TW202134191A - 玻璃製造設備以及用於處理熔融材料的方法 - Google Patents
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Abstract
玻璃製造設備可包括具有一表面的陶瓷主體。可將一塗層沉積在該表面上。該塗層可包括以氧化物為基準計約1.3重量%至約50重量%之鹼金屬或鹼土金屬。處理熔融材料的方法可包括將一陶瓷主體從約0℃至約100℃之第一溫度加熱至約1400℃至約1700℃之第二溫度。方法可包括沉積在該陶瓷主體的表面上之顆粒塗層,其中該特定之塗層包含以氧化物為基準計約1.3重量%至約50重量%之鹼金屬或鹼土金屬。方法亦可包括在加熱期間形成一玻璃層之該顆粒塗層。方法亦可包括使該玻璃層與熔融材料接觸。
Description
本申請案主張以2019年12月24日所提出申請之韓國專利申請案10-2019-0173643號為優先權,該等申請案全文皆以引用方式納入本說明書中以供參照。
本案大體上係涉及用於處理熔融材料之玻璃製造設備及方法,更具體而言,係涉及用於處理熔融材料之玻璃製造設備及方法,其包括沉積在陶瓷主體上之塗層。
玻璃製品常被用於例如液晶顯示器(LCD)、電泳顯示器(EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示面板(PDP)等之顯示裝置、觸碰感測器、光電裝置或類似之物品。
已知可由熔融材料來形成玻璃製品。玻璃製品的一個實例為分離玻璃帶,其通常係自藉由使熔融材料流至成形體所形成之玻璃帶分離出來。熔融材料通常是藉由在熔化容槽(例如,包括陶瓷主體的熔化容槽)中加熱批料而產生的。其他容槽,包含澄清容槽及輸送容槽,亦可包括陶瓷主體並與熔融材料接觸。
已知可將包括陶瓷主體的容槽加熱至可能超過1000℃之工作溫度。若這些容槽被加熱得太快且/或不均勻,它們可能會破裂。此外,這些容槽可能由於與熔融材料接觸而腐蝕。另外,由於破裂及/或腐蝕,陶瓷主體可能會污染熔融材料。
因此,需要一種處理熔融材料的方法,該方法可減少及/或防止加熱期間之容槽破裂。此外,需要一種處理熔融材料的方法,該方法可減少及/或防止容槽腐蝕。
以下將描述本案的一些示例性實施例,且應理解到該等實施例皆可單獨使用或彼此結合使用。
在一些實施例中,玻璃製造設備可包括具有一表面之陶瓷主體。沉積在該表面上的塗層可包括以氧化物為基準計約1.3重量%至約50重量%之鹼金屬或鹼土金屬。
在另一些實施例中,陶瓷主體可包括氧化鋯。
在另一些實施例中,氧化鋯的含量可為陶瓷主體的約50重量%至約99重量%。
在另一些實施例中,氧化鋯可包含氧化鋯晶粒。陶瓷主體可進一步包含晶粒間玻璃相。
在另一些實施例中,塗層可包含以下氧化物:約30重量%至約85重量%之SiO2
;0重量%至約30重量%之Al2
O3
;0重量%至約10重量%之B2
O3
;約6.5重量%至約13重量%之Na2
O。鹼金屬或鹼土金屬可包含Na2
O。
在另一些實施例中,塗層可包括顆粒塗層。
在另一些實施例中,顆粒塗層可包含具有中值粒度在約5微米至約15微米範圍內的顆粒。
在另一些實施例中,塗層可包括玻璃層。
在另一些實施例中,陶瓷主體的表面可界定容納區域。
在另一些實施例中,陶瓷主體可包括熔化容槽。
在一些實施例中,處理熔融材料的方法可包括將一陶瓷主體從約0℃至約100℃之第一溫度加熱至約1400℃至約1700℃之第二溫度。該陶瓷主體可包括一表面。可將一顆粒塗層沉積至該表面上。該顆粒塗層可包含以氧化物為基準計約1.3重量%至約50重量%之鹼金屬或鹼土金屬。該顆粒塗層可在加熱期間形成一玻璃層。該方法亦可包括使該玻璃層與熔融材料接觸。
在另一些實施例中,在加熱陶瓷主體之前,該方法可進一步包括藉由在陶瓷主體上沉積包括水、增稠劑、氧化鈉及二氧化矽的漿料來沉積顆粒塗層。
在另一些實施例中,增稠劑可包含甲基纖維素。
在另一些實施例中,在沉積漿料之後,該方法可進一步包括在加熱陶瓷主體之前將漿料乾燥約6小時至約168小時以形成顆粒塗層。
在另一些實施例中,顆粒塗層可包含以下氧化物:約30重量%至約85重量%之SiO2
;0重量%至約30重量%之Al2
O3
;0重量%至約10重量%之B2
O3
;約6.5重量%至約13重量%之Na2
O。鹼金屬或鹼土金屬可包含Na2
O。
在另一些實施例中,顆粒塗層可包含具有中值粒度在約5微米至約15微米範圍內的顆粒。
在另一些實施例中,陶瓷主體可包含氧化鋯。
在另一些實施例中,氧化鋯的含量可為陶瓷主體的約50重量%至約99重量%。
在另一些實施例中,氧化鋯可包含氧化鋯晶粒。陶瓷主體可進一步包含晶粒間玻璃相。
在另一些實施例中,當陶瓷主體被加熱時,在表面與陶瓷主體中距表面900微米處之間的晶粒間玻璃相中之鹼金屬或鹼土金屬濃度可從第一濃度增加至第二濃度。
在另一些實施例中,第一濃度以氧化物為基準計可為約1.3重量%或更少。
在另一些實施例中,第二濃度以氧化物為基準計可為約1.5重量%至約3重量%。
在另一些實施例中,熔融材料可被容納於由陶瓷主體的表面所界定之容納區域內。
在另一些實施例中,該方法可進一步包括由熔融材料形成玻璃製品或玻璃陶瓷製品。
將於以下詳細描述中闡述本案所揭示之其他實施例。應當理解到,以上一般描述及以下詳細描述皆意在提供用於理解本案所揭示之實施例的性質及特徵的概觀或框架。隨附圖式係用於提供進一步的理解,且該等隨附圖式亦被併入成為本說明書的一部分。隨附圖式繪示出了本案之各種實施例,且與說明書一起解釋了其原理及操作。
以下將參照繪示出示例性實施例之附圖來更全面地描述實施例。在可能的情況下,在所有附圖中均使用相同的元件符號來表示相同或相似之部件。然而,本案能夠以許多不同的形式來體現,且不應該被解釋為僅限於本文中所描述之實施例。
本案涉及用於處理熔融材料的方法,其可使用製造設備,並且可被用於從一定量的熔融材料製造玻璃或玻璃陶瓷製品(例如,玻璃帶)的方法中。例如,圖1~2繪示出了包括下拉設備(例如,熔融下拉設備)的玻璃製造設備。除非另有說明,否則對於玻璃製造設備的實施例之特徵的討論可等同地應用於在玻璃或玻璃陶瓷製品的生產中所使用之其他成形設備的相應特徵。玻璃成形設備的實例包括縫隙拉製設備、浮浴設備、下拉設備、上拉設備、壓延設備、或可用於從一定量的熔融材料形成玻璃製品(例如,玻璃帶)之其他玻璃製品製造設備。在一些實施例中,由上述該等製程之任一者所製得之玻璃製品(例如,玻璃帶)可於後續被分割以提供適合於進一步加工製成裝置(例如,顯示裝置)之複數個玻璃製品(例如,分離玻璃帶)。例如,分離玻璃帶可用於多種裝置中,包含液晶顯示器(LCD)、電泳顯示器(EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示面板(PDP)等之顯示裝置、觸碰感測器、光電裝置、家電(例如爐盤)或類似之物品。
