Powłoki funkcyjne na szkle sodowo-wapniowo-krzemianowym otrzymane na drodze trawienia chemicznego

• Autorzy: Zontek-Wilkowska J. , Wasylak J.

Warianty tytułu

EN

Functional coatings obtained on soda-lime-silica glasses using chemical etching

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy podjęto próbę otrzymania powłok funkcyjnych na szkle sodowo-wapniowo-krzemianowym na drodze trawienia chemicznego. W oparciu o przegląd literaturowy wybrano różne medium trawiące w postaci kwasu fluorowodorowego. Próbki przed trawieniem poddano procesowi dealkalizacji. Każde z wytrawionych szkieł scharakteryzowano pod względem właściwości optycznych, mikrostruktury oraz procesu zwilżania powierzchni poprzez pomiar statycznego kąta zwilżania, natomiast postęp procesu trawienia chemicznego kontrolowano poprzez pomiary pH. W wyniku przeprowadzonych doświadczeń otrzymano powierzchnie szklane charakteryzujące się zwiększonym stopniem chropowatości, zwiększonym w stosunku do szkła podstawowego statycznym kątem zwilżania, jak również zwiększonym poziomem transmitancji w zakresie zarówno fali widzialnej, jak i bliskiej podczerwieni.

EN

The paper reports an attempt of obtaining the functional coatings on soda-lime-silica glasses by wet chemical etching. Based on a literature review, hydrofluoric acid has been selected as an etching medium. All glass samples were subjected to dealkalization before the chemical etching process. The etched glasses were characterized with respect to their optical properties, microstructures and wetting properties measured by static contact angle. The wet etching process was controlled by measurements of pH. The obtained glass surfaces showed an increase in degree of roughness, a relative increase of static contact angle when compared to the base glass, and an increased level of transmittance in the visible and near infrared wavelength range.

Słowa kluczowe

PL

powłoki funkcyjne; powierzchnia szkła; trawienie chemiczne; statyczny kąt zwilżania

EN

functional coatings; glass surface; wet etching process; static contact angle

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 66, nr 4
• Strony: 424--428
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Zontek-Wilkowska J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Wasylak J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Burg, A. B.: w Fluorine chemistry, Vol. I, J. H. Simons (Ed.), Academic Press, New York, USA, (1950), 180.
• [2] Koch, K., Bhushan, B., Barthlott, W.: Multifunctional surface structures of plants: an inspiration for biomimetics, Prog. Mater. Sci., 54, (2009), 137-78.
• [3] Judge, J. S.: A Study of the Dissolution of SiO2 in Acidic Fluoride Solutions, J. Electrochem. Soc., 118, (1971), 1772.
• [4] Tso, S. T., Pask, J. A.: Reaction of glasses with hydrofluoric acid solution, J. Amer. Ceram. Soc., 65, (1982), 360.
• [5] Liang, D.-T., Readey, D. W.: Dissolution kinetics of crystalline and amorphous silica in hydrofluoric-hydrochloric acid mixtures, J. Amer. Ceram. Soc., 70, (1987), 570.
• [6] Born, H. H., Prigogine, M.: The rate equation for the dissolution of silica in hydrochloric–hydrofluoric acid mixture, J. Chim. Phys., 76, (1979), 538.
• [7] Prigogine, M., Fripiat, J. J.: In Situ Monitoring and Universal Modelling of Sacrificial PSG Etching Using Hydrofluoric Acid, J. Chim. Phys., 76, (1979), 26.
• [8] Kline, W. E., Fogler, H. S.: The dissolution of Na2O-MgO-CaO-SiO2 glass in aqueous HF solutions, Ind. Eng. Chem. Fundam., 20, (1981), 155.
• [9] Kline, W. E., Fogler, H. S.: Wet chemical etching of silicate glasses in hydrofluoric acid based solutions, J. Colloid Interface Sci., 82, (1981), 93-103.
• [10] Spierings, G. A. C. M., Van Dijk, J.: Etching mechanism of vitreous silicon dioxide, J. Mater. Sci., 22, (1987), 1869.
• [11] Kikuyama, H., Miki, N., Saka, K., Takano, J., Kawanabe, I., Miyashita, M., Ohmi, T.: Analysis and modelling of a silicon nitride slot-waveguide microring resonator biochemical sensor, IEEE Trans. Semiconductor Mfg., 4, (1991), 26.
• [12] Kikuyama, H., Waki, M., Kawanabe, I., Miyashita, M., Yabune, T., Miki, N., Takano, J., Ohmi, T.: Analysis and modelling of a silicon nitride slot-waveguide microring resonator biochemical sensor, J. Electrochem. Soc., 139, (1992), 2.
• [13] Wilkowska-Zontek, J., Wasylak, J., Tadel, M.: Krzemionkowe warstwy funkcyjne na szkle, Materiały Ceramiczne, 65, 3, (3013), 361-365.
• [14] Youngsam Yoon, Daeyoung Kim, Jeong-Bong Lee: Hierarchical micro/nano structures for super-hydrophobic surfaces and super-lyophobic surface against liquid metal, Micro and Nano Systems Letters, 2014, 2:3.