TWI791744B - 熔融玻璃攪拌腔室 - Google Patents

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Abstract

一種攪拌腔室，包括：攪拌容器，組裝成接收熔融玻璃；覆蓋件，在該攪拌容器上；以及攪拌器，組裝成穿過該覆蓋件及攪拌該熔融玻璃。該覆蓋件包括多孔耐熱主體以及無機陶瓷層，該無機陶瓷層覆蓋該多孔耐熱主體之表面。

Description

熔融玻璃攪拌腔室
本申請案依照專利法主張韓國專利申請案第10-2018-0011606號之優先權權益，該韓國專利申請案是在2018年1月30日提出申請，本文仰賴該韓國專利申請案之內容且該韓國專利申請案以其全文併入本文作為參考。
本案揭露內容關於熔融玻璃攪拌腔室，該攪拌腔室能夠減少由熔融玻璃形成的玻璃片中的缺陷。
一種用於製造平坦玻璃片的設備，包括用於攪拌熔融玻璃的攪拌設備。
該攪拌設備包括：攪拌容器，組裝成容置熔融玻璃；覆蓋件，組裝成覆蓋該攪拌容器；以及攪拌葉片，位在該攪拌容器中。隨著時間過去，配置在該覆蓋件內側的基於鉑的熱源與氣氛中的氧反應。氧化的鉑會非期望地以鉑沉澱物的形式併入玻璃中，因此導致玻璃片中有缺陷。
本案揭露內容提供了一種能夠減少從覆蓋件發生的缺陷的熔融玻璃攪拌腔室。
根據一或多個實施例，一種攪拌腔室可包括：攪拌容器，組裝成接收熔融玻璃；覆蓋件，定位在該攪拌容器上；以及攪拌器，穿過該覆蓋件且組裝成攪拌該熔融玻璃，其中該覆蓋件包括覆蓋件主體以及無機陶瓷層，該無機陶瓷層覆蓋該覆蓋件主體之表面，該覆蓋件主體是多孔的。
該無機陶瓷層可包括玻璃層。玻璃層可包括約80重量%至約90重量%的二氧化矽（SiO2 ）、約1重量%至約3重量%的氧化硼（B2 O3 ）、約2重量%至約5重量%的氧化鋁（Al2 O3 ）、約1重量%至約3重量%的氧化鈉（Na2 O）、約2重量%至約4重量%的氧化鉀（K2 O）、約2重量%至約6重量%的氧化鋅（ZnO）、以及約0.1重量%至約2重量%的氧化鋯（ZrO2 ）。
覆蓋件主體可包括凹槽和配置在凹槽內的熱源。該熱源可以保留在由無機填料包圍的凹槽中。該無機陶瓷層可以覆蓋至少該覆蓋件主體的頂表面和底表面，以及該無機填料的暴露部分。該無機填料可以是水泥。
該覆蓋件可進一步包括貴金屬包覆層，該貴金屬包覆層覆蓋至少該覆蓋件主體的頂表面和底表面，該貴金屬包覆層設置在該無機陶瓷層上。該覆蓋件可進一步包括耐火氧化物層，該耐火氧化物層覆蓋該貴金屬包覆層的面向該攪拌容器之內部的表面。
該覆蓋件可以具有中心孔，該攪拌器穿過該中心孔，並且該覆蓋件可沿著邊界區域分成第一主體和第二主體，其中該第一主體包括在縱向上沿該邊界區域水平突出的片部分。該片部分可至少部分重疊該第二主體。該片部分可設置在該第一主體的面向該攪拌容器之內部的下部上。
根據一或多個實施例，一種攪拌腔室可包括：攪拌容器，組裝成接收熔融玻璃；覆蓋件，在該攪拌容器上；以及攪拌器，穿過覆蓋件且組裝成攪拌該熔融玻璃，其中該覆蓋件包括覆蓋件主體，該覆蓋件主體具有中心孔，而該攪拌器穿過該中心孔，該覆蓋件主體是多孔的，其中該覆蓋件主體包括沿著邊界區域的第一主體和第二主體，且其中該第一主體包括在縱向上沿邊界區域水平突出的片部分。
該片部分可至少部分重疊該第二主體。該第一主體和第二主體中的每一者的表面可由無機陶瓷層所覆蓋。該第一主體的下部包括貴金屬包覆層，並且該片部分附接到該貴金屬包覆層的表面。
根據一或多個實施例，一種攪拌腔室可包括：攪拌容器，組裝成接收熔融玻璃；覆蓋件，在該攪拌容器上；及攪拌器，穿過該覆蓋件且組裝成攪拌該熔融玻璃，其中該覆蓋件包括貴金屬包覆層，該貴金屬包覆層至少在該覆蓋件的下表面上，其中面向該熔融玻璃的該貴金屬包覆層的表面由耐火氧化物層所覆蓋，該耐火氧化物層包括：約3重量%至約5重量%的CaO、約0.2重量%至約1重量%的SiO2 、約0.2重量%至約1重量%的Al2 O3 、約0.5重量%至約3.5重量%的HfO2 、和餘量的ZrO2 。
該耐火氧化物層可進一步包含約0.01重量%至約0.3重量%的Fe2 O3 和約0.01重量%至約0.9重量%的MgO。
該耐火氧化物層的厚度可為約2密耳至約8密耳。
該覆蓋件可包括具有中心孔的覆蓋件主體，該攪拌器主體穿過該中心孔，其中該覆蓋件沿著邊界區域分成第一主體和第二主體，該邊界區域延伸穿過該中心孔，其中該第一主體和第二主體之各者的表面由無機陶瓷層覆蓋，並且水平突出跨越該邊界區域的片部分設置在該第一主體上。