圖1~2繪示出一種玻璃製造設備,其具有沉積在熔化容槽上的塗層及/或玻璃層、以及容納於其中之熔融材料。除非另有說明,否則對於實施例之特徵的討論可等同地應用於玻璃製造設備中的其他容槽之相應特徵。例如,塗層及/或玻璃層也可沉積在澄清容槽、混合容槽、或輸送容槽中之一或更多者上,其中相應的容槽包括陶瓷主體。
本案之實施例可減少(例如,降低、預防)熔融材料被來自陶瓷主體的材料污染。例如,由於陶瓷主體的破裂,來自陶瓷主體的材料塊可能會與大部分陶瓷主體分離。在一些實施例中,陶瓷主體的破裂可能在加熱期間發生,例如,從環境室溫加熱至穩態工作溫度。在一些實施例中,將包含鹼金屬及/或鹼土金屬(例如,以氧化物計為約1.3重量%至約50重量%)的塗層塗覆至陶瓷主體的表面可驅動鹼金屬離子及/或鹼土金屬離子進入陶瓷主體。在進一步的實施例中,含鹼金屬及/或鹼土金屬的塗層可增加陶瓷主體表面附近(例如,在表面與陶瓷主體中距表面900微米處之間的含二氧化矽晶粒間玻璃相中)的鹼金屬離子及/或鹼土金屬離子的濃度。陶瓷主體內鹼金屬及/或鹼土金屬(例如,離子)的濃度增加可減少(例如,降低、預防)晶粒的形成及/或生長,藉此抑制破裂。在一些實施例中,可減少(例如,降低、預防)含氧化鋯的陶瓷主體(例如,包含約50重量%至約99重量%的氧化鋯之陶瓷主體)中之鋯石形成。在另一些實施例中,例如,歸因於較小離子半徑及較低電荷,與其他可用之鹼金屬及/或鹼土金屬相比,提供包含鈉(例如,氧化鈉)的塗層可提供快速擴散進入陶瓷主體、擴散深入至陶瓷主體中、及/或減少鋯石形成等益處。因此,本案之實施例使得陶瓷主體可在低破裂風險的情況下被快速加熱。
另外,由於材料(例如,晶粒)的腐蝕及/或圍繞晶粒之晶粒間相的腐蝕,來自陶瓷主體的材料可能會與陶瓷主體的大部分分離。提供與陶瓷主體的表面接觸之塗層(例如,漿料、顆粒塗層、玻璃層)可減少(例如,降低、預防)熔融材料與陶瓷主體的表面的接觸。在一些實施例中,塗層(例如,漿料、顆粒塗層、玻璃層)可作為對於熔融材料接觸陶瓷主體的表面之物理屏障。在一些實施例中,塗層(例如,漿料、顆粒塗層、玻璃層)可填充陶瓷主體表面上的缺陷(例如,不規則、空隙、表面粗糙度)。提供這樣的塗層可減少(例如,降低、預防)熔融材料可接近的陶瓷主體表面的表面積。此外,提供這樣的塗層亦可減少(例如,降低、預防)陶瓷主體中圍繞晶粒之晶粒間相的溶解。此外,本案之實施例可減少(例如,降低、預防)與熔融材料接觸之陶瓷主體的腐蝕。減少(例如,降低、預防)陶瓷主體的腐蝕可延長陶瓷主體的壽命。此外,減少陶瓷主體的腐蝕可減少(例如,降低、預防)熔融材料被來自陶瓷主體的材料所污染。
如圖1所示意性地繪示,在一些實施例中,玻璃製造設備100可包括玻璃熔化及輸送設備102、以及成形設備101,成形設備101包括成形容槽140,成形容槽140被設計為從一定量的熔融材料121生產玻璃帶103。如本文所用,用語「玻璃帶」係指從成形容槽140拉出後的材料,即便該材料並未處於玻璃態(亦即,高於其玻璃轉化溫度)。在一些實施例中,玻璃帶103可包括中心部分152,中心部分152係位於沿玻璃帶103的第一外緣153及第二外緣155形成的相對邊緣部分之間。另外,在一些實施例中,分離玻璃帶104可藉由玻璃分離器149(例如,劃線、刻痕輪、雷射)沿著分離路徑151從玻璃帶103分離。在一些實施例中,在將分離玻璃帶104從玻璃帶103分離出來之前或之後,可去除沿第一外緣153及第二外緣155形成之邊緣珠狀部分,以提供中心部分152作為具有更均勻的厚度之分離玻璃帶104。
在一些實施例中,玻璃製造設備100可包括熔化容槽105,該熔化容槽105被定向為自儲存箱109接收批料107。批料107可藉由以馬達113驅動之批料輸送裝置111引入。在一些實施例中,可選地操作控制器115以啟動馬達113來將一定量的批料107引入至熔化容槽105中,如箭頭117所示。熔化容槽105可加熱批料107以提供熔融材料121。在一些實施例中,可使用玻璃熔體探針119來測量立管123內熔融材料121的位凖,並藉由通訊線路125將所測得之資訊傳遞至控制器115。隨後,控制器115可啟動馬達113,以將另外的批料107引入熔化容槽105。
另外,在一些實施例中,玻璃製造設備100可包括第一調節站,該第一調節站包括位於熔化容槽105下游並藉由第一連接導管129耦合至熔化容槽105之澄清容槽127。在一些實施例中,可藉由第一連接導管129將熔融材料121從熔化容槽105重力饋送至澄清容槽127。例如,在一些實施例中,重力可驅動熔融材料121從熔化容槽105通過第一連接導管129的內部路徑進入澄清容槽127。另外,在一些實施例中,可藉由各種技術從澄清容槽127內的熔融材料121除去氣泡。
在一些實施例中,玻璃製造設備100可進一步包括第二調節站,該第二調節站包括可位於澄清容槽127下游的混合容槽131。混合容槽131可提供均質組成之熔融材料121,從而減少或消除了從澄清容槽127流出之熔融材料121中原先可能存在的不均勻性。如圖所示,澄清容槽127可藉由第二連接導管135連接至混合容槽131。在一些實施例中,熔融材料121可藉由第二連接導管135從澄清容槽127重力饋送至混合容槽131。例如,在一些實施例中,重力可驅動熔融材料121從澄清容槽127通過第二連接導管135的內部路徑進入混合容槽131。
另外,在一些實施例中,玻璃熔化及輸送設備102可包括第三調節站,該第三調節站包括可位於混合容槽131下游的輸送容槽133。在一些實施例中,輸送容槽133可調節要被饋送至入口導管141之熔融材料121。例如,輸送容槽133可作為蓄積器及/或流量控制器,以調節熔融材料121並提供一致的流量至入口導管141。如圖所示,混合容槽131可藉由第三連接導管137連接至輸送容槽133。在一些實施例中,可藉由第三連接導管137將熔融材料121從混合容槽131重力饋送至輸送容槽133。例如,在一些實施例中,重力可驅動熔融材料121從混合容槽131通過第三連接導管137的內部路徑進入輸送容槽133。如圖中所進一步繪示,在一些實施例中,輸送管139可定位成將熔融材料121從輸送容槽133輸送至成形容槽140的入口導管141。
