Float camın kalay yüzü ve hava yüzü: krom kaplama yüzünde fark ne kadar

Float camın kalay banyosuyla temas eden yüzünde birkaç mikrometre derinliğinde bir kalay difüzyon katmanı vardır. Bu makale difüzyon modeliyle kalay derişim profilini kestirir, 254 nm UV lamba ile kalay yüzünün tanınmasını anlatır, ısıda buğulanma, yapışma ve dayanım farklarından hangilerinin güvenilir hangilerinin yerinde ölçülmesi gerektiğini karşılaştırır ve kaplama yüzü seçimi ile işaretlemeyi verir.

Float cam erimiş kalay banyosu üzerinde şekillenir: alt yüz kalaya değer, üst yüz koruyucu atmosfere bakar. Şekillendirme sıcaklığında kalay alt yüze yayılır; böylece «kalay yüzü» ile «hava yüzü» bileşimde ayrılır. Gözle neredeyse ayırt edilemezler, ancak krom çizgilemeden önce yıkama, fırınlama ve film yapışması farklı olabilir. Önce kalayın ne kadar derinlere gittiği, sonra kalay yüzünün nasıl tanınacağı, en sonda hangi farkların sağlam hangilerinin kendi ölçümünüzle doğrulanması gerektiği ele alınır.

Şekil 1 – Kalay difüzyon profilinin oluşumu ve UV floresans karşıtlığı: solda derinlik renk bandı ve derişim profili (örnek C_s = 3 wt%, nihai L_D = 4 μm); sağda aynı levhada hava yüzü üste (ışıma yok) ve kalay yüzü üste (floresans)

Kalay difüzyon profili: birkaç ila on mikrometreden fazla

Kalay cama başlıca Sn²⁺ olarak girer ve içe doğru azalır. En yalın birinci mertebe model, yüzey derişimi sabit Fick’in ikinci yasasıdır:

C(x, t) = C_s · erfc( x / (2 L_D) ), L_D = √(D·t)

burada x kalay yüzü yüzeyinden derinlik, C_s yüzey derişimi, D difüzyon katsayısı, t temas süresi, L_D difüzyon uzunluğudur. Bildirilen yüzey içerikleri birkaç wt% SnO₂ mertebesinde, derinlikler birkaç ila on mikrometreden fazladır; demir oranı, banyo sıcaklığı ve bekleme süresiyle büyük değişir. Örnek parametreler C_s = 3 wt%, L_D = 4 μm (varsayım, belirli ürüne bağlı değil):

Derinlik x (μm)	0	2	4	8	12	16
SnO₂ (wt%)	3,0	2,17	1,44	0,47	0,10	0,014

Derişimin 1, 0,1 ve 0,01 wt%’ye indiği derinlikler 5,5, 12,0 ve 16,6 μm’dir ve L_D ile orantılıdır: L_D = 2 μm’de 2,7, 6,0 ve 8,3 μm; L_D = 6 μm’de 8,2, 18,1 ve 24,9 μm (Şekil 2). Örnekteki kalay toplamı yaklaşık 0,34 g/m² SnO₂’ye karşılık gelir – azdır ama tümü en dıştaki birkaç mikrometrede toplanmıştır. Gerçek profillerde yüzeye yakın doygunluk bölgesi ve Sn²⁺/Sn⁴⁺ dağılımı vardır; erfc yalnızca birinci mertebe yaklaşımdır, sayılar mertebe içindir.

Şekil 2 – Farklı difüzyon uzunluklarında kalay derişim profilleri (yarı logaritmik): 0,01 wt%’ye inmek için gereken kaldırma derinliği yaklaşık 8–25 μm

Doğrudan sonuç: birkaç mikrometrelik hafif parlatma kalayı kaldırmaz. Örnek profilde 5 μm taşlandıktan sonra yüzeyde hâlâ yaklaşık 1,1 wt% kalır ve kalay toplamının yaklaşık %26’sı korunur; 10 μm’den sonra yaklaşık 0,23 wt% ve yaklaşık %4; ancak 15 μm’den sonra yaklaşık 0,02 wt%’ye iner. Tek bir taşlama geçişi çoğu kez onlarca μm kaldırır; bu yüzden taşlanıp parlatılmış alt tabakalarda kalay yüzü çoktan gitmiştir, yalnızca yıkanmış veya «ateşle parlatılmış» ham levhada ise kalır.

Kalay yüzü nasıl tanınır

254 nm UV lamba. Karanlıkta kısa dalga UV lamba (dalga boyu yaklaşık 254 nm) ile cama eğik ışık verin: kalay yüzü yüzeyi zayıf mavimsi-beyaz floresans verir, hava yüzü neredeyse parlmaz – sahada yaygın tanıma yöntemi. Dikkat: yalnızca kısa dalga UV işe yarar, uzun dalga UV lambalar genelde yetmez; cam 254 nm’de güçlü soğurur, bu yüzden lamba kalay yüzü tarafından aydınlatmalıdır – kalay yüzü altta iken UV giremez ve levha «floresanssız» görünür, yanlış yargıya yol açar; floresans zayıftır, karanlıkta eğik bakın ve bilinen bir kalay yüzü numunesiyle karşılaştırın. UV lambalar göz ve deriye zarar verebilir: UV koruyucu gözlük zorunlu, tüpe bakmayın.