現在將參考所附圖式於下文更全面地描述示範性實施例；然而，可以用不同的形式體現申請專利範圍，並且不應該將申請專利範圍解釋為限於本文提出的實施例。毋寧是提供這些實施例使得本案揭露內容徹底且完整，並且會向發明所屬技術領域中具有通常知識者充分傳達示範性實施方式。
在該等圖式中，為了清楚說明，可誇張化層和區域的尺寸。也應理解，當層或元件被稱為在另一層或元件「上」時，該層或元件可直接在另一層或元件上，或者也可以存在居中的層。另外，也應理解，當層被稱為在兩個層「之間」時，該層能夠是兩層之間的唯一層，或者也可以存在一或多個居中層。相同的元件符號在全文中表示相同的元件。
如本文所使用的，術語「及/或」（或是和/或）包括一或多個相關所列項目的任何和所有組合。例如，術語「或」並非排他性，且可理解為具有與「及/或」相同的含義。當在一列元件前有諸如「至少一者」之類的表達方式時，該表達方式是修飾整列的元件而不修飾該列的各個元件。
儘管諸如「第一」、「第二」等之術語可用於描述各種部件，但這些部件不應限於上述術語。上述術語僅用於將一個部件與另一個部件區隔開。例如，下文論述的第一部件可以被稱為第二部件，並且類似地，在不偏離本案揭露內容的教示下，第二部件可以被稱為第一部件。
本文使用的術語是為了僅描述特定實施例，而不希望這些術語構成限制。除非在上下文中有明顯不同的含義，否則以單數形式使用的表達涵蓋了複數形式的表達。應當理解，當在本說明書中使用時，例如「包括」及/或「包含」之術語指定所述特徵、整體、步驟、操作、元件、部件、及/或上述之群組的存在，但不排除存在或添加一或多個其他的特徵、整體、步驟、操作、元件、部件、及/或上述之群組。
除非另外界定，否則本文使用的所有術語（包括技術性及科學性的術語）具有如本申請案所屬之領域中具有通常知識者所通常理解的含義相同的含義。將進一步理解，諸如在常用辭典中定義的那些術語應當解釋為具有與他們在相關領域的上下文中的含義一致的含義，並且不應理解為理想化或過於正式的語感，除非在本文中明顯如此界定。
除非本文另有指定或上下文明顯有所牴觸，否則本文所述的所有方法的操作可以以任何合適的順序執行。該等實施例不限於所描述的操作順序。例如，兩個連續描述的製程可以實質上同時執行或者以與所描述之順序相反的順序執行。
就此而言，可以預期由於例如製造技術及/或公差導致的繪示形狀的差異。因此，不應將實施例詮釋為限於本文所說明的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。
圖1是根據各種實施例的示範性玻璃製造設備1的圖。
參考圖1，玻璃製造設備1可包括熔融容器100、澄清容器200、熔融玻璃攪拌腔室300、遞送容器500、和形成設備700。根據一些實施例，玻璃製造設備1可製造片型玻璃，然而在另外的實施例中，玻璃製造設備可製造各種其他玻璃製品，包括玻璃棒、玻璃管、玻璃容器、和玻璃封套。
熔融容器100、澄清容器200、熔融玻璃攪拌腔室300、遞送容器500和形成設備700可以是串聯的玻璃製造製程站。製造玻璃產品的預定製程在這些站進行。根據一些實施例，由玻璃製造設備執行的製造製程可以包括向下曳引製程、狹槽曳引熔合形成製程（包括雙熔合製程）、浮式玻璃形成製程和輥軋製程。
根據一些實施例，熔融容器100、澄清容器200、熔融玻璃攪拌腔室300、遞送容器500和形成設備700中的各者可包括含鉑金屬，例如鉑或鉑-銠、鉑-銥、及上述材料之組合。根據一些實施例，熔融容器100、澄清容器200、熔融玻璃攪拌腔室300、遞送容器500和形成設備700中的每一個可包括鈀、錸、釕、及鋨，以及其他金屬。根據一些實施例，形成設備700可包括陶瓷材料或玻璃陶瓷材料。
熔融容器100接收來自儲存容器10的批料11。批料11是透過批次遞送設備13插入熔融容器100中，批次遞送設備13是由驅動裝置15提供動力。可將選擇性控制器17組裝成操作驅動裝置15以將期望量的批料11引入熔融容器100中，如箭號a1所指。根據一些實施例，玻璃液高探針19可用於測量豎管21中的熔融玻璃MG的液高並且透過通訊線路23將測量到的熔融玻璃MG的液高傳輸到控制器17。
根據一些實施例，澄清容器200藉由第一導管150連接到熔融容器100。第一導管150包括熔融玻璃MG流過的通道。下文描述的第二導管250和第三導管350也提供熔融玻璃MG流過的通道。第一導管150可包括具導電性且可在高溫條件下使用的材料。根據一些實施例，第一導管可包括含鉑金屬，例如鉑、鉑-銠、鉑-銥、或上述材料之組合。根據一些實施例，第一導管至第三導管可包括金屬，例如鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯、或上述金屬之合金，及/或二氧化鋯。