如先前所述,本案中所有處理熔融材料方法的實施例均可與成形容槽的各種實施例一起使用。如圖1所示,可將成形容槽140作為熔融下拉設備,以將熔融材料121從成形楔形件169的底部邊緣(例如,根部145)熔融地拉出。例如,在一些實施例中,可從成形容槽140的入口導管141輸送熔融材料121。然後,可基於成形容槽140的結構使熔融材料121成形為玻璃帶103。例如,如圖所示,可沿著在玻璃製造設備100的拉伸方向154上延伸的拉伸路徑,將熔融材料121從成型容槽140的根部145拉出。在一些實施例中,邊緣引導件163、164可將熔融材料121從成型容槽140引出,並界定出玻璃帶103的寬度「W」。在一些實施例中,玻璃帶103的寬度「W」可於玻璃帶103的第一外緣153與玻璃帶103的第二外緣155之間延伸。
在一些實施例中,玻璃帶103的寬度「W」可為約20毫米(mm)或更大、約50mm或更大、約100mm或更大、約500mm或更大、約1,000mm或更大、約2,000mm或更大、約3,000mm或更大、約4,000mm或更大,儘管在進一步的實施例中可提供其他寬度。如本文所用,寬度「W」被界定於與拉伸方向154正交的方向上。在一些實施例中,玻璃帶103的寬度「W」可在約20mm至約4,000mm的範圍內、約50mm至約4,000mm的範圍內、約100mm至約4,000mm的範圍內、約500mm至約4,000mm的範圍內、約1,000mm至約4,000mm的範圍內、約2,000mm至約4,000mm的範圍內、約3,000mm至約4,000mm的範圍內、約2,000mm至約3,000mm的範圍內、約50mm至約3,000mm的範圍內、約100mm至約3,000mm的範圍內、約500mm至約3,000mm的範圍內、約1,000mm至約3,000mm的範圍內、約2,000mm至約3,000mm的範圍內、從約2,000mm至約2,500mm的範圍內、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。
在一些實施例中,成形容槽140可從入口導管141接收熔融材料121。成形容槽140可包括成形楔形件169,成形楔形件169包括於相對端部165、166之間延伸的一對向下傾斜的會聚表面部分。成形楔形件169的一對向下傾斜的會聚表面部分可沿拉伸方向154會聚,以沿成形楔形件169的底部邊緣相交,以界定成形容槽140的根部145。
另外,在一些實施例中,藉由同時流過堰並於堰的外表面向下流動,成形容槽140中的熔融材料121溢流出成形容槽140。各別的熔融材料流沿著相應之成形楔形件169的向下傾斜的會聚表面部分流動,以從成形容槽140的根部145抽出,該等熔融材料流會聚並融合成熔融材料帶,可沿拉伸方向154從根部145將熔融材料帶拉出並冷卻為玻璃帶103。在一些實施例中,玻璃帶103能夠以約1毫米/秒(mm/s)或更大、約10mm/s或更大、約50mm/s或更大、約100mm/s或更大、約500mm/s或更大的速度沿拉伸方向154移動,例如,在約1mm/s至約500mm/s的範圍內、約10mm/s至約500mm/s的範圍內、約50mm/s至約500mm/s的範圍內、約100mm/s至約500mm/s的範圍內、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。
玻璃帶103包括第一主表面及與第一主表面相對之第二主表面,在第一主表面與第二主表面之間界定了玻璃帶103的厚度(例如,平均厚度)。如本文所用,除非另有說明,否則厚度係於垂直於主表面的方向上界定。在一些實施例中,玻璃帶103的厚度可為約2毫米(mm)或更小、約1mm或更小、約0.5mm或更小、約300微米(μm)或更小、約200μm或更小、約100μm,儘管在進一步的實施例中可提供其他厚度。例如,在一些實施例中,玻璃帶103的厚度可在約50μm至約750μm的範圍內、約100μm至約700μm的範圍內、約200μm至約600μm的範圍內、約300μm至約500μm的範圍內、約50μm至約500μm的範圍內、約50μm至約700μm的範圍內、約50μm至約600μm的範圍內、約50μm至約500μm的範圍內、約50μm至約400μm的範圍內、約50μm至約300μm的範圍內、約50μm至約200μm的範圍內、約50μm至約100μm的範圍內、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。
在一些實施例中,當自成形容槽140形成玻璃帶103時,玻璃分離器149可沿著分離路徑151從玻璃帶103分離出分離玻璃帶104。如圖所示,在一些實施例中,分離路徑151可在第一外緣153與第二外緣155之間沿著玻璃帶103的寬度「W」延伸。另外,在一些實施例中,分離路徑151可垂直於玻璃帶103的拉伸方向154延伸。隨後可將分離玻璃帶104加工製成裝置。例如,分離玻璃帶可用於多種裝置中,包括液晶顯示器(LCD)、電泳顯示器(EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示面板(PDP)等之顯示裝置、觸碰感測器、光電裝置、家電(例如爐盤)或類似之物品。
如圖1~2所示,熔化容槽105可包括陶瓷主體173。在一些實施例中,陶瓷主體173可包括耐火材料。在一些實施例中,陶瓷主體173可包括下列之一或更多者:氧化鋯(ZrO2
)、鋯石(ZrSiO4
)、氧化鋁(Al2
O3
)、氧化鎂(MgO)、碳化矽(SiC)、氮化矽(Si3
N4
)、氧氮化矽、氮化鋁、氧氮化鋁、SiAlON(氧化鋁與氮化矽的組合,可具有化學式,例如Si12-m-n
Alm+n
On
N16-n
、Si6-n
Aln
On
N8-n
或Si2-n
Aln
O1+n
N2-n
,其中m、n及其所組成之下標均為非負整數)、氧化鈦(TiO2
)、氧化鉿(Hf2
O)、氧化釔(Y2
O3
)、氮化鋁(AlN)、熔融石英、石墨、莫來石(包含氧化鋁及二氧化矽的組合之礦物)、或尖晶石(MgAl2
O4
