【中玻網(wǎng)】在線(xiàn)APCVD鍍膜技術(shù)是一項成套的系統工程，如研制開(kāi)發(fā)的在線(xiàn)Low-E鍍膜玻璃、在線(xiàn)Sun-E鍍膜玻璃、光催化自潔凈鍍膜玻璃和在線(xiàn)TCO鍍膜玻璃等，都涉及到電子、化工、材料、自動(dòng)控制、流體力學(xué)、結構力學(xué)、機械制造等學(xué)科知識，同時(shí)需要這些學(xué)科知識的相互配合才能完成生產(chǎn)玻璃產(chǎn)品的技術(shù)。其中，反應器是在線(xiàn)鍍膜化學(xué)反應的關(guān)鍵器具，對先驅氣體原料的均勻分布、傳輸、溫度控制、化學(xué)反應、薄膜的均勻性有非常大影響，直接影響鍍膜玻璃的質(zhì)量，本文就雙向層流反應器結構設計進(jìn)行探討。

　　雙向層流反應器的結構：如圖1所示，其結構是單進(jìn)雙出，采用1個(gè)進(jìn)氣腔與2個(gè)排氣腔相結合的構造設計，以此引導混合氣體的雙向流動(dòng)，迅速排出廢氣，避免滯留氣體對玻璃帶產(chǎn)生污染。

圖1    雙向層流反應器示意圖

　　反應器結構設計提高膜層均勻性：（1）等寬流道的進(jìn)氣腔，如圖2、3所示，第1片導流片是直條型，通過(guò)與之對應的流體動(dòng)力學(xué)電腦模擬計算的出口速度散點(diǎn)，小流速Vmin=0.1 m/s，大流速Vmax=0.37m/s，振幅A=0.27 m/s，平均速度V1=0.235 m/s，速度波動(dòng)指數=振幅/平均速度=114.9%。在此速度波動(dòng)指數下，經(jīng)實(shí)際鍍膜試驗膜厚在玻璃帶寬度方向呈周期性變化，均勻性達不到要求。

圖2    等寬流道的進(jìn)氣腔示意圖

圖3    等寬流道的進(jìn)氣腔出口速度散點(diǎn)圖

　�。�2）不等寬流道的進(jìn)氣腔，將第1片導流片設計為正弦周期性形狀，可以獲得不等寬流道的進(jìn)氣腔（圖4）。從等寬流道的進(jìn)氣腔出口速度散點(diǎn)圖（圖5）可以看出，氣體在對應進(jìn)料噴嘴的位置的出口速度分布小，并呈現一定的周期性變化。因此我們將流道的寬度設計成按照周期函數變化的不等寬結構。具體如圖4所示，通過(guò)在第1片導流片的與進(jìn)料噴嘴對應的位置增加氣體通過(guò)面積，以便增加進(jìn)氣腔出口處相應位置的氣體的動(dòng)能。這種不等寬結構所對應的流體動(dòng)力學(xué)電腦模擬計算的出口速度散點(diǎn)如圖5所示。

圖4    不等寬流道的進(jìn)氣腔示意圖

圖5    不等寬流道的進(jìn)氣腔出口速度散點(diǎn)圖

　　從圖5可以看出，小流速Vmin＝0.288 m/s，大流速Vmax＝0.320 m/s，振幅A＝0.033 m/s，平均速度V1＝0.305 m/s，速度波動(dòng)指數＝振幅/平均速度＝10.08%。在此速度波動(dòng)指數下，經(jīng)實(shí)際二氧化鈦鍍膜試驗，在玻璃帶寬度方向測得1組薄膜厚度（Å）為：434.02，427.61，418.03，397.17394.96，此膜厚的均勻性達到±5%，膜厚已經(jīng)沒(méi)有明顯的周期性變化，色差小于2.5CIELAB，薄膜均勻性達到技術(shù)要求，而且也不存在明顯的暗道。由此可見(jiàn)，不等寬流道的氣體均布效果要優(yōu)于等寬的直線(xiàn)性流道，相應的鍍膜均勻性也得到了顯著(zhù)提高。

　�。�3）進(jìn)氣腔、排氣腔的出氣口的園角設計，對出氣口進(jìn)行導圓處理后將有利于氣體流場(chǎng)的均勻，提高沉積厚度和微觀(guān)結構的均勻性和穩定性。導圓半徑越大越有利于流場(chǎng)的均勻。

　�。�4）反應區氣體流動(dòng)的雷諾數，經(jīng)過(guò)計算，我公司雙向層流反應區的雷諾數遠遠小于層流狀態(tài)的臨界值2320，此時(shí)流場(chǎng)處于穩定的層流狀態(tài)，有利于膜層的均勻效率高生長(cháng)。

　　玻璃企業(yè)在線(xiàn)化學(xué)氣相沉積鍍膜技術(shù)與工藝、沉積設備的優(yōu)化設計和沉積材料的研制開(kāi)發(fā)和實(shí)施中，反應器裝置是其中重要的設備之一，它的優(yōu)化設計對于在線(xiàn)鍍膜玻璃的均勻性與連續穩定生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本有重要促進(jìn)作用，尤其合理設計反應器導流片的形狀尺寸（如不等寬流道）與分布位置，以及對出氣口進(jìn)行導圓處理等關(guān)鍵部件的制作至關(guān)重要。因此，鍍膜反應器調整反應區的雷諾數使流場(chǎng)處于穩定的層流狀態(tài)、薄膜均勻性，對制造優(yōu)異鍍膜玻璃產(chǎn)品具有十分重要的意義。