什么是超白玻璃?它是如何定义的?
超白玻璃是一种铁(Fe)含量极低的钠钙硅酸盐玻璃,通过严格原料提纯和工艺控制实现超高透光率与低色差,其核心特征便是在可见光透射比 ≥ 91.5%(6mm厚度),由于普通玻璃因Fe??显绿,超白玻璃要求满足边缘无明显绿色调。
最早的超白玻璃(1970s)原本是为太阳能电池开发(由于其独特的高透光率),后因光学性能被建筑/光学领域采用;超白玻璃的白,是指玻璃本体颜色接近无色,要求低铁削弱Fe??/Fe??的绿/黄吸收带。超指透光率超越普通玻璃(普通浮法玻璃透光率≈89%,超白≥91.5%),由于这些特征使得它备受光学加工行业的喜爱。
材料组成与关键工艺
(1)基础配方(钠钙硅玻璃体系)
成分 | 普通玻璃占比 | 超白玻璃要求 | 作用 |
SiO? | 70-75% | >73% 高纯度 | 骨架,决定强度 |
Na?O | 12-16% | 13-15% | 降低熔点 |
CaO | 8-12% | 9-11% | 化学稳定性 |
Fe?O? | 0.1-0.3% | ≤0.015%(150ppm) | 核心控制项 |
(2)制造工艺核心难点
步骤 | 普通玻璃工艺 | 超白玻璃关键技术突破 |
原料提纯 | 普通石英砂(含铁500ppm+) | 酸洗石英砂(铁≤80ppm)+ 磁选除铁 |
熔融 | 常规耐火砖窑炉 | 铂金/刚玉内衬窑炉(避免铁污染) |
成型 | 标准浮法锡槽 | 锡槽气氛精密控制(防氧化铁生成) |
退火 | 常规工艺 | 延长退火时间减少应力杂质 |
通过上面的配方w66国际·利来(中国)APP下载都知道,铁以Fe??(吸收峰540nm绿光)和Fe??(吸收峰380nm紫外)形式存在,降低透光率并导致玻璃绿边效应。超白玻璃要求将铁含量降至普通玻璃的1/10以下,以达到显著削弱光吸收。
目前国际对超白玻璃的定义,全球主流标准统一以透光率与铁含量为判定基准,ISO 9050标准要求其可见光透射比(6mm厚)≥ 91.5%,EN 410标准要求太阳光直接透射比 ≥ 91%,ASTM C1036标准要去其铁含量(Fe?O?)≤ 0.015%(150ppm) 。
正因为这些独特的标准存在,使得超白玻璃成为高端光学镀膜的理想基材,具体如下:
特性 | 对镀膜的积极影响 |
高透光基底 | 镀膜前透光率高 → 膜层设计更自由,无需补偿基材吸收损失 |
低色散均匀性 | 基材无杂色 → 镀膜显色更纯正(e.g. AR增透膜无色差,金属膜显色饱和) |
表面平整度优 | 浮法工艺+低杂质 → 膜层附着力强,不易龟裂 |
低自爆率(钢化后) | 镀膜后安全性更高(膜层成本高,自爆损失大) |
核心光学特性数据
参数 | 超白玻璃(6mm) | 普通玻璃(6mm) | 科学意义 |
可见光透射比(%) | 91.5-92.5 | 88-89 | 透光能力↑ 3-4% |
紫外线透射比(%) | 75-80 | 40-50 | 博物馆需防UV,植物照明有利 |
色坐标偏差(ΔE) | <0.5 | 2-3 | 人眼可辨色差阈值ΔE=1.0 |
折射率(n???nm) | 1.52±0.001 | 1.52±0.005 | 膜系设计容差更大 |
总的来说,超白玻璃以突破性的铁杂质清除技术(原料深度提纯+无污染熔炼)构筑护城河,成为光伏行业突破光能转化瓶颈的核心载体、高端光学镀膜基材纯净度的终极解决方案、以及建筑领域实现视觉隐形的物理基础。其工艺复杂性形成的天然产能枷锁(仅少数厂商掌握全链条提纯技术),在碳中和推动光伏装机量激增与消费电子光学升级的双重夹击下,将长期维持不可撼动的特种玻璃金字塔地位。