.3 太阳能玻璃减反膜的透过率光谱59-60
• 5.3.4 减反膜的红外光谱60-61
• 5.3.5 减反膜的拉曼光谱61
• 5.4 机理分析61-62
• 5.5 小结62-64
• 第6章 结论64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-72
• 攻读学位期间获得的科研成果72

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