澄清容器200用作精煉（refining）管。澄清容器200位於熔融容器100的下游。澄清容器200接收來自熔融容器100的熔融玻璃MG。根據一些實施例，可在澄清容器200中執行高溫製程以將氣泡（即，氣態內含物（inclusion））從熔融玻璃MG移除。根據一些實施例，澄清容器200組裝成在熔融玻璃MG通過澄清容器200的同時藉由加熱熔融玻璃MG而從熔融玻璃MG中移除氣泡。根據一些實施例，當在澄清容器200中加熱熔融玻璃MG時，熔融玻璃MG中所含的澄清劑可引發氧化還原反應，從而造成氧及其它氣體從熔融玻璃MG中移除。詳言之，熔融玻璃MG中所含的氣泡可包括氧、二氧化碳、及/或二氧化硫，且可與在澄清劑的還原反應中生成的氧結合，因此，氣泡的體積可能增加。生長的氣泡可能會朝向澄清容器200中的熔融玻璃MG的自由表面漂浮，從而與熔融玻璃MG分離。氣泡可透過澄清容器200的上部的氣相空間排出到澄清容器200的外部。
根據一些實施例，熔融玻璃攪拌腔室300位於澄清容器200的下游。熔融玻璃攪拌腔室300可使從澄清容器200供應的熔融玻璃MG均質化（homogenize）。可在熔融玻璃攪拌腔室300中設置攪拌器310，以相對於熔融玻璃攪拌腔室300旋轉，而使熔融玻璃MG在熔融玻璃攪拌腔室300中流動及混合。攪拌器310可攪拌熔融玻璃MG，以使熔融玻璃MG在離開攪拌腔室300之前均質化。
遞送容器500可位於熔融玻璃攪拌腔室300的下游。遞送容器500藉由第三導管350連接到熔融玻璃攪拌腔室300。出口導管600連接到遞送容器500。熔融玻璃MG經過出口導管600轉移到形成設備700的入口650。
形成設備700接收來自遞送容器500的熔融玻璃MG。形成設備700可將熔融玻璃MG形成為片型玻璃產品，然而在進一步的實施例中，形成設備可以將熔融玻璃形成為其他形狀的物體，例如桿、管、封套等。舉例而言，形成設備700可包括熔合曳引機器，用於將熔融玻璃MG形成為連續的玻璃帶。流進形成設備700的熔融玻璃MG可在形成設備700中溢流。溢流的熔融玻璃MG透過重力以及適當排列的輥（諸如邊緣輥750及拉引輥800）之組合以向下的方向移動，而形成熔融玻璃帶。
圖2是根據一實施例的熔融玻璃攪拌腔室300的透視圖。
參考圖2，熔融玻璃攪拌腔室300可包括：攪拌容器320，組裝成在攪拌容器320中容納熔融玻璃MG；覆蓋件330，配置在攪拌容器320上；及攪拌器310，貫穿覆蓋件330並組裝成攪拌熔融玻璃MG。
攪拌容器320可連接到第二導管250和第三導管350。如上文所述，熔融玻璃MG透過第二導管250引入攪拌容器320中，且透過第三導管350從攪拌容器320排出。
攪拌器310可包括攪拌桿314和附接到攪拌桿314的多個葉片312。
覆蓋件330組裝成覆蓋攪拌容器320之開口。攪拌桿314所穿過的中心孔338可設置在覆蓋件330的中心。可以在覆蓋件330內側設置熱源332。
覆蓋件330可包括兩個主體，第一主體330a和第二主體330b。第一主體330a和第二主體330b可以彼此分離，在第一主體330a與第二主體330b之間配置有邊界區域並且邊界區域與中心孔338交叉。儘管圖2說明其中覆蓋件330被分成兩個主體的範例，但在另一實施例中，覆蓋件330可分成三個或更多個主體。
第一主體330a和第二主體330b可各自包括覆蓋件主體334和嵌入該主體中的熱源332。
熱源332包括鉑或鉑合金，並且當向熱源332供應電力時可生成熱。詳言之，熱源332可包括純鉑或鉑合金。鉑合金可以是鉑與下述金屬中之至少一者的合金：銠（Rh）、銥（Ir）、釕（Ru）、鈀（Pd）、和鋨（Os）。
覆蓋件主體334可包括耐火材料。在一些實施例中，覆蓋件主體334可包括多孔材料。例如，覆蓋件主體334可包括諸如Crystallite HF339（可購自BUCHER Emhart Glass）或AN485（可購自Saint Gobain）的材料。
圖3是根據一實施例的覆蓋件330的第一主體330a的透視圖，且圖4說明沿圖3的線IV-IV'截取的截面。儘管下文描述聚焦在第一主體330a上，但是發明所屬技術領域中具有通常知識者將理解，該描述可同樣應用於第二主體330b，或者在其中覆蓋件330分成三個或更多個主體的實施例中的額外主體。