)。在進一步的實施例中,陶瓷主體173可包括鋯石及非晶相(例如,玻璃)或氧化鋯及非晶相(例如,玻璃)的組合。在進一步的實施例中,陶瓷主體173可包括複數個晶粒,該等晶粒可至少部分地(例如,全部地)被晶粒間玻璃相(例如,非晶相)所包圍。在進一步的實施例中,晶粒間玻璃相可包含二氧化矽。在一些實施例中,陶瓷主體可包含上述材料之一或更多者,其重量百分比可為約50%或更多、約70%或更多、約80%或更多、約99%或更少、約95%或更少、約90%或更少。在一些實施例中,陶瓷主體可包含上述材料之一或更多者,其重量百分比可在約50%至約99%的範圍內、約50%至約95%的範圍內、約50%至約90%的範圍內、約70%至約99%的範圍內、約70%至約95%的範圍內、約70%至約90%的範圍內、約80%至約90%的範圍內、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。在進一步的實施例中,陶瓷主體可在上述範圍內包含氧化鋯。在一些實施例中,陶瓷主體可被熔鑄或燒結以形成熔化容槽105。在一些實施例中,熔化容槽105可包括含有複數個磚塊的陶瓷主體173。
陶瓷本體173可包括表面205,如圖1~2所示。在一些實施例中,如圖所示,陶瓷主體173的表面205可界定容納區域175。在進一步的實施例中,容納區域175可被配置為用於容納熔融材料121,如圖所示。在更進一步的實施例中,如圖1所示,陶瓷主體173可包括熔化容槽105。在更進一步的實施例中,如先前所述,陶瓷主體可包括澄清容槽、混合容槽、或輸送容槽。
如圖2所示,塗層207可沉積在陶瓷主體173的表面205上。在一些實施例中,塗層207可包含一或更多種鹼金屬及/或鹼土金屬。如本文所用,鹼金屬包括鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、及鍅(Fr)。如本文所述,鹼土金屬包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、及鐳(Ra)。鹼金屬及/或鹼土金屬可為元素、離子、存在於氧化物中、或存在於其他化合物中。在一些實施例中,塗層可包含鹼金屬氧化物。在進一步的實施例中,塗層可包含氧化鈉(Na2
O)。如本文所用,「以氧化物為基準計之重量%」係指當成分為氧化物形式時之重量%,即便該成分實際上並非氧化物形式。例如,於Na2
CO3
中,鈉的「以氧化物為基準計之重量%」係指當鈉為Na2
O時的重量%。在一些實施例中,塗層207可包括,以氧化物為基準計,總重量百分比為約1.3%或更多、約2%或更多、約5%或更多、約10%或更多、約50%或更少、約30%或更少、約20%或更少之鹼金屬及/或鹼土金屬。在一些實施例中,塗層207可包括,以氧化物為基準計,總重量百分比在約1.3%至約50%、約1.3%至約30%、約1.3%至約20%、約2%至約50%、約2%至約30%、約2%至約20%、約5%至約50%、約5%至約30%、約5%至約20%、約10%至約50%、約10%至約30%、約10%至約20%、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內之鹼金屬及/或鹼土金屬。
此外,在一些實施例中,在陶瓷本體的表面上提供包含鹼金屬及/或鹼土金屬的塗層可最低限度地影響陶瓷本體的電阻率。不希望受到理論的束縛,鹼金屬及/或鹼土金屬化合物濃度的增加可能與電阻率的降低有關。在一些實施例中,陶瓷主體可為電阻加熱系統的一部分,電阻加熱系統可為例如熔化容槽,其中電流流過熔化容槽中所容納之熔融材料以提高熔融材料的溫度。電阻率的降低可能與,例如,因通過陶瓷主體的短路而造成繞過熔融材料及/或熔化部分陶瓷主體等之問題相關。因此,提供包含鹼金屬及/或鹼土金屬的塗層可提供最小化電阻率的降低同時減少陶瓷主體對熔融材料的污染之技術益處。
在一些實施例中,塗層207可包括二氧化矽(SiO2
)、氧化鋁(Al2
O3
)、氧化硼(例如,B2
O3
)及氧化鈉(Na2
O)中之一或更多者。在進一步的實施例中,塗層207可包含,以氧化物重量計,約30%或更多、約50%或更多、約70%或更多、約85%或更少、約80%或更少、或約70%或更少之二氧化矽。在進一步的實施例中,塗層207可包含,以氧化物重量計,約30%至約85%、約30%至約80%、約30%至約70%、約50%至約85%、約50%至約80%、約50%至約75%、約50%至約70%、約70%至約85%、約70%至約80%、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內之二氧化矽。在進一步的實施例中,塗層207可包含,以氧化物重量計,0%或更多、約5%或更多、約10%或更多、約30%或更少、約20%或更少、或約10%或更少之氧化鋁。在進一步的實施例中,塗層207可包含,以氧化物重量計,0%至約30%、0%至約20%、0%至約10%、約5%至約30%、約5%至約20%、約5%至約10%、約10%至約30%、約10%至約20%、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內之氧化鋁。在進一步的實施例中,塗層207可包含,以氧化物重量計,0%或更多、約2%或更多、約5%或更多、約10%或更少、約8%或更少、約5%或更少之氧化硼。在進一步的實施例中,塗層207可包含,以氧化物重量計,0%至約10%、0%至約8%、0%至約5%、約2%至約10%、約2%至約8%、約2%至約5%、約5%至約10%、約5%至約8%、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內之氧化硼。在進一步的實施例中,塗層207可包含,以氧化物重量計,約1.3%或更多、約3%或更多、6.5%或更多、約8%或更多、約10%或更多、約13%或更少、約11%或更少、約10%或更少之氧化鈉。在進一步的實施例中,塗層207可包含,以氧化物重量計,約1.3%至約13%、約 1.3%至約11%、約 1.3%至約11%、約 3%至約13%、約3%至約11%、約6.5%至約13%、約6.5%至約11%、約6.5%至約10%、約8%至約13%、約8%至約11%、約8%至約10%、約10%至約13%、約10%至約11%、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內之氧化鈉。在進一步的實施例中,塗層可包含二氧化矽(SiO2
)、氧化鋁(Al2
O3
)、氧化硼(例如,B2
O3
)、及氧化鈉(Na2
O)的組合,其中各氧化物係於如上所述之重量%範圍內。
