一种快速准确监测玻璃氧化还原性的方法技术

本发明专利技术一种快速准确监测玻璃氧化还原性的方法，包括：步骤1，制备一系列不同Fe

A Rapid and Accurate Method for Monitoring the Redox Property of Glass

The invention provides a fast and accurate method for monitoring the redox property of glass, including: step 1, preparing a series of different Fe.

【技术实现步骤摘要】
一种快速准确监测玻璃氧化还原性的方法
本专利技术属于玻璃基板制造领域，涉及一种使用紫外-可见光谱吸收法来确定玻璃中Fe2+和Fe3+比例从而达到实时监测控制生产过程中玻璃的氧化还原性的目的，具体涉及一种快速准确监测玻璃氧化还原性的方法。
技术介绍
用于平板显示技术的基板玻璃厚度在0.3mm～1.0mm之间，它是平板显示器中的关键部件之一。平板显示对玻璃基板内影响其光学、机械强度、热稳定性和表面涂覆性能的铂铑类和气态类(如气泡等)夹杂物要求极高，因此在玻璃基板的生产过程中对这类缺陷的控制尤其重要。在玻璃基板的多种生产工艺中，溢流下拉法由于生产过程中玻璃基板表面只与空气接触，且都是原始面，生产的玻璃基板无需经过研磨抛光就可直接使用，是全球最先进的主流生产工艺，其技术关键是高温熔制的玻璃液流入铂金供料道系统，然后经澄清、均化、温度调节，在成形装置中形成玻璃基板。铂金通道作为载体和介质在长期的高温工作条件下，由于气氛和玻璃料方等因素的影响会出现氧化挥发析晶、表面结构疏松等现象，并在玻璃中形成铂铑类缺陷，大大降低了玻璃基板质量和铂金通道的使用寿命。为了延长铂金通道的使用寿命和减少玻璃基板中的铂铑类缺陷，生产过程中的气氛和玻璃液的氧化还原指数的控制尤为重要。而对于气态的夹杂物，在生产制造中要另外加以控制，加入一种或者多种澄清剂。澄清剂的功效取决于其氧化物的氧化态，这与玻璃基板的氧化还原性是直接关联的。因此，为了控制玻璃基板中铂铑类和气态类夹杂物这些缺陷，就需要监测玻璃的氧化还原性，而玻璃的氧化还原状态直接影响着玻璃基板中的亚铁离子和铁离子的相对含量。因此，通过监测玻璃基板中亚铁离子和铁离子的相对含量来监测玻璃的氧化还原性，但是由于玻璃基板中的铁离子含量在ppm量级，含量很少，所以传统的一些观测手段，诸如：X射线光电子能谱仪、穆斯堡尔谱等这类仪器方法由于其操作费时、成本高、检出限高不适用于玻璃基板中铁离子的观测；另外，湿化学滴定法由于滴定终点判定的问题使得检测结果误差大，重复性差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种快速准确监测玻璃氧化还原性的方法，能够快速准确的实时监测玻璃中Fe2+/Fe3+比值，为玻璃生产过程中原料和气氛的控制提供实验依据，对产线的实际生产条件进行把控。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种快速准确监测玻璃氧化还原性的方法，包括如下步骤，步骤1，制备一系列不同Fe2+及Fe3+含量的标准玻璃基板样品，测量其Fe2+及Fe3+含量，并测量其紫外-可见吸收光谱，拟合获得Fe2+含量与Fe2+吸收峰积分面积的关系，以及Fe3+含量与Fe3+吸收峰积分面积的关系；步骤2，将多块产线玻璃基板叠放在一起，测量其紫外-可见吸收光谱；步骤3，对步骤2得到的紫外-可见吸收光谱中Fe2+及Fe3+的吸收峰分别进行积分，得到Fe2+及Fe3+吸收峰积分面积，根据步骤1中得到的Fe2+及Fe3+含量与紫外-可见吸收光谱吸收峰积分面积的关系，计算Fe2+和Fe3+的含量，并计算Fe2+/Fe3+比值。优选的，步骤1中，测量Fe2+及Fe3+含量的方法为：利用邻菲罗啉分光光度法测定标准玻璃基板样品中总铁离子的含量，利用硫氰酸铵分光光度法测定标准玻璃基板样品中Fe3+的含量，然后根据总铁离子和Fe3+的含量计算出Fe2+的含量。优选的，步骤1中，拟合得到的Fe3+含量与玻璃基板在370～400nm波段的吸收峰积分面积之间的拟合方程是：x＝1.104×S370-400nm+2.906×10-2(1)Fe2+含量与玻璃基板在520～1100nm波段的吸收峰积分面积之间的拟合方程是：y＝7.670×10-3×S520-1100nm+2.011×10-2(2)其中，x表示玻璃基板中Fe3+的含量，单位为wt％；S370-400nm表示玻璃基板在370～400nm波段的吸收峰积分面积；y表示玻璃基板中Fe2+的含量，单位为wt％；S520-1100nm表示玻璃基板在520～1100nm波段的吸收峰积分面积。优选的，步骤1中的标准玻璃基板样品为单位厚度的玻璃基板，步骤2中将得到的紫外-可见吸收光谱中的吸光度数据对叠加后的玻璃基板厚度进行归一化，得到单位厚度玻璃基板的紫外-可见吸收光谱。优选的，步骤1和步骤2中，测量的紫外-可见吸收光谱的波段范围为350nm～1100nm，Fe3+的吸收峰对应370～400nm，Fe2+的吸收峰对应520～1100nm。优选的，步骤2中，具体是将5～20块玻璃基板叠放在一起。优选的，步骤2中，对得到的紫外-可见吸收光谱进行平滑处理和去基底处理。进一步的，平滑处理和去基底处理具体采用Origin数据处理软件进行。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术所述的快速准确监测玻璃氧化还原性的方法，首先建立Fe2+含量与Fe2+吸收峰积分面积的关系，以及Fe3+含量与Fe3+吸收峰积分面积的关系，后续只需要对生产的玻璃基板进行紫外-可见吸收光谱测量，得到Fe2+吸收峰积分面积和Fe3+吸收峰积分面积，再利用Fe2+含量与Fe2+吸收峰积分面积的关系以及Fe3+含量与Fe3+吸收峰积分面积的关系即可计算出Fe2+和Fe3+的含量，根据Fe2+/Fe3+比值得到玻璃氧化还原性信息，即本专利技术后续只需要测试玻璃基板的紫外-可见吸收光谱，计算得到结果，操作简单，需要的时间短，可快速得到结果。多片玻璃叠加检测，可以克服玻璃中铁含量较少的缺点，便于提高检测准确度，减小误差，扩大此检测方法的使用范围。本专利技术可以通过产线上取样的玻璃中亚铁离子和铁离子的比值来获得产线上实时的氧化还原性信息，结合之前的实际生产数据和实时的缺陷不良情况来迅速给出对策，进而提高铂金通道的使用寿命和减少玻璃中的固态铂铑类和气泡类缺陷，提高生产良率。进一步的，标准玻璃基板样品为单位厚度的玻璃基板，这样当建立Fe2+含量与Fe2+吸收峰积分面积的关系以及Fe3+含量与Fe3+吸收峰积分面积的关系之后，可以通过叠层测量不同厚度玻璃基板的紫外-可见吸收光谱，只需要将得到的紫外-可见吸收光谱归一化，得到单位厚度玻璃基板的紫外-可见吸收光谱即可使用上述建立的关系进行计算，不需要每种规格厚度的玻璃基板建立一套关系式，提高其使用范围，节省工作量。进一步的，对紫外-可见吸收光谱进行平滑处理和去基底处理，可以消除仪器噪声对测量数据的影响，提高处理精准度。附图说明图1为玻璃基板的紫外-可见吸收光谱在经过归一化、平滑和去基底等处理后获得的单位厚度吸光度和波长之间的图谱。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。通过制备一系列不同Fe2+及Fe3+含量的单位厚度的标准玻璃基板样品，见下表1。利用邻菲罗啉分光光度法测定标准玻璃基板样品中总铁离子(ΣFe)的含量(单位wt％)，利用硫氰酸铵分光光度法测定标准玻璃基板样品中三价铁离子(Fe3+)的含量(单位wt％)，然后根据ΣFe和Fe3+的含量计算出Fe2+含量。通过紫外-可见分光光度计测定该一系列标准玻璃基板样品在350～1100nm波段范围内的吸收光谱。通过数据拟合得到标准玻璃基板样品中Fe2+及Fe3+含量与其在520～1100nm和370～40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速准确监测玻璃氧化还原性的方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，制备一系列不同Fe2+及Fe3+含量的标准玻璃基板样品，测量其Fe2+及Fe3+含量，并测量其紫外‑可见吸收光谱，拟合获得Fe2+含量与Fe2+吸收峰积分面积的关系，以及Fe3+含量与Fe3+吸收峰积分面积的关系；步骤2，将多块玻璃基板叠放在一起，测量其紫外‑可见吸收光谱；步骤3，对步骤2得到的紫外‑可见吸收光谱中Fe2+及Fe3+的吸收峰分别进行积分，得到Fe2+及Fe3+吸收峰积分面积，根据步骤1中得到的Fe2+及Fe3+含量与紫外‑可见吸收光谱吸收峰积分面积的关系，计算Fe2+和Fe3+的含量，并计算Fe2+/Fe3+比值。

