SO_2对热辊及浮法玻璃的作用机理研究
摘要
本文概述了浮法玻璃工艺的发展过程、浮法玻璃的特征缺陷及国内外浮法玻璃的质量差异。探讨分析了过渡辊台附近通入的SO_2气体对热辊及浮法玻璃的作用机理。通过现场的工况实验，采用X射线荧光光谱仪、X射线能谱仪、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、材料摩擦实验机、原子力显微镜、傅立叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪等手段，对试验样品的成分、表面形貌、材料表面硬度及摩擦系数、晶体结构、化学态进行了分析。
研究结果表明：SO_2气体对已渗到浮法玻璃下表面的锡没有明显影响，没有发现沿浮法玻璃下表面垂直方向上锡的反常分布；SO_2与浮法玻璃下表面富集的碱金属反应生成亚硫酸盐或硫酸盐，起到了抗发霉作用。
热辊样品在SO_2气氛中，随着处理时间的延长其表面硫含量以非线性指数规律增长，4小时后增长速度变缓；同时热辊表面显微硬度和摩擦系数均以非线性衰减指数规律下降，刚开始4个小时内下降幅度较大，随后变慢；从X射线扫描图谱和原子力显微图片看出，热辊表面形成了疏松的颗粒状结构，经傅立叶红外光谱和X射线光电子能谱分析表明在SO_2气氛下热辊表面形成了层状结构的FeS层。
In this thesis, the development of float process, typical defects and quality difference between China and other countries of float glass have been summarized. The mechanisms of SO2 effects on the roll and float glass have been discussed, SO2 is introduced near the life up rolls. The samples were obtained on the spot directly. The structures, surface morphologies, compositions, surface rigidities and the boning states of obtained samples are characterized by XRD, SEM , XRF, AFM, FTIR and XPS. The friction factor is measured by friction experimental equipment.
The experimental results show that SO2 has no effect on the tin having entered the underside surface of float glass. Abnormal Sn distribution hasn't been found in the vertical direction of the underside surface of float glass. In addition, SO2 reacts with alkali metals enriched in the underside surface to product sulphate, which prevents float glass from going moldy.
S content of the roll surface in S02 environment increases as the treating time prolongs, the relationship between them obeys non-linear exponential increase. When the roll has been treated for more than 4 h, the increasing speed slows down. At the same time, the microscopic rigidity and friction factor decrease and both of them obey the non-linear exponential decrease. However, they decrease dramatically during the first 4 h and then decrease slowly. SEM and AFM observe the loose granular structure of the roll surface. The FTIR and XPS results indicate that layered FeS is formed in the roll surface in SO2 environment.
研究结果表明：SO_2气体对已渗到浮法玻璃下表面的锡没有明显影响，没有发现沿浮法玻璃下表面垂直方向上锡的反常分布；SO_2与浮法玻璃下表面富集的碱金属反应生成亚硫酸盐或硫酸盐，起到了抗发霉作用。
热辊样品在SO_2气氛中，随着处理时间的延长其表面硫含量以非线性指数规律增长，4小时后增长速度变缓；同时热辊表面显微硬度和摩擦系数均以非线性衰减指数规律下降，刚开始4个小时内下降幅度较大，随后变慢；从X射线扫描图谱和原子力显微图片看出，热辊表面形成了疏松的颗粒状结构，经傅立叶红外光谱和X射线光电子能谱分析表明在SO_2气氛下热辊表面形成了层状结构的FeS层。
In this thesis, the development of float process, typical defects and quality difference between China and other countries of float glass have been summarized. The mechanisms of SO2 effects on the roll and float glass have been discussed, SO2 is introduced near the life up rolls. The samples were obtained on the spot directly. The structures, surface morphologies, compositions, surface rigidities and the boning states of obtained samples are characterized by XRD, SEM , XRF, AFM, FTIR and XPS. The friction factor is measured by friction experimental equipment.
The experimental results show that SO2 has no effect on the tin having entered the underside surface of float glass. Abnormal Sn distribution hasn't been found in the vertical direction of the underside surface of float glass. In addition, SO2 reacts with alkali metals enriched in the underside surface to product sulphate, which prevents float glass from going moldy.
