1. Контроль та управління якістю покриттів, одержуваних по золь-гель технології
управління модифікований плівка
Для додання склу необхідних експлуатаційних властивостей необов'язково змінювати його склад. Цей же ефект можна отримати за допомогою нанесення на поверхню скла тонких плівок. Процес називається модифицированием, і з його допомогою зі звичайного листового скла отримують декоративні, світлозахисні, електропровідні, енергозберігаючі, що самоочищаються і т. Д. Вироби. В даний час відомо багато способів нанесення тонкошарових покриттів (Пк) на листове скло: атмосферний плазмове напилення, наплавлення, полум'яне високошвидкісне напилення, гальванічний спосіб, електродугова наплавка в холодному газі, золь-гель спосіб, метод фізичного вакуумного напилення, хімічне осадження з парової фази і т. д. Всі методи поділяються на дві великі групи: фізичні та хімічні. Фізичні дозволяють отримувати скло, покрите плівкою (Пл) з практично необмеженою кількістю шарів різноманітного складу, тому виробу можна повідомити властивості, близькі до ідеальних. Таке скло вимагає дбайливого поводження через невисоку міцності покриття.
Хімічними методами отримують міцні, довговічні Пл, але особливості існуючої технології обмежують число шарів в покритті і звужують діапазон зміни корисних властивостей модифікованого вироби. Збільшити «багатошаровість» можна за допомогою молекулярного (іонного) наслаивания напівпровідникових матеріалів з водних розчинів, що містять катіони і аніони, що дають при взаємодії важкорозчинні сполуки у вигляді Пл. Залежно від потрібних оптичних, теплофізичних та електричних параметрів загальна кількість циклів може досягати 20-30.
Найбільш простим у виконанні, дешевим є хімічний золь-гель спосіб нанесення Пк. Плівки наносять з колоїдних плівкоутворюючих розчинів (ПОР) методами занурення, центрифугування, набризкування на нагріте до 500-600 о С або холодне скло. В останньому випадку Пк закріплюють випалюванням при температурі на ~ 100 о С нижче температури початку деформації протягом 15-60 хв.
Пошукові роботи, спрямовані на отримання модифікованого скла різного призначення, почали розвиватися приблизно з середини ХХ ст. У Росії виробництво виробів з золь-гель плівками знаходиться в стадії розробки та дослідно-промислового освоєння, тому необхідні всебічні дослідження всіх етапів одержання модифікованого скла. Далі викладено досвід контролю зразків при розробці сонцезахисних теплоотражающих стекол - «холодних» вікон. Такі стекла перешкоджають перегріву приміщень в літній час, тому їх застосування особливо актуально для південних регіонів Росії.
Технологічна схема одержання модифікованого золь-гель плівкою вироби наведена на рис.1
управління контроль плівка
Рис. 1 Технологічна схема отримання скла з покриттям
В якості підкладки використовують листове безбарвне флоат-скло марок М1-М4. На його поверхні не повинно бути подряпин, крапель олова, відкритих бульбашок. Краї обробляють («заточують»), наприклад, наждачним бруском щоб уникнути травм. Перед нанесенням покриття скло очищають у дві стадії: водно-аміачної суспензією глинозему і водною суспензією поліріта. Якість підготовки поверхні контролюють візуально на установці «Візит», що представляє собою вертикальний дерев'яний стелаж, оснащений потужними лампами денного світла. Після очищення можна торкатися руками до робочих поверхонь скла.
У залежності від призначення складу покриття підбирається експериментальним шляхом. У сонцезахисні теплоотражающие Пк вводять оксиди c високими значеннями показників заломлення, від яких залежить коефіцієнт відбиття Пл, і оксиди d-елементів, що визначають загальне світлопропускання у видимій області спектра. Такі вироби застосовують для зовнішнього скління будівель і споруд. Вони повинні мати коефіцієнт дзеркального відбиття не менше 30% у видимій області спектра і загальне світлопропускання не нижче 50%, володіти хорошою міцністю, мікротвердістю, хімічною стійкістю.
Плівкоутворюючий розчин повинен добре змочувати очищену скляну підкладку, щоб отримана після випалу плівка рівномірно і без розривів покривала скло. Це завдання вирішується на стадії пошукових робіт. ПОР складається з низькокиплячого розчинника і плівкоутворюючих оксидів. Розчинником часто є порівняно низькотоксичні етанол. Для введення плівкоутворюючих оксидів застосовують алкоксиди кремнію, титану та азотнокислі або солянокислим солі інших компонентів. Вихідні матеріали повинні добре розчинятися в етиловому спирті і легко гидролизоваться домішкою води в присутності кислотних або лужних каталізаторів. Частіше використовують кислоти, оскільки в їх присутності золь, що містить алкоксиди, піддається тривимірної конденсації, утворюючи аморфну ??сітку. Алкоксиди - це елементоорганіческіе ...