在一些實施例中,塗層207可包括的顆粒塗層507,如圖5所示。如本文所用,顆粒塗層包括沉積在表面上的複數個固體顆粒。例如,參照圖5,顆粒塗層507包括沉積在陶瓷主體173的表面205上的固體顆粒。在一些實施例中,固體顆粒的中值尺寸可在約10微米至約15微米的範圍內。在一些實施例中,複數個固體顆粒中的一個固體顆粒可包含上述氧化物之一或更多者。在進一步的實施例中,複數個固體顆粒中的一個固體顆粒可包含含鹼玻璃料。在更進一步的實施例中,玻璃料可包含二氧化矽及氧化鈉。在更進一步的實施例中,玻璃料可包含存在於顆粒塗層507中的所有氧化物。在一些實施例中,顆粒塗層507的平均厚度可為約20微米(μm)或更大、約50μm或更大、約200μm或更大、約2毫米(mm)或更小、約1mm或更小、約500μm或更小。在一些實施例中,顆粒塗層507的平均厚度可在約20μm至約2mm、約20μm至約1mm、約20μm至約500μm、約50μm至約2mm、約50μm至約1mm、約50μm至約500μm、約200μm至約2mm、約200μm至約1mm、約200μm至約500μm、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。在一些實施例中,可藉由在陶瓷主體173的表面205上沉積漿料來形成顆粒塗層507。
在一些實施例中,塗層207可包括玻璃層209,如圖2所示。如本文所用,玻璃層包括連續層,該連續層包括覆蓋至少一部分表面之非晶相。例如,參照圖2,玻璃209包括連續表面,該連續表面包括覆蓋陶瓷主體173的表面205的非晶相。在進一步的實施例中,玻璃層209可藉由加熱顆粒塗層507來形成。在進一步的實施例中,玻璃層209的平均厚度可在上述關於顆粒塗層507的討論之範圍內。沉積塗層207(例如,顆粒塗層507、玻璃層209)可減少熔融材料121的污染,因為陶瓷主體173的表面205可與熔融材料121接觸的表面積較小,這表示相較於未施加塗層207的情況,僅有較少的陶瓷主體173材料可能被腐蝕、並作為污染物隨著熔融材料121一起流動。另外,抑制陶瓷主體173的腐蝕可增加熔化容槽105的壽命,從而增加整個玻璃製造設備100的壽命。由於塗覆塗層207可減少(例如,降低)熔化容槽105的壁面因腐蝕而導致的損失率,會需要更長的時間才能破壞熔化容槽105的壁面,因此得以延長包括陶瓷主體173的熔化容槽105之壽命。
在一些實施例中,如先前所述,陶瓷主體173可包括複數個磚塊。在進一步的實施例中,塗層(例如,漿料407、顆粒塗層507)可沉積在磚塊的一側上。在更進一步的實施例中,可組裝磚塊以使得陶瓷主體173的表面205上沉積有塗層。在進一步的實施例中,塗層(例如,漿料407、顆粒塗層507)可沉積在磚塊的多於一側上。在更進一步的實施例中,可在組裝陶瓷主體173之前加熱磚塊以在磚塊上形成玻璃層209。在進一步的實施例中,可在加熱陶瓷主體以形成玻璃層209之前組裝磚塊以形成陶瓷主體173。
示例性熔融材料,其可含有或不含氧化鋰,可包括蘇打石灰熔融材料、鋁矽酸鹽熔融材料、鹼金屬鋁矽酸鹽熔融材料、硼矽酸鹽熔融材料、鹼金屬硼矽酸鹽熔融材料、鹼金屬鋁磷矽酸鹽熔融材料、或鹼金屬鋁硼矽酸鹽玻璃熔融材料。在一或更多個實施例中,熔融材料121可包含,以莫耳百分比(mol%)計:SiO2
在約40mol%至約80%的範圍內、Al2
O3
在約10mol%至約30mol%的範圍內、B2
O3
在約0mol%至約10mol%的範圍內、ZrO2
在約0mol%至約5mol%的範圍內、P2
O5
在約0mol%至約15mol%的範圍內、TiO2
在約0mol%至約2mol%的範圍內、R2
O在約0mol%至約20mol%的範圍內、RO在0mol%至約15mol%的範圍內。如本文所用,R2
O可表示鹼金屬氧化物,例如Li2
O、Na2
O、K2
O、Rb2
O及Cs2
O。如本文所用,RO可表示MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO。在一些實施例中,熔融材料121可任選地進一步包含約0mol%至約2mol%的Na2
SO4
、NaCl、NaF、NaBr、K2
SO4
、KCl、KF、KBr、As2
O3
、Sb2
O3
、SnO2
、Fe2
O3
、MnO、MnO2
、MnO3
、Mn2
O3
、Mn3
O4
、Mn2
O7
之一或更多者。在一些實施例中,由熔融材料121所形成之玻璃帶103及/或玻璃片可為透明的,這表示從熔融材料121抽出的玻璃帶103在400奈米(nm)至700 nm的光波長的平均光透射率可為約85%或更大、約86%或更大、約87%或更大、約88%或更大、約89%或更大、約90%或更大、約91%或更大、約92%或更大。
本案實施例之玻璃製造設備100可用於處理熔融材料121的方法中。可參照圖6的流程圖及圖3~5所繪示之示例性方法步驟來討論處理熔融材料的方法。
在一些實施例中,第一步驟601可包括提供陶瓷主體173。陶瓷主體173可包括上述之材料(例如,氧化鋯)。例如,在一些實施例中,陶瓷主體173可在上述之範圍內(例如,以陶瓷主體173的重量計,約50%至約99%的範圍內)包括氧化鋯。在一些實施例中,陶瓷主體可包含氧化鋯晶粒及含二氧化矽的晶粒間玻璃相。
在一些實施例中,第二步驟603可包括在陶瓷主體的表面205上沉積漿料407,如圖4所示。在一些實施例中,漿料407可包含水、增稠劑、氧化鈉、及二氧化矽。在進一步的實施例中,除了水及增稠劑之外,漿料407亦可包含上述關於顆粒塗層507的討論之組成物。在一些實施例中,增稠劑可包含甲基纖維素、澱粉、果膠、膠原蛋白、角叉菜膠、瓊脂、藻蛋白、瓜爾豆膠、刺槐豆膠、黃原膠及/或大豆卵磷脂。提供增稠劑可增加漿料的黏度,使得在將漿料沉積至表面205上以產生具有預定厚度的顆粒塗層507之後,仍能保持在原位。在一些實施例中,如圖4所示,可使用噴嘴403將漿料407沉積在表面205上。噴嘴可分散漿料407的液滴405,以幫助調節沉積漿料的量。在一些實施例中,可藉由使用工具(例如,刷子)塗佈漿料、傾倒漿料、或其他常規方式來沉積漿料407。
在一些實施例中,第三步驟605可包括乾燥漿料以形成顆粒塗層507,如圖5所示。在一些實施例中,在沉積漿料407之後,可將漿料407乾燥約6小時或更長、約12小時或更長、約24小時或更長、約168小時或更短、約72小時或更短、約48小時或更短。在一些實施例中,在沉積漿料407之後,可在約6小時至約168小時、約6小時至約72小時、約6小時至約48小時、約12小時至約168小時、約12小時至約72小時、約12小時至約48小時、約24小時至約168小時、約24小時至約72小時、約24小時至約48小時48小時、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內乾燥漿料407。如先前所述,在一些實施例中,顆粒塗層507可包括上述重量%範圍內的氧化物之混合物(例如,約30%至約85%範圍內之二氧化矽、0%至約30%範圍內之氧化鋁、0%至約10%範圍內之氧化硼、約1.3%至約13%範圍內之氧化鈉)。