參考圖3和圖4，覆蓋件主體334可以設置有凹槽334R，凹槽334R組裝成容納熱源332。凹槽334R可在圖4的視線方向延伸，或者可在另一個方向上延伸，諸如覆蓋件主體334的周向或徑向。熱源332可以容納在凹槽334R中。
熱源332可以嵌入並固定在由無機填料334f圍繞的凹槽334R中。無機填料334f可例如為水泥。
如圖4中所說明，無機填料334f可至少部分地從覆蓋件主體334暴露。在一些實施例中，無機填料334f之表面可以與覆蓋件主體334的表面共面。
覆蓋件主體334的表面可覆蓋有無機陶瓷層336。在一個實施例中，如本文所用的無機陶瓷層336是金屬和非金屬元素之間的無機化合物，對該化合物而言，原子間鍵結是完全離子性（或主要離子性），且無機陶瓷層所包括的材料具有結晶、部分結晶、或非結晶（即玻璃）的結構。在一些實施例中，無機陶瓷層336可以是包括二氧化矽作為主要成分的玻璃層。例如，無機陶瓷層336可包括約80重量%至約90重量%的二氧化矽（SiO2 ）、約1重量%至約3重量%的氧化硼（B2 O3 ）、約2重量%至約5重量%的氧化鋁（Al2 O3 ）、約1重量%至約3重量%的氧化鈉（Na2 O）、約2重量%至約4重量%的氧化鉀（K2 O）、約2重量%至約6重量%的氧化鋅（ZnO）和約0.1重量%至約2重量%的氧化鋯（ZrO2 ）。
在一些實施例中，無機陶瓷層336可以覆蓋覆蓋件主體334的上表面。在一些實施例中，無機陶瓷層336可以覆蓋覆蓋件主體334的下表面。在一些實施例中，無機陶瓷層336可以覆蓋無機填料334f的暴露表面。
期望防止或減少氧與在熱源332中所包含的鉑接觸，因為若非如此鉑可能會由於在高溫下與氧接觸而氧化且以氣態PtO2 損失。不期望的是，這種氣態PtO2 可能會在非期望的位置作為冷凝物沉積，包括作為攪拌腔室300內的熔融玻璃MG中的內含物。無機陶瓷層336可防止或減少在熱源332中所包括鉑與氧的接觸。
無機陶瓷層336的厚度可以在約1mm至約5mm的範圍內。如果無機陶瓷層336的厚度太大，則可能由於層336的剝離而產生顆粒。另一方面，如果無機陶瓷層336的厚度太小，則防止在熱源332中包括的鉑氧化的效果可能不充分。
另一方面，當覆蓋件主體334為多孔時，覆蓋件主體334和無機陶瓷層336之間的界面可能是模糊的。換言之，無機陶瓷層336可能會在與多孔覆蓋件主體334接觸的區域中部分地滲透到覆蓋件主體334的孔隙中。
圖5是一圖表，概念式說明相對於沿圖4的線V-V'切割的截面界定覆蓋件主體334和無機陶瓷層336之間之界面的方法。在圖5中，橫軸表示沿圖4中的線V-V'的位置，而縱軸表示構成無機陶瓷層336的材料和構成覆蓋件主體334的材料的質量分數。參考圖5，可有這樣的區段：其中覆蓋件主體334和無機陶瓷層336的質量分數圍繞界面IF逐漸變化，在該界面處，覆蓋件主體334與無機陶瓷層336接觸。覆蓋件主體334和無機陶瓷層336的質量分數分別為約0.5之處的虛擬（virtual）界面可界定為覆蓋件主體334和無機陶瓷層336之間的界面。
圖6是根據另一實施例的第一主體330a’的側剖視圖。圖6的第一主體330a’與圖4的第一主體330a不同之處在於，無機陶瓷層336a僅形成在覆蓋件主體334的下表面上。因此，在下文中，將主要描述這些差異，並且將省略多餘的描述。
參考圖6，無機陶瓷層336a並非形成在覆蓋件主體334的整個表面上。在一些實施例中，無機陶瓷層336a可以僅塗佈覆蓋件主體334的上面設有熱源332的表面。在一些實施例中，無機陶瓷層336a可以覆蓋無機填料334f的暴露表面。在一些實施例中，無機陶瓷層336a可以覆蓋覆蓋件主體334之表面，該表面實質上與無機填料334f的暴露表面共面。在一些實施例中，無機陶瓷層336a可不覆蓋覆蓋件主體334的與無機填料334f的暴露表面不共面的表面。
由於氧對熱源332中的鉑進行氧化的最短途徑是來自無機填料334f所在之側上的表面，所以即使無機陶瓷層336a僅形成在一個表面（也就是，僅凹槽334R形成之表面上），也可類似地獲得如圖4中防止鉑氧化及損失的效果。再者，圖6的實施例中的第一主體330a'比起圖4之實施例使用更少量的無機陶瓷層336a，因此第一主體330a’相對地更具成本效益並且易於製造。此外，由於第一主體330a’在重量上可以比圖4的第一主體330a輕（由於較少量的無機陶瓷層336所致），因此在操作溫度下覆蓋件330的弛垂可能不太會發生。