Diğer kanıtlar. Havada ısıtınca kalay yüzü buğulanabilir (sonraki bölüm); iki yüzün kırılma indisi farkı tanıma için çok küçüktür; taşlanıp parlatılmış alt tabakalarda kalay çoktan gitmiştir, floresans yöntemi uygulanmaz.

Hangi farklar güvenilir, hangileri ölçülmeli

Şekil 3 farkları üç banda ayırır.

Yüksek güven: kalay içeriği ve floresans – yukarıdaki mertebeler güvenle kullanılabilir.

Orta güven: düşük demirli cam yükseltgen atmosferde ısıtılınca Sn²⁺ Sn⁴⁺’e yükseltgenir, hacim değişimiyle buğulanma veya buruşma («tin bloom» / kalay buğusu) oluşabilir; demir ve atmosfer şiddeti değiştirir, mekanizma ve sıcaklık penceresi raporları farklıdır. Yüzey kusurları da yüze göre değişir: kalay yüzünde tav rulosu izi ve yapışık kalay, hava yüzünde yukarıdan düşen kalay damlası ve üst rulo izi olabilir; giriş muayenesinde yüz yüz kontrol edin.

Evrensel sonuç yok: krom film ve yapıştırıcı yapışması ile nem–ısı dayanımı veya küf lekeleri – bazı raporlar kalay yüzünü, bazıları tersini yeğler, yön belirsiz. Olası nedenler yüzey kimyası, kalıntı kirlilikler ve yıkama etkililiğinin tesisler arası farkıdır; başkasının sonucunu kendi sürecinize taşıyamazsınız. Kendi yıkama ve kaplama sürecinizle yapışma (çapraz kesik, bant) ve nem–ısı deneyleri yapın.

Şekil 3 – Kalay yüzü / hava yüzü farklarının özeti ve güven düzeyi: kırmızı maddeler yerinde ölçülmelidir

Kaplama yüzü seçim önerileri

Önce tutarlılık: aynı enkoder disk partisinde hep aynı yüzü kullanın, karıştırmayın ve «kaplama yüzü»nü proses kartına yazın.
Proses kanıtı yoksa varsayılan hava yüzüdür: kalay yok, kalay buğusu yok, kalay floresans arka planı yok; 300 nm altı derin UV pozlama veya denetimde daha temiz olabilir (ölçüm gerekir). Bu muhafazakâr bir varsayılandır, kanıtlanmış üstünlük değildir.
Girişte UV lamba ile kalay yüzünü işaretleyin veya kesimde sabit bir köşe çentiği bırakın.
Kalay yüzü kullanılmak zorundaysa (ör. diğer yüzün yüzey kalitesini korumak için) önce yapışma ve nem–ısı karşılaştırma deneyleri, sonra karar.
Her iki yüzü de kaplanan disklerde fark yok sayılabilir; yine de her yüzün yönü kaydedilmelidir.
Taşlama ve parlatmadan sonra kaldırmaya göre bakın: yaklaşık 10 μm’den az kaldırma hâlâ kalay bırakabilir.

Mühendislik notları

Kalay yüzü ile hava yüzü 254 nm UV lamba ile tanınır; yalnızca kalay yüzü tarafından aydınlatın ve her zaman gözlük takın.
Kalay derişimi derinliği difüzyon uzunluğuyla doğrusal büyür: birkaç μm’lik hafif parlatma kalayı kaldırmaz; örnekte 0,02 wt% altına inmek için yaklaşık 15 μm kaldırma gerekir.
Düşük demirli camı havada yüksek sıcaklıkta fırınlamadan önce kalay yüzü yönünü doğrulayın, «kalay buğusu»nu önleyin.
Yapışma, nem–ısı dayanımı ve küf lekelerinde yüzler arası farkın evrensel sonucu yoktur; tesis prosesiyle ölçün.
Giriş muayenesinde kusurları yüze göre kontrol edin: kalay yüzünde rulo izi ve yapışık kalay, hava yüzünde kalay damlası.
Parti başına yalnızca bir kaplama yüzü kullanın ve proses kartına yazın.

Özet

Kalay yüzü, hava yüzünde olmayan birkaç–on mikrometreden fazla derinlikte bir kalay difüzyon katmanı taşır ve 254 nm UV floresans ile tanınır. Örnek erfc profili, kalayın çok düşük düzeye inmesi için yaklaşık 15 μm kaldırılması gerektiğini gösterir. Kalay içeriği ve floresans güvenilirdir; ısıda buğulanma ve kusur tipleri yüze göre kontrol edilmelidir; yapışma ve dayanımda evrensel sonuç yoktur. Bir yüz seçip sabitlemek ve kendi prosesinizle doğrulamak, başkasının sonucunu aktarmaktan daha güvenilirdir.

Çince orijinal makalenin çevirisi (0567). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com