在一些實施例中,第四步驟607可包括隨著時間加熱陶瓷主體173以將陶瓷主體173的溫度從第一溫度升高至第二溫度。如先前所述,塗層(例如,微粒塗層507)可在上述範圍內(例如,以氧化物為基準計,約1.3重量%至約50重量%的範圍內)包括鹼金屬及/或鹼土金屬。顆粒塗層507可在加熱期間形成玻璃層209。
在一些實施例中,陶瓷主體173的第一溫度可為約0℃或更高、約10℃或更高、約20℃或更高、約100℃或更低、約50℃或更低、約30℃或更低。在一些實施例中,陶瓷主體173的第一溫度可在約0℃至約100℃、約0℃至約50℃、約0℃至約30℃、約10℃至約100℃、約10℃至約50℃、約20℃至約100℃、約20℃至約50℃、約20℃至約30℃、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。在進一步的實施例中,陶瓷主體173的第一溫度可為大約室溫。
在一些實施例中,陶瓷主體173的第二溫度可為約1400℃或更高、約1500℃或更高、約1600℃或更高、約1700℃或更低、約1650℃或更低、約1600℃或更低。在一些實施例中,陶瓷主體173的第二溫度可在約1400℃至約1700℃、約1400℃至約1650℃、約1400℃至約1600℃、約1500℃至約1700℃、約1500℃至約1650℃、約1500℃至約1600℃、約1600℃至約1700℃、約1600℃至約1650℃、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。
在一些實施例中,第五步驟609可包括使玻璃層209與熔融材料121接觸。在一些實施例中,如圖1所示,熔融材料121可被容納於由陶瓷本體173的表面205所界定之容納區域175內。例如,在多個實施例中,批料可在容納區域中被加熱以形成熔融材料。在一些實施例中,第六步驟611可包括由熔融材料121形成玻璃製品或玻璃陶瓷製品。
在一些實施例中,如圖6所示,方法可從第一步驟至第五步驟依序進行601、603、605、607、及609。在一些實施例中,如圖所示,方法可包括提供具有塗層(例如顆粒塗層)之陶瓷主體的步驟613。然後,方法可繼續進行步驟607及609。在一些實施例中,方法可在步驟609之後即完成。在一些實施例中,方法可包括由熔融材料121形成玻璃製品或玻璃陶瓷製品。
在一些實施例中,如圖2所示,離子可沿方向203從塗層207擴散至陶瓷主體173中。在進一步的實施例中,離子可包括一或更多種類型的鹼金屬離子及/或鹼土金屬離子。在更進一步的實施例中,離子可包含鈉離子。在進一步的實施例中,如圖所示,塗層207可包括玻璃層209。在進一步的實施例中,從塗層207(例如,玻璃層209)擴散至陶瓷主體173中的離子,可在陶瓷本體173被加熱時,將在表面205與陶瓷主體173中距表面205約900微米處之間的鹼金屬或鹼土金屬濃度由第一濃度增加至第二濃度。在一些實施例中,第一濃度可為微量(例如,雜質、殘留物)等級。在一些實施例中,以氧化物為基準計的第一濃度(重量%)可為約1.3%或更少、約1%或更少、約0.7%或更少、約0.07%或更多、約0.1%或更多、約0.5%或更多。在一些實施例中,以氧化物為基準計的第一濃度(重量%)可在約0.07%至約1.3%、約0.07%至約1%、約0.07%至約0.7%、約0.1%至約1.3%、約0.1%至約1%、約0.1%至約0.7%、約0.5%至約1.3%、約0.5%至約1%、約0.5%至約0.7%、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。在一些實施例中,以氧化物為基準計的第二濃度(重量%)可較第一濃度高約0.1%或更多、約0.3%或更多、約0.5%或更多、約3%或更少、約2%或更少、約1%或更少。在一些實施例中,以氧化物為基準計的第二濃度(重量%)可高於第一濃度(重量%)約0.1%至約3%、約0.3%至約3%、約0.5%至約3 %、約0.1%至約2%、約0.3%至約2%、約0.5%至約2%、約0.1%至約1%、約0.3%至約1%、約0.5% %至約1%、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。在一些實施例中,以氧化物為基準計的第二濃度(重量%)可為約1.5%或更高、約1.7%或更高、約2%或更高、約3%或更低、約2.5%或更低、約2%或更低。在一些實施例中,以氧化物為基準計的第二濃度(重量%)可在約1.5%至約3%、約1.5%至約2.5%、約1.5%至約2%、約1.7%至約3%、約1.7%至約2.5%、約1.7%至約2%、約2%至約3%、約2%至約2.5%、或上述數值之間的任何範圍及子範圍內。
在加熱陶瓷主體173時,抑制陶瓷主體173內的相變化、晶粒形成、及/或晶粒生長(例如,鋯石形成)可提供降低在加熱及快速加熱期間陶瓷主體173破裂的可能性之技術益處。不希望受理論束縛,但據信相變化、晶粒形成、及/或晶粒生長可能與體積變化相關。因此,在加熱陶瓷主體173期間,包含鹼金屬及/或鹼土金屬(例如,以氧化物為基準計,約1.3重量%至約50重量%)之塗層、相變化、晶粒形成、及/或晶粒生長,可能與陶瓷主體173的破裂有關,因為與相變化、晶粒形成、及/或晶粒生長有關之體積變化可能在整個材料中不均勻地發生。然而,在一些實施例中,塗層可藉由抑制相變化、晶粒形成、及/或晶粒生長來減少(例如,降低、預防)陶瓷主體173在加熱期間的破裂。在一些實施例中,當將包含鹼金屬及/或鹼金屬的塗層沉積在陶瓷主體173的表面205上時,由於可降低陶瓷主體173破裂的風險,因此可更快速地加熱陶瓷主體173。
