玻璃与基材科学
浮法玻璃的锡面与空气面：哪一面镀铬，差别有多大
浮法玻璃与锡液接触的一面含有微米量级深的锡扩散层。本文用扩散模型估算锡浓度剖面，说明用 254 nm 紫外灯识别锡面的方法，比较两面在加热起雾、附着和耐久上哪些有把握、哪些必须自测，并给出镀膜面选择与标记办法。
浮法玻璃在熔融锡液面上成形，下表面与锡液接触，上表面朝向保护气氛。成形温度下锡会扩散进下表面，使“锡面”与“空气面”成分不同。肉眼几乎看不出区别，但镀铬刻线前的清洗、烘烤和膜层附着可能因此不同。本文先算锡进入玻璃有多深，再说怎样认出锡面，最后区分哪些差别有把握、哪些要自己测。
锡扩散剖面：数微米到十余微米
锡以 Sn²⁺ 为主进入玻璃，向内逐渐变少。最简单的一阶模型是表面浓度恒定的菲克第二定律：
C(x, t) = C_s · erfc( x / (2 L_D) )，L_D = √(D·t)
其中 x 为距锡面表面的深度，C_s 为表面浓度，D 为扩散系数，t 为接触时间，L_D 称扩散长度。文献报道的表面含量约几个 wt% SnO₂ 量级、深度从数微米到十几微米不等，随玻璃含铁量、锡槽温度和停留时间变化很大。下面取示例参数 C_s = 3 wt%、L_D = 4 μm（假设值，不对应具体产品）：
| 深度 x（μm） | 0 | 2 | 4 | 8 | 12 | 16 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SnO₂（wt%） | 3.0 | 2.17 | 1.44 | 0.47 | 0.10 | 0.014 |
浓度降到 1、0.1、0.01 wt% 所需的深度为 5.5、12.0、16.6 μm，与 L_D 成正比：L_D = 2 μm 时是 2.7、6.0、8.3 μm，L_D = 6 μm 时是 8.2、18.1、24.9 μm（图2）。示例的锡总量折合约 0.34 g/m² SnO₂，量很小，但全部集中在表层几微米。实际剖面在最表层有饱和区和 Sn²⁺/Sn⁴⁺ 分布，erfc 只是一阶近似，数值只当量级用。
这给出一条直接的推论：只轻抛几微米去不掉锡。示例剖面磨去 5 μm 后表面仍有约 1.1 wt%，还保留约 26% 的锡总量；去除 10 μm 后降到约 0.23 wt%、约 4%；去除 15 μm 才降到约 0.02 wt%。单次研磨的去除量常有几十 μm，所以研磨加抛光的基片锡面已被去掉，而只经清洗或“火抛”的原片没有。
怎样认出锡面
254 nm 紫外灯。 在暗处用短波紫外灯（波长约 254 nm）斜照玻璃，锡面表层会发出较弱的蓝白色荧光，空气面几乎不发光，这是常用的现场识别法。要点：一是只有短波紫外有效，长波紫外灯通常不行；二是玻璃本身在 254 nm 处吸收强，所以灯必须从锡面一侧照，锡面朝下时紫外进不去，看起来“无荧光”，容易误判；三是荧光很弱，应在暗室、斜视观察，并拿一块已知的锡面样片对比。紫外灯有伤眼伤皮肤的风险，必须戴防紫外护目镜，不要直视灯管。
其他旁证。 空气中加热时锡面可能起雾（见下节）；两面的折射率差别很小，不适合作识别手段；磨抛过的基片，锡已去掉，荧光法不再适用。
哪些差别有把握，哪些要自己测
图3 把差别分成三档。
把握较高： 锡含量和荧光，上面的数量级可以放心用。
把握中等： 低铁玻璃的锡面在氧化性气氛中加热时，Sn²⁺ 氧化为 Sn⁴⁺ 并伴随体积变化，可能出现起雾、起皱，常称“锡雾”；含铁量与气氛不同，现象轻重不一，机理和温度阈值各家报道不一。表面缺陷也按面不同：锡面可有退火辊印、粘锡，空气面可有上方落锡滴和顶辊痕，来料要按面检查。
没有普适结论： 铬膜、胶层的附着，以及湿热耐久、霉点，有些报道说锡面更好，也有报道说更差，方向不定。原因可能是锡面的表层化学、残留杂质和清洗效果各厂不同，不能把别人的结论搬到自己的工艺上，应当用自己的清洗与镀膜工艺做附着试验（划格、胶带）和湿热试验。
镀膜面选择建议
- 一致性优先：同一批码盘固定用同一面，不要混用，并把“镀膜面”写进工艺卡。
- 没有工艺证据时，默认选空气面：没有锡，不存在锡雾，也没有锡的荧光背景，对 300 nm 以下的深紫外曝光或检测可能更干净（需实测）。这是保守默认，不是已证明的优势。
- 用紫外灯在来料处标记锡面，也可在切割时按固定规则落一个缺角，方便识别。
- 若必须用锡面（如需要保留另一面的表面质量），先做附着与湿热对比试验，再定。
- 对两面都要镀膜的盘，差异可以忽略，但仍应记录每一面的朝向。
- 研磨抛光后的基片按去除量判断：去除小于约 10 μm 时仍可能带锡。
工程要点
- 锡面与空气面可以用 254 nm 紫外灯识别，只能从锡面一侧照，且必须戴护目镜。
- 锡浓度深度随扩散长度线性放大：数 μm 的轻抛去不掉锡，示例中去除 15 μm 才降到 0.02 wt% 以下。
- 低铁玻璃在空气中高温烘烤前先确认锡面朝向，避免“锡雾”。
- 附着、湿热耐久、霉点的两面差异没有普适结论，必须按本厂工艺自测。
- 来料检验按面检查缺陷，锡面看辊印与粘锡，空气面看落锡滴。
- 一个批次只用一个镀膜面，并写入工艺卡。
小结
锡面比空气面多一层数微米至十余微米深的锡扩散层，可以用 254 nm 紫外荧光识别。示例的 erfc 剖面说明要磨掉约 15 μm 才能把锡降到极低。锡含量和荧光有把握，加热起雾和缺陷类型要按面检查，附着与耐久没有普适结论，选一个面、固定下来、用自己的工艺验证，比引用别人的结论可靠。
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