圖7A至圖7C是側剖視圖，根據實施例依序說明製造第一主體330a和330a’的方法。
參考圖7A，凹槽334R形成在覆蓋件主體334的下表面上。凹槽334R可具有足以在凹槽334R中容納熱源332（參見圖7B）的尺寸。
參考圖7B，熱源332可配置在凹槽334R中，並且凹槽334R的內表面與熱源332之間的空間可以填有無機填料334f。由於上文已詳細描述了無機填料334f的材料，因此省略該材料的進一步詳細描述。
參考圖7C，在覆蓋件主體334和無機填料334f的表面上形成無機陶瓷材料層336p。無機陶瓷材料層336p可以是例如漿料層，其中無機陶瓷材料分散在分散介質中。在一些實施例中，無機陶瓷材料層336p可包括混合物，其中固體粉末與分散介質以重量比約1:2至約2:1混合，該分散介質諸如水，該固體粉末包括：約80重量%至約90重量%的二氧化矽（SiO2 ）、約1重量%至約3重量%的氧化硼（B2 O3 ）、約2重量%至約5重量%的氧化鋁（Al2 O3 ）、約1重量%至約3重量%的氧化鈉（Na2 O）、約2重量%至約4重量%的氧化鉀（K2 O）、約2重量%至約6重量%的氧化鋅（ZnO）和約0.1重量%至約2重量%的氧化鋯（ZrO2 ）。
無機陶瓷材料層336p可透過刷塗、噴塗、浸泡塗佈、或旋轉塗佈形成，但是本案揭露內容的實施例不限於此。
隨後，將無機陶瓷材料層336p在約800℃至約2000℃的溫度下退火約10秒至約60分鐘，以形成無機陶瓷層336a，並且可獲得圖4所說明的第一主體330a。
圖6中所說明的第一主體330a’可透過與參考圖7A至圖7C所描述的方法相同的方法製造，差異處在於，無機陶瓷材料層336p僅形成在圖7中的覆蓋件主體334的下表面上。
圖8是根據另一實施例的第一主體330a”的側剖視圖。圖8的第一主體330a”與圖4的第一主體330a的不同處在於，第一主體330”進一步包括貴金屬包覆層333及耐火氧化物層337，耐火氧化物層在貴金屬包覆層333的一個表面上。因此，在下文中，將主要描述這種差異，並且省略多餘的描述。
貴金屬包覆層333可至少在貴金屬包覆層333的上表面333US或下表面333LS上形成。貴金屬定義為耐腐蝕和氧化的金屬，例如鉑（Pt）、金（Au）、釕（Ru）、銠（Rh）、鈀（Pd）、銀（Ag）、鋨（Os）、銥（Ir）、銅（Cu）、和錸（Re）。在一些實施例中，貴金屬包覆層333可形成在覆蓋件主體334的上表面和下表面上。在一些實施例中，貴金屬包覆層333也可以形成在中心孔338的內表面上（對應於圖8的側壁部分SW）。
貴金屬包覆層333可包括例如鉑或鉑合金。例如，鉑合金可以是鉑與下述之金屬中的至少一者的合金：銠（Rh）、銥（Ir）、釕（Ru）、鈀（Pd）、和鋨（Os）。
耐火氧化物層337可以設置在貴金屬包覆層333的下表面333LS上。耐火氧化物層337由高度耐熱的氧化物材料製成。下表面333LS可以是面向攪拌容器320的表面。耐火氧化物層337覆蓋暴露至高溫的鉑或鉑合金，以減小暴露區域的面積，從而減少鉑的氧化還原反應以及所造成的在覆蓋件與攪拌容器之內表面上反應產物冷凝的可能性，在該內表面處，反應產物可能掉落至熔融玻璃MG中。這使得能夠減少由這種內含物引起的產品缺陷。
耐火氧化物層337的厚度可在約1密耳（= 0.001英吋）至約10密耳的範圍內。在一些實施例中，耐火氧化物層337的厚度可以在約2密耳（= 0.002英吋）至約8密耳的範圍內。
上面有耐火氧化物層337形成的貴金屬包覆層333的下表面333LS可經粗糙化。在一些實施例中，當藉由BS EN ISO 4287：2000標準測量時，貴金屬包覆層333的下表面333LS的粗糙度Ra可以在約0.1μm至約50μm的範圍內。這裡，Ra是算術平均粗糙度，是粗糙度分佈曲線的算術平均差。如果粗糙度Ra太大，則在形成耐火氧化物層337之後的平坦度可能不充分。如果粗糙度Ra太小，則耐火氧化物層337和貴金屬包覆層333之間的黏著可能不充分。
圖9A及圖9B是透視圖，顯示根據一個實施例的在第一主體330a的表面上形成耐火氧化物層337的方法。
參考圖9A，第一主體330a的外表面可覆蓋有無機陶瓷層336。貴金屬包覆層333可以設置在第一主體330a的上表面和下表面上。此外，貴金屬包覆層333也可至少部分地設置在第一主體330a的側壁SW上。