抑制陶瓷主體173的腐蝕可提供減少來自熔融材料121的污染、並延長包含陶瓷主體173的熔化容槽105的使用壽命之技術益處。藉由塗覆塗層207來減少陶瓷主體173的腐蝕,可減少來自熔融材料121的污染,這是由於,例如,陶瓷主體173的表面205僅有較小的表面積可與熔融材料121接觸,這表示相較於未施加塗層207的情況,僅有較少的陶瓷主體173材料可能被腐蝕、並作為污染物隨著熔融材料121一起流動。另外,抑制陶瓷主體173的腐蝕可增加熔化容槽105的壽命,從而增加整個玻璃製造設備100的壽命。由於塗覆塗層207可減少(例如,降低)熔化容槽105的壁面因腐蝕而導致的損失率,會需要更長的時間才能破壞熔化容槽105的壁面,因此得以延長包括陶瓷主體173的熔化容槽105之壽命。
實例
藉由以下示例進一步闡明各種實施例。圖7~9藉由比較具有一定範圍的鈉濃度之氧化鋯陶瓷主體的實例,顯示出鹼金屬及/或鹼金屬離子減少鋯石形成的能力。根據本案的實施例,圖10~11分別示出了隨著鈉濃度的增加之鋯石形成深度減少以及鋯石重量減少。雖然這些實施例中使用鈉來作為「鹼金屬及/或鹼土金屬」,但應理解到,其他的鹼金屬及鹼土金屬也被認為會產生類似的趨勢。
圖7為在1400℃下包含少於0.01重量%(wt%)鈉(Na)的陶瓷主體之氧化鋯樣品的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像之示意圖。於圖7中,較大的氧化鋯晶粒703係被具有較大的鋯石晶粒705之非晶相701(例如,間隙玻璃)所包圍。儘管未示出,但圖7之氧化鋯樣品的更大尺度(例如,毫米級尺度)影像中出現了樣品內的廣泛破裂。
圖8為在1400℃下包含0.1重量%Na的陶瓷主體之氧化鋯樣品的SEM影像示意圖。於圖8中,氧化鋯晶粒803係被具有鋯石晶粒805之非晶相801(例如,間隙玻璃相)所包圍。圖8中的鋯石晶粒805較圖7中的較大鋯石晶粒705為小。這表示0.1wt%之鹼金屬離子(例如Na離子)已足以開始抑制氧化鋯陶瓷主體內之鋯石形成。儘管未示出,但圖8之氧化鋯樣品的更大尺度(例如,毫米級尺度)影像中出現了一些破裂,但少於圖7之氧化鋯樣品的更大尺度(例如,毫米級尺度)影像中所觀察到之廣泛破裂及孔洞形成。因此,鋯石含量及/或鋯石晶粒尺寸的減少被認為與氧化鋯樣品中破裂及/或孔洞形成的減少有關。
圖9為在1400℃下包含0.2重量%Na的陶瓷主體之氧化鋯樣品的SEM影像示意圖。於圖9中,僅能觀察到氧化鋯晶粒903及非晶相901。如圖9所示,未觀察到任何鋯石,這表示0.2wt%之鹼金屬離子足以抑制鋯石形成並進一步消除氧化鋯陶瓷主體內的鋯石形成。儘管未示出,但圖9之氧化鋯樣品的更大尺度(例如,毫米級尺度)影像中並未出現任何延伸之破裂形成。因此,相較於僅降低鋯石含量及/或晶粒尺寸而並未完全消除鋯石,從氧化鋯樣品中消除鋯石被認為與進一步減少破裂及/或孔洞形成的有關。
圖10為繪示出鋯石形成深度作為氧化鈉濃度之函數的實驗結果之圖表。橫軸1001(例如,x軸)為以氧化物為基準計之鈉濃度(重量%)。於圖10中,鈉濃度為陶瓷主體的表面205與陶瓷主體173中距表面205約900微米處之間的含二氧化矽之晶粒間玻璃相中鈉的平均重量%。縱軸1003(例如,y軸)為鋯石形成深度,單位為微米(μm)。如本文所用,鋯石能夠形成之鋯石形成深度係基於具有相應鈉濃度的樣品之SEM影像分析。鋯石形成深度顯示為從0 µm延伸至相應之最大深度,以表示鋯石可在該範圍內形成。樣品係藉由以漿料塗覆氧化鋯陶瓷主體來製備。藉由將粉末與(粉末的)2重量%的甲基纖維素及水混合以得到期望的黏度來產生漿料。該粉末包含62重量%的二氧化矽、20重量%的氧化鋁、4重量%的氧化硼、以及含鈉玻璃的混合物,以得到預定的鈉濃度,同時以額外的二氧化矽構成餘量。將經塗覆之陶瓷主體在室溫下乾燥24小時,然後在1550℃的高溫爐中加熱7天。隨後分析樣品以確定鈉濃度及鋯石形成深度。
參照圖10,藉由在含氧化鋯的陶瓷主體上塗覆無鈉(例如0%鈉)塗層來產生第一樣品1005。對於第一樣品1005,所測得之鋯石形成深度為約1700μm,且鈉濃度為約0.2重量%。第二樣品1007為不施加任何塗層的含氧化鋯陶瓷主體。對於第二樣品1007,所測得之鋯石形成深度為約600μm,且鈉濃度以氧化物為基準計為約1.3重量%。這顯示塗覆無鈉塗層(例如,第一樣品1005)會降低陶瓷主體中的鈉濃度(例如,因鈉從陶瓷主體擴散至塗層中),這與鋯石形成的增加有關(例如,破裂增加)。對於該陶瓷主體,表面上固有的鈉濃度以氧化物為基準計為約1.3重量%。為了相對於第二樣品1007減小鋯石形成深度,塗層應包括以氧化物為基準計大於1.3重量%或更高之鈉濃度。其他陶瓷主體可能包含不同的固有鈉含量,因此為減少鋯石形成深度,塗層中所需的鈉含量也會有所不同。
參照圖10,藉由塗覆包含6.5重量%氧化鈉的塗層來產生第三樣品1009。對於第三樣品1009,所測得之鋯石形成深度為約300μm,且鈉濃度以氧化物為基準計為約2重量%。藉由塗覆包含13重量%氧化鈉的塗層來產生第四樣品1011。對於第四樣品1011,所測得之鋯石形成深度為0μm,且鈉濃度為約2.9重量%。這顯示將塗層中的鈉濃度(例如6.5重量%氧化鈉、13重量%氧化鈉)增加至超過陶瓷主體(例如,含二氧化矽的晶粒間玻璃相)中的固有鈉濃度與鋯石形成深度的減小有關。不希望受到理論的束縛,據信鈉或其他鹼金屬除了可防止額外的鋯石形成之外,還可除去含氧化鋯陶瓷主體中已形成之鋯石。進一步提高鈉濃度(例如,13重量%氧化鈉)將導致完全預防及/或消除鋯石。
圖11為繪示出鋯石形成作為晶粒間鈉濃度之函數的模擬結果之圖表。橫軸1101(例如,x軸)為晶粒間玻璃相以氧化物為基準計之鈉濃度(重量%)。晶粒間玻璃相被模擬為包含約79重量%的二氧化矽、約9重量%的氧化鋁、約8重量%的氧化硼、以及相應量的氧化鈉,同時以額外的二氧化矽構成餘量。縱軸1103(例如,y軸)為經歸一化之鋯石形成百分比。如圖中所示,於縱軸1103處係表示在晶粒間玻璃相中包含0%鈉(或其他鹼金屬或鹼土金屬)的樣品。隨著晶粒間玻璃相中的氧化鈉濃度從0%增加至約2%,鋯石的形成量減少。例如,晶粒間玻璃相中約0.5重量%的鈉對應於約75%之歸一化鋯石形成。同樣地,晶粒間玻璃相中約1重量%的氧化鈉對應於約45%之歸一化鋯石形成。另外,晶粒間玻璃相中約1.5重量%的氧化鈉對應於約20%之歸一化鋯石形成。在晶粒間玻璃相中包含高於約2重量%的氧化鈉時,未觀察到鋯石形成。這顯示將晶粒間玻璃相中的氧化鈉濃度從小於約2%之第一濃度增加到大於第一濃度之第二濃度與鋯石形成的減少(例如,減少鋯石形成)有關。當第二濃度為約2%或更高時,根據此處的結果,可完全防止(例如,消除)鋯石的形成。
如本文所用,除非明確相反地指出,否則用語「該」、「一」係指「至少一個」,且不應限於「僅一個」。因此,例如,提到「一部件」時,應包括具有兩個或更多個該部件之實施例,除非上下文另外明確指出。