【技术特征摘要】
1.一种快速准确监测玻璃氧化还原性的方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，制备一系列不同Fe2+及Fe3+含量的标准玻璃基板样品，测量其Fe2+及Fe3+含量，并测量其紫外-可见吸收光谱，拟合获得Fe2+含量与Fe2+吸收峰积分面积的关系，以及Fe3+含量与Fe3+吸收峰积分面积的关系；步骤2，将多块玻璃基板叠放在一起，测量其紫外-可见吸收光谱；步骤3，对步骤2得到的紫外-可见吸收光谱中Fe2+及Fe3+的吸收峰分别进行积分，得到Fe2+及Fe3+吸收峰积分面积，根据步骤1中得到的Fe2+及Fe3+含量与紫外-可见吸收光谱吸收峰积分面积的关系，计算Fe2+和Fe3+的含量，并计算Fe2+/Fe3+比值。2.根据权利要求1所述的快速准确监测玻璃氧化还原性的方法，其特征在于，步骤1中，测量Fe2+及Fe3+含量的方法为：利用邻菲罗啉分光光度法测定标准玻璃基板样品中总铁离子的含量，利用硫氰酸铵分光光度法测定标准玻璃基板样品中Fe3+的含量，然后根据总铁离子和Fe3+的含量计算出Fe2+的含量。3.根据权利要求1所述的快速准确监测玻璃氧化还原性的方法，其特征在于，步骤1中，拟合得到的Fe3+含量与玻璃基板在370～400nm波段的吸收峰积分面积之间的拟合方程是：x＝1.104×S370-400nm+2.906×10-2(1)Fe2+含量与玻璃基板在520～1100nm波段的吸收峰积分面...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢长征，祖琳，徐莉华，
申请(专利权)人：彩虹显示器件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61