隨後，可粗糙化貴金屬包覆層333的下表面333LS。在圖9A中，為了方便理解，將第一主體330a上下倒轉，使得下表面333LS面朝上。粗糙化可以透過例如噴砂進行，但不限於此。於是，可獲得粗糙化的下表面333SB。
參考圖9B，耐火氧化物層337形成於貴金屬包覆層333的粗糙化下表面333SB上。
耐火氧化物層337可為包括氧化鋯（ZrO2 ）以作為主要成分的材料層。在一些實施例中，耐火氧化物層337可包括：約3重量%至約5重量%的氧化鈣（CaO）、約0.2重量%至約1重量%的二氧化矽（SiO2 ）、約0.2重量%至約1重量%的氧化鋁（Al2 O3 ）、及約0.5重量%至約3.5重量%的氧化鉿（HfO2 ），其餘為氧化鋯（ZrO2 ）和不可避免的雜質。耐火氧化物層337可進一步包括約0.01重量%至約0.3重量%的氧化鐵（Fe2 O3 ）和約0.01重量%至約0.9重量%的氧化鎂（MgO）。
在一些實施例中，耐火氧化物層337可包括：約1重量%至約2重量%的氧化鉿（HfO2 ）、約2.5重量%至約4.5重量%的氧化鈣（CaO）、約0.2重量%至約1.0重量%的二氧化矽（SiO2 ）、約0.3重量%至約1.2重量%的氧化鋁（Al2 O3 ）、約0.01重量%至約0.2重量%的氧化鐵（Fe2 O3 ）、約0.05重量%至約0.2重量%的二氧化鈦（TiO2 ）、和約0.01重量%至約0.1重量%的氧化鎂（MgO），其餘為氧化鋯（ZrO2 ）和不可避免的雜質。
在一些實施例中，耐火氧化物層337可藉由以電漿熔融源粉末並噴塗熔融的源粉末而形成。圖9B說明下表面333SB暴露的一部分，以顯示耐火氧化物層337能夠形成在下表面333SB上。然而，在其他實施例中，耐火氧化物層337可以形成在粗糙化的下表面333SB之整體上。
圖10說明根據一實施例的覆蓋件330的第一主體331a。第一主體331a可連同第二主體331b一起構成覆蓋件330。
參考圖10，沿著第一主體331a和第二主體331b之間的邊界區域BD突出的片部分339可設置在耐火氧化物層337下方。
儘管片部分339附接第一主體331a的下表面，但片部分339的突出部分可至少部分地與第二主體331b重疊。換言之，片部分339可以實質上完全覆蓋除了中心孔338之外的邊界區域BD。在一些實施例中，片部分339從第一主體331a朝第二主體331b突出的寬度G1可大於第一主體331a和第二主體331b之間的間隙G2。
片部分339可包括金屬或無機材料。在一些實施例中，片部分339可包括金屬，諸如鉑或鉑合金。在一些實施例中，片部分339可包括基於二氧化矽的無機材料、基於氧化鋯的無機材料、或是基於氧化鋁的無機材料。在一些實施例中，片部分339可包括鉑和銠的合金。
圖11A和11B是根據其他實施例的覆蓋件的第一主體331a’和331a”的截面視圖。
參考圖11A，片部分339可以直接附接至無機陶瓷層336的表面。圖11A的第一主體331a’可與圖10之實施例中的第一主體331a實質上相同，差異處在於省略耐火氧化物層337和貴金屬包覆層333。
參考圖11B，片部分339可以直接附接至貴金屬包覆層333的表面。圖11B的第一主體331a”可與圖10的實施例中的第一主體331a實質上相同，差異處在於省略耐火氧化物層337。
在下文中，將參考具體範例和比較例更詳細地描述本案揭露內容的組成和效果。然而，這些範例僅旨在闡明本案揭露內容，而非旨在限制本案揭露內容的範疇。
圖12是說明根據一實施例的用於測試無機陶瓷層的性能的氦氣洩漏測試設備的圖。
參考圖12，腔室51在一側上包括開口54，並且樣品SA固定在腔室51的開口54中。打開入口閥52以在樣品SA和腔室51之間沒有發生洩漏的狀態下，在預定壓力下供應氦氣（He），並且出口閥53關閉。
如果有較多的氣體所能通過樣品SA的路徑，則通過氦感測器43偵測到的氦洩漏量將增加。相反地，如果有較少的氣體所能通過樣品SA的路徑，則通過氦感測器43偵測到的氦洩漏量將減少。
在多孔AN485（可從Saint Gobain獲得）樣品上將無機陶瓷層形成達約3mm之厚度，無機陶瓷層包括：約85.05重量%的二氧化矽（SiO2 ）、約2.25重量%的氧化硼（B2 O3 ）、約3.25重量%的氧化鋁（Al2 O3 ）、約1.7重量%的氧化鈉（Na2 O）、約2.5重量%的氧化鉀（K2 O）、約4.1重量%的氧化鋅（ZnO）、及約1.15重量%的氧化鋯（ZrO2 ）。
將具有無機陶瓷層的樣品（範例1）和不含無機陶瓷層的樣品（比較例1）固定在腔室的開口處，並在上面執行氦氣洩漏測試。