S content of the roll surface in S02 environment increases as the treating time prolongs, the relationship between them obeys non-linear exponential increase. When the roll has been treated for more than 4 h, the increasing speed slows down. At the same time, the microscopic rigidity and friction factor decrease and both of them obey the non-linear exponential decrease. However, they decrease dramatically during the first 4 h and then decrease slowly. SEM and AFM observe the loose granular structure of the roll surface. The FTIR and XPS results indicate that layered FeS is formed in the roll surface in SO2 environment.
引文
1 陈正树等．浮法玻璃．武汉：武汉工业出版社，1995：1-4
2 陈恭源．浮法玻璃工厂设计建线生产．《玻璃》编辑部，1993．1
3 黄钧．浮法玻璃的原理和生产．洛阳玻璃厂《玻璃》编辑部．1987：66-67
4 马夏，唐勤亚，张新贤，等．锡槽中硫的来源．玻璃，1997，24(3)：12
5 曹华，安利群，梁润秋．浮法玻璃过渡辊台密封的现状与发展．中国建材装备，1998，(5)：22-23
6 张贤华．锡石的分析与探讨．玻璃，1998，25(2)：35-37
7 张贤华．浮法玻璃的锡缺陷．玻璃，1997，24(2)：36-38
8 林亢．浮法玻璃涉锡面上表层中锡氧化物含量的近似计算．玻璃，1999，26(2)：16-18
9 林亢．浮法玻璃涉锡面的渗锡深度与渗锡损失量的近似计算．玻璃，1999，26(5)：5-7
10 张永喜．浮法玻璃在线水洗设计．中国建材装备，1991，(1)：23-24
11 金明坤．X射线荧光分析在测定浮法玻璃表面渗锡量中的应用．玻璃，1998，25(6)：11-20
12 姜宏，赵会峰，王廷籍．浮法玻璃表面渗锡与工艺诊断．玻璃与搪瓷，2000，28(3)：44-46
13 高名芩，叶先贤．浮法玻璃表面光畸变点的电子探针研究．武汉工业大学学报，1994，16(3)：43-45
14 谢军，杨建华，张乃明．浮法生产中一种沾锡现象的处理．玻璃，2000，27(4)：33-34
15 林亢．锡液在锡槽出口处的氧化与还原的热力学探讨．玻璃，1998，25(6)：6-12
16 马立云，张龙．浮法玻璃生产用锡的保护．玻璃，2001，(6)：19-21
17 宋炯生，嵇书伟．浮法玻璃虹彩的检验及消除．玻璃，1999，26(2)：28-30
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19 姜宏，赵会峰，陈伟建，等．浮法玻璃表面渗锡．《玻璃》编辑部，2000，68-72
20 阚存一，刘近朱，张国威，等．一种镍-铬-硫合金的研制及其摩擦学特性．摩擦学学报，1994，14(3)：193-204
21 刘近朱，欧阳明要，马励，等．几种含硫镍基高温自润滑合金的研究．摩擦学学报，1993，13(3)：193-200
22 赵家政，徐洮，张春和，齐尚奎．二硫化钼的电子显微分析．摩擦学学报，1995，15(1)：83-89
23 野田俊治．耐熱鋼．特殊鋼，2001，50(5)：43-46
24 岩田修一．Stereology合金設計．材料科学，1979，16(6)：22-28
25 宮川大海．高溫腐食耐熱金属材料限界．材料科学，1998，21(2)：48-51
26 鈴木峰男．固体潤滑膜．工業材料，2001，49(3)：72-76
27 石田洋一．表面改質技術動向．工業材料，1988，36(14)：26
28 野口学，成田敏夫．低硫黄分压Fe-Cr合金硫化動．日本金属学会誌，1996，62(2)：198-204
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30 索进平．奧氏体Cr-Ni不锈钢—Eastern 310S．冶金译丛，1992，(1)：69-70
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52 张宁，庄大明，王燕华，等．低温离子渗硫层的结构和减摩性能．材料研究学报，2000，14(1)：61-65
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desorption reactions on sulfide minerals[J].Geochim.Cosmochim.Acta,1990,54:19 57-1967
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