如本文所用,用語「約」係指數量、大小、配方、參數、及其他量值與特性並非且亦不需為精確的,而可視需要為近似的及/或更大或更小的,以反映公差、轉換因子、數值捨入、測量誤差、以及本領域技術人員已知的其他因素。當用語「約」用於描述範圍的值或端點時,本案應理解為包括所指的特定值或端點。如果說明書中範圍的數值或端點記為「約」,則範圍的數值或端點意在包括兩個實施例:一個由「約」修飾,而一個未由「約」修飾。還將理解,每個範圍的端點相對於另一個端點以及獨立於另一個端點都是重要的。
如本文所用,用語「實質上」及其變體意指所描述之特徵等於或近似等於一值或描述。例如,「實質上平坦的」表面意指平坦的或近似平坦的表面。此外,如上文所定義,「實質相似」意指兩個值相等或近似相等。在一些實施例中,「實質相似」可表示彼此相差約10%以內的值,例如彼此相差約5%以內、或彼此相差約2%以內。
如本文所用,除非另外指出,否則用語「包含」、「包括」及其變體應被解釋為同義及開放式的。在過渡用語「包含」或「包括」之後的元素列表為非排他性列表,使得除了列表中所具體列舉的元素之外,亦可存在其他的元素。
儘管已經關於其某些示例性及特定實施例詳細地描述了各種實施例,但是本案不應被認為僅限於此,因為在不脫離本案所請範圍的情況下,可對所揭示之特徵進行多種修改及組合。
100:玻璃製造設備
101:成形設備
102:玻璃熔化及輸送設備
103:玻璃帶
104:分離玻璃帶
105:熔化容槽
107:批料
109:儲存箱
111:批料輸送裝置
113:馬達
115:控制器
117:箭頭
119:玻璃熔體探針
121:熔融材料
123:立管
125:通訊線路
127:澄清容槽
129:第一連接導管
131:混合容槽
133:輸送容槽
135:第二連接導管
137:第三連接導管
139:輸送管
140:成形容槽
141:入口導管
145:根部
149:玻璃分離器
151:分離路徑
152:中心部分
153:第一外緣
154:拉伸方向
155:第二外緣
163:邊緣引導件
164:邊緣引導件
165:端部
166:端部
169:成形楔形件
173:陶瓷主體
175:容納區域
203:方向
205:表面
207:塗層
209:玻璃層
403:噴嘴
405:液滴
407:漿料
507:顆粒塗層
601:步驟
603:步驟
605:步驟
607:步驟
609:步驟
611:步驟
613:步驟
701:非晶相
703:氧化鋯晶粒
705:鋯石晶粒
801:非晶相
803:氧化鋯晶粒
805:鋯石晶粒
901:非晶相
903:氧化鋯晶粒
1001:橫軸
1003:縱軸
1005:樣品
1007:樣品
1009:樣品
1011:樣品
1101:橫軸
1103:縱軸
W:寬度
當參照隨附圖式閱讀以下詳細描述時,將能更佳地理解該等及其他實施例,其中:
圖1示意性地繪示出根據本案部分實施例之玻璃製造設備的示例性實施例;
圖2為圖1中之視點2的放大圖,根據本案部分實施例;
圖3示意性地繪示出根據本案部分實施例之製造玻璃製造設備的方法中之一步驟;
圖4示意性地繪示出根據本案部分實施例之製造玻璃製造設備的方法中之另一步驟;
圖5示意性地繪示出根據本案部分實施例之製造玻璃製造設備的方法中之另一步驟;
圖6為繪示出根據本案實施例之製造可折疊設備的示例方法之流程圖;
圖7為在1400℃下包含少於0.01重量%(wt%)鈉之氧化鋯樣品的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像之示意圖;
圖8為在1400℃下包含0.1重量%鈉之氧化鋯樣品的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像之示意圖;
圖9為在1400℃下包含0.2重量%鈉之氧化鋯樣品的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像之示意圖;
圖10為繪示出鋯石形成深度作為氧化鈉濃度之函數的實驗結果之圖表;
圖11為繪示出經歸一化之鋯石形成作為氧化鈉濃度之函數的模擬結果之圖表。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
105:熔化容槽
121:熔融材料
173:陶瓷主體
175:容納區域
203:方向
205:表面
207:塗層
209:玻璃層
Claims (10)
- 一種玻璃製造設備,包括: 一陶瓷主體,該陶瓷主體具有一表面;以及 一塗層,該塗層包含以氧化物為基準計約1.3重量%至約50重量%之鹼金屬或鹼土金屬,該塗層係沉積於該表面上。
- 如請求項1所述之玻璃製造設備,其中該陶瓷主體包括氧化鋯。
- 如請求項2所述之玻璃製造設備,其中氧化鋯的含量為陶瓷主體的約50重量%至約99重量%。
- 如請求項2或3所述之玻璃製造設備,其中氧化鋯包含氧化鋯晶粒,且該陶瓷主體進一步包含一晶粒間玻璃相。
- 如請求項1所述之玻璃製造設備,其中該塗層包含以下氧化物: 30重量%至85重量%之SiO2 ; 0重量%至30重量%之Al2 O3 ; 0重量%至10重量%之B2 O3 ;以及 6.5重量%至13重量%之Na2 O, 其中鹼金屬或鹼土金屬包含Na2 O。
- 如請求項1所述之玻璃製造設備,其中該塗層包括一玻璃層。
- 一種處理熔融材料的方法,包括以下步驟: 將一陶瓷主體從約0℃至約100℃之第一溫度加熱至約1400℃至約1700℃之第二溫度,該陶瓷主體包括一表面、以及沉積於該表面上之一顆粒塗層,該顆粒塗層包含以氧化物為基準計約1.3重量%至約50重量%之鹼金屬或鹼土金屬,該顆粒塗層在加熱期間形成一玻璃層;以及 使該玻璃層與熔融材料接觸。
- 如請求項7所述之方法,其中在加熱該陶瓷主體之前,進一步包括以下步驟:藉由在該陶瓷主體上沉積包括水、增稠劑、氧化鈉及二氧化矽之一漿料來沉積該顆粒塗層。
- 如請求項8所述之方法,其中在沉積該漿料之後,進一步包括以下步驟:在加熱該陶瓷主體之前將該漿料乾燥約6小時至約168小時以形成該顆粒塗層。
- 如請求項7所述之方法,其中該顆粒塗層包含以下氧化物: 30重量%至85重量%之SiO2 ; 0重量%至30重量%之Al2 O3 ; 0重量%至10重量%之B2 O3 ;以及 6.5重量%至13重量%之Na2 O, 其中鹼金屬或鹼土金屬包含Na2 O。
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