結果，發現當形成無機陶瓷層時，氣體的洩漏減少到小於沒有無機陶瓷層時的洩漏的1/4，如圖13所說明。因此，可見無機陶瓷層可防止熱源所含的鉑被氧化。
圖14A和14B是範例2和3及比較例2和3的弛垂比較測試用的樣品的分解透視圖。
在條形體樣品61的表面上形成縱向凹槽61r，在凹槽61r中形成熱源（圖中未示）和無機填料63，然後在上面形成無機陶瓷層67（範例2）。除了將凹槽61r的延伸方向改成垂直於縱向的方向之外，以與範例2中相同的方式製造樣品。製造比較例2和3的樣品，該等樣品與範例2和3的樣品實質上相同，差異處在於並未形成無機陶瓷層67，以進行比較。
將這些樣品支撐在以預定間隔彼此隔開的兩個支撐件69上，然後在1,500℃下放置3天。然後，測量兩個支撐件69之間的中心處的弛垂長度，以獲得圖15中所示的結果。弛垂長度是原始高度和於1,500℃加熱3天後之高度之間的中心處的高度差。
參考圖15，可看出無論凹槽的延伸方向如何，無機陶瓷層67也有助於減少樣品的弛垂。範例2的弛垂長度小於比較例2的弛垂長度的三分之一。範例3的弛垂長度為約比較例3的弛垂長度的一半。
儘管已經參考本案揭露內容之實施例具體顯示及描述了本案揭露內容，但是應當理解，在不背離所附之請求項的精神和範疇的情況下，可以在形式和細節上進行各種改變。
10‧‧‧儲存容器 11‧‧‧批料 15‧‧‧驅動裝置 17‧‧‧控制器 19‧‧‧玻璃液高探針 21‧‧‧豎管 23‧‧‧通訊線路 43‧‧‧氦感測器 51‧‧‧腔室 52‧‧‧入口閥 53‧‧‧出口閥 54‧‧‧開口 61‧‧‧樣品 61r‧‧‧凹槽 63‧‧‧無機填料 67‧‧‧無機陶瓷層 69‧‧‧支撐件 100‧‧‧熔融容器 150‧‧‧第一導管 200‧‧‧澄清容器 250‧‧‧第二導管 300‧‧‧熔融玻璃攪拌腔室 310‧‧‧攪拌器 312‧‧‧葉片 314‧‧‧攪拌桿 320‧‧‧攪拌容器 330‧‧‧覆蓋件 330a、330a’、330a”‧‧‧第一主體 330b‧‧‧第二主體 331a、331a’、331a”‧‧‧第一主體 331b‧‧‧第二主體 332‧‧‧熱源 333‧‧‧貴金屬包覆層 333US‧‧‧上表面 333LS‧‧‧下表面 333SB‧‧‧粗糙化的下表面 334‧‧‧覆蓋件主體 334R‧‧‧凹槽 334f‧‧‧無機填料 336、336a、336p‧‧‧無機陶瓷層 337‧‧‧耐火氧化物層 338‧‧‧中心孔 339‧‧‧片部分 350‧‧‧第三導管 500‧‧‧遞送容器 600‧‧‧出口導管 650‧‧‧入口 700‧‧‧形成容器 750‧‧‧邊緣輥 G1‧‧‧寬度 G2‧‧‧間隙 IF‧‧‧界面 MG‧‧‧熔融玻璃 SA‧‧‧樣品 SW‧‧‧側壁部分
由以下詳細敘述並結合所附圖式，將會更清楚地理解本案揭露內容的實施例，其中：
圖1是根據本案揭露內容之實施例的玻璃製造設備的圖；
圖2是根據本案揭露內容之實施例的熔融玻璃攪拌腔室的透視圖；
圖3是根據本案揭露內容之實施例的覆蓋件的第一主體的透視圖；
圖4示出了沿圖3的線IV-VI’截取的截面；
圖5是一圖表，該圖表概念式顯示相對於沿圖4之線V-V’截取的截面的界定覆蓋件主體和無機陶瓷層之間的界面的方法；
圖6是根據本案揭露內容的另一實施例的覆蓋件的第一主體的側剖視圖；
圖7A至圖7C是側剖視圖，依序顯示根據本案揭露內容的實施例的製造覆蓋件之第一主體的方法；
圖8是根據本案揭露內容的另一實施例的覆蓋件的第一主體的側剖視圖；
圖9A和9B是透視圖，顯示根據本案揭露內容的實施例的在覆蓋件的第一主體之表面上形成耐火氧化物層的方法；
圖10示出了根據本案揭露內容的實施例的覆蓋件的第一主體；
圖11A和11B是根據本案揭露內容的其他實施例的覆蓋件的第一主體的剖視圖；
圖12是概念圖，顯示根據本案揭露內容的實施例的用於測試無機陶瓷層的性能的測試設備；
圖13是圖表，顯示對範例1和比較例1執行氦氣洩漏測試的結果；
圖14A和14B是範例2及3與比較例2及3的弛垂比較測試的樣品的分解透視圖；及
圖15是圖表，顯示對範例2及3與比較例2及3執行弛垂比較測試的結果。
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
250‧‧‧第二導管
300‧‧‧熔融玻璃攪拌腔室
310‧‧‧攪拌器
312‧‧‧葉片
314‧‧‧攪拌桿
320‧‧‧攪拌容器
330‧‧‧覆蓋件
330a‧‧‧第一主體
