[發(fā)明專利]智慧型化學(xué)強化爐控制方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210285229.5
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN103570231A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李裕文;廖文軍;鐘超陽;吳炳火;祝才偉
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞士達光學(xué)(廈門)有限公司
• 主分類號: C03B27/02
• 分類號: C03B27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)強化爐，特別是一種智能型化學(xué)強化爐控制方法及具該智能型化學(xué)強化爐控制方法的裝置。

背景技術(shù)

行動電子裝置包含移動電話、平板計算機等通常需使用平板玻璃作為屏幕的覆蓋表面。應(yīng)用在具有觸控功能的行動電子裝置上的平板玻璃則因為必須承受頻繁的觸控接觸，而必須經(jīng)過強化及防刮處理。

傳統(tǒng)的玻璃化學(xué)強化制程，是將玻璃完全浸泡于高溫的化學(xué)強化爐中，化學(xué)強化爐中具有純度極高的硝酸鉀溶液，利用鉀離子與鈉離子在高溫下發(fā)生置換反應(yīng)，來進行化學(xué)強化。一般的強化爐都采用設(shè)置固定強化時間及強化溫度來獲得所需的強化效果。

硝酸鉀經(jīng)過離子置換反應(yīng)后，化學(xué)強化爐中鉀離子濃度會持續(xù)下降，鈉離子濃度則會持續(xù)上升。圖1是在強化溫度、時間不變條件下表面應(yīng)力值或壓應(yīng)力值(compressive?stress/CS)隨化學(xué)強化溶液中鈉離子濃度變化的趨勢圖。如圖1所示，如果強化溫度及強化時間不變，將玻璃于不同鈉離子濃度的化學(xué)強化溶液中進行強化，則強化后玻璃的表面應(yīng)力會隨著化學(xué)強化溶液中鈉離子濃度的增加而持續(xù)下降。而表面應(yīng)力下降會使玻璃的強度下降。因此為保證玻璃的強度，表面應(yīng)力值需確保在一個較高水平。如采用固定強化溫度與時間生產(chǎn)，則無法保證表面應(yīng)力維持在一個較高的水平。且硝酸鉀溶液因在強化過程中鈉離子濃度升高，其循環(huán)使用次數(shù)也將會受限。

圖2是在不同強化溫度條件下表面應(yīng)力值與交換層深度(depth?of?exchange?layer/DOL)的關(guān)系圖。如圖2所示，當(dāng)交換層深度為55μm時，以溫度410℃進行強化時玻璃的表面應(yīng)力值比400℃進行強化時玻璃的表面應(yīng)力值下降了大約12.5MPa。即在相同交換層深度的條件下，玻璃強化溫度對表面應(yīng)力值的影響為溫度越高表面應(yīng)力值就越低。在相同的玻璃強化溫度下，交換層深度越淺玻璃表面應(yīng)力值就越高。

因此為了達成最佳或最適合的玻璃強化效果，必須針對上述參數(shù)進行優(yōu)化。這些參數(shù)包含化學(xué)強化爐中鈉離子濃度、強化溫度、強化時間、交換層深度及表面應(yīng)力值等若以人工的方式進行估算，非常可能產(chǎn)生偏差，耗費較高的人力成本且無法達成預(yù)定的強化目標(biāo)値，同時無法保證大量批次生產(chǎn)的產(chǎn)品維持穩(wěn)定的質(zhì)量

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種具有智能型化學(xué)強化爐控制方法的裝置，包含一強化爐、一人工操作界面與一控制系統(tǒng)。強化爐裝有化學(xué)強化溶液，而人工操作界面用于輸入強化參數(shù)及顯示強化數(shù)據(jù)，該控制系統(tǒng)用于控制強化爐的強化參數(shù)。控制系統(tǒng)包含有一取樣檢測單元、一分析單元及一控制處理單元。取樣檢測單元進行取樣檢測化學(xué)強化溶液的鈉離子濃度。分析單元用于根據(jù)輸入的強化的相關(guān)參數(shù)及該取樣檢測單元測得的鈉離子濃度結(jié)合預(yù)設(shè)的方程式系數(shù)分析計算出強化時間和強化溫度。控制處理單元根據(jù)該分析單元所分析計算出的強化時間和強化溫度來控制強化爐的強化參數(shù)。

在本發(fā)明一實施例中，強化爐中包含一化學(xué)強化溶液。透過人工操作界面輸入的強化參數(shù)包含玻璃材質(zhì)、玻璃厚度、所需的表面應(yīng)力目標(biāo)值及交換層深度目標(biāo)值。控制系統(tǒng)系透過對化學(xué)強化溶液的鈉離子濃度的檢測調(diào)節(jié)強化時間與溫度來確保玻璃強化后的效果達到所需的表面應(yīng)力目標(biāo)值及交換層深度目標(biāo)值。

進一步的，該控制系統(tǒng)包含一判斷單元，該判斷單元判斷化學(xué)強化溶液的鈉離子濃度是否超過預(yù)設(shè)的界定值。

進一步的，該化學(xué)強化溶液的鈉離子濃度的預(yù)設(shè)界定值為6500PPM。

在本發(fā)明的另一實施例中，提出一種智能型化學(xué)強化爐的控制方法，此方法包括以下步驟。首先輸入強化參數(shù)于人工操作界面上。接著控制系統(tǒng)的取樣檢測化學(xué)強化溶液的鈉離子濃度，并將該化學(xué)強化溶液鈉離子濃度顯示在人工操作界面上。然后控制系統(tǒng)的分析單元接收到該強化參數(shù)及該化學(xué)強化溶液的鈉離子濃度，根據(jù)已設(shè)定好的方程式系數(shù)分析計算出理想的強化時間和溫度。最后控制系統(tǒng)的控制處理單元根據(jù)該化學(xué)強化溫度和強化時間控制強化爐的強化參數(shù)。

進一步的，當(dāng)該控制系統(tǒng)的取樣檢測單元監(jiān)測到化學(xué)強化溶液的鈉離子濃度超出預(yù)設(shè)界定值時，該控制系統(tǒng)的控制處理單元透過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換指示該具有智能型化學(xué)強化爐控制方法的裝置發(fā)出警報訊息。

進一步的，該化學(xué)強化溶液的鈉離子濃度的預(yù)設(shè)界定值為6500PPM。

因此，本發(fā)明提出一種具有智能型化學(xué)強化爐控制方法的裝置，能針對玻璃強化的參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)監(jiān)控使參數(shù)最大限度優(yōu)化，以節(jié)省人力成本，精確控制強化后的表面應(yīng)力值與交換層深度數(shù)值，同時保證大量批次生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

附圖說明