330b‧‧‧第二主體
332‧‧‧熱源
334‧‧‧覆蓋件主體
338‧‧‧中心孔
350‧‧‧第三導管
MG‧‧‧熔融玻璃

Claims (20)

  1. 一種攪拌腔室，包括：一攪拌容器，組裝成接收熔融玻璃；一覆蓋件，定位在該攪拌容器上；以及一攪拌器，穿過該覆蓋件且組裝成攪拌該熔融玻璃，其中該覆蓋件包括一覆蓋件主體以及一無機陶瓷層，該無機陶瓷層覆蓋該覆蓋件主體之一表面，該覆蓋件主體是多孔的，且該無機陶瓷層在與多孔的該覆蓋件主體接觸的一區域中部分地滲透到該覆蓋件主體的孔隙中。
  2. 如請求項1所述之攪拌腔室，其中該無機陶瓷層包括一玻璃層。
  3. 如請求項2所述之攪拌腔室，其中該玻璃層包括：約80重量%至約90重量%的二氧化矽(SiO2)、約1重量%至約3重量%的氧化硼(B2O3)、約2重量%至約5重量%的氧化鋁(Al2O3)、約1重量%至約3重量%的氧化鈉(Na2O)、約2重量%至約4重量%的氧化鉀(K2O)、約2重量%至約6重量%的氧化鋅(ZnO)、及約0.1重量%至約2重量%的氧化鋯(ZrO2)。
  4. 如請求項1所述之攪拌腔室，其中該覆蓋件主體包括一凹槽和配置在該凹槽內的一熱源。
  5. 如請求項4所述之攪拌腔室，其中該熱源保留在由一無機填料包圍的該凹槽中。
  6. 如請求項5所述之攪拌腔室，其中該無機陶瓷層覆蓋至少該覆蓋件主體的一頂表面和一底表面，以及該無機填料的一暴露部分。
  7. 如請求項6所述之攪拌腔室，其中該無機填料是一水泥。
  8. 如請求項1所述之攪拌腔室，其中該覆蓋件進一步包括一貴金屬包覆層，該貴金屬包覆層覆蓋至少該覆蓋件主體的一頂表面和一底表面，該貴金屬包覆層設置在該無機陶瓷層上。
  9. 如請求項8所述之攪拌腔室，其中該覆蓋件進一步包括一耐火氧化物層，該耐火氧化物層覆蓋該貴金屬包覆層的面向該攪拌容器之內部的一表面。
  10. 如請求項1所述之攪拌腔室，其中該覆蓋件具有一中心孔，該攪拌器穿過該中心孔，並且該覆蓋件沿著一邊界區域分成一第一主體和一第二主體，其中該第一主體包括在縱向上沿該邊界區域水平突出的一片部分。
  11. 如請求項10所述之攪拌腔室，其中該片部分至少部分重疊該第二主體。
  12. 如請求項11所述之攪拌腔室，其中該片部分設置在該第一主體的面向該攪拌容器之內部的一下部上。
  13. 一種攪拌腔室，包括：一攪拌容器，組裝成接收熔融玻璃；一覆蓋件，在該攪拌容器上；以及一攪拌器，穿過該覆蓋件且組裝成攪拌該熔融玻璃，其中該覆蓋件包括一覆蓋件主體，該覆蓋件主體具有一中心孔，而該攪拌器穿過該中心孔，該覆蓋件主體是多孔的，其中該覆蓋件主體包括沿著一邊界區域的一第一主體和一第二主體，且其中該第一主體包括在縱向上沿該邊界區域水平突出的一片部分。
  14. 如請求項13所述之攪拌腔室，其中該片部分至少部分重疊該第二主體。
  15. 如請求項13所述之攪拌腔室，其中該第一主體和該第二主體中的每一者的一表面由一無機陶瓷層所覆蓋。
  16. 如請求項15所述之攪拌腔室，其中該第一主體的一下部包括一貴金屬包覆層，並且該片部分附接到該貴金屬包覆層的一表面。
  17. 一種攪拌腔室，包括：一攪拌容器，組裝成接收熔融玻璃；一覆蓋件，在該攪拌容器上；及一攪拌器，穿過該覆蓋件且組裝成攪拌該熔融玻璃，其中該覆蓋件包括一貴金屬包覆層，該貴金屬包覆層至少在該覆蓋件的一下表面上，其中面向該熔融玻璃的該貴金屬包覆層的一表面由一耐火氧化物層所覆蓋，該耐火氧化物層包括：約3重量%至約5重量%的CaO、約0.2重量%至約1重量%的SiO2、約0.2重量%至約1重量%的Al2O3、約0.5重量%至約3.5重量%的HfO2、和餘量的ZrO2。
  18. 如請求項17所述之攪拌腔室，其中該耐火氧化物層進一步包含約0.01重量%至約0.3重量%的Fe2O3和約0.01重量%至約0.9重量%的MgO。
  19. 如請求項17所述之攪拌腔室，其中該耐火氧化物層的厚度為約2密耳至約8密耳。
  20. 如請求項17所述之攪拌腔室，其中該覆蓋件包括具有一中心孔的一覆蓋件主體，該攪拌器主體穿過該中心孔，該覆蓋件沿著一邊界區域分成一第一 主體和一第二主體，該邊界區域延伸穿過該中心孔，其中該第一主體和該第二主體之各者的一表面由一無機陶瓷層覆蓋，並且水平突出跨越該邊界區域的一片部分設置在該第一主體上。
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