2-1 強化玻璃基材
電熱鍍膜之基材可以採用耐熱強化玻璃或是微晶玻璃，強化玻璃係將 平版玻璃加熱接近軟化時，在玻璃表面急速冷卻，使之產生內應力,使玻 璃強度提昇稱之強化玻璃。強化玻璃基材特性有︰
(1)強化玻璃之強度約為普通玻璃 3 - 5 倍。當破壞時，成為豆粒大的鈍 角顆粒，減少對人體的傷害。
(2)可耐溫度之急速變化（例 5mm 強化玻璃，約可耐 220°C 之溫度變化）。
(3)可耐高溫達 800°C。
(4)基材規格︰厚度︰2.8-19mm（全強化），l.8-2.5mm（熱硬化）。
最小尺寸：20mm x 20mm，最大尺寸：2700mm x l250mm。
強化玻璃檢驗測試
將圓形及矩形的強化玻璃基板固定，採用測試標準規格之金屬鋼球尺 寸大小依據表2-1 第 1 及 2 列所列測試規格之高度，進行自由落體衝擊測 試，撞擊在強化玻璃基板的中央位置之後，檢視強化玻璃基板是否有龜裂 的情形發生。
測試條件:
(b) 破碎試驗︰取 50 x 50mm 範圍內破片數量。
(c) 耐熱急冷︰強化玻璃加溫到 250°C 保持 60 分鐘後，立刻放入 20°C 的水中。
(d) 平坦度檢驗︰以測隙規量測。
強化玻璃檢驗測試結果如表 2-2 所示。
2-2 微晶玻璃基材
優質花崗岩飾面材料具有優異的硬度和耐磨性、並具優美的外觀花 紋，一直是人們首選的建築飾面材料。然而天然花崗岩因：
(1) 含有一定量地放射性元素--氡，長期接觸會对人身体造成一定傷害，
國外一些國家及國内都已明令禁止天然石材用於室内裝飾。
(2) 内部組成與結構的原因，機械强度和化學穩定性較差，造成抗風化能 力和耐久性較差。
(3)一些優質石材蘊藏量有限，價格昂貴。
(4)天然石材顏色花蚊變化較大，整体裝飾效果較差等本身固有的原因。
市場迫切需要開發天然石材代用品。特别是近几年人們環境意識的增 强，人們更加迫切地需要不含放射性物質的天然石材替代品。
於 1994 年“結晶化玻璃大理石＂研究成功，其具有花崗岩外觀的
“微晶玻璃＂，但在這行工業化試產過程中，因氣泡和變形缺陷的無法解 决，成品合格率極低，直到 1994 年的試產，也同樣遇到了氣泡問題無法 解决，把過去地技術資料進行了實際分析討論，認為產生氣泡的原因有以
下三點：
(1)玻璃融化不完全有殘存之氣泡，在二次燒結過程中膨脹形成。
(2)玻璃原料經水淬及淬碎料處理過程中混入的水氣及雜質所為。
(3)由於熱傳遞温度梯度的存在，燒結過程中玻璃板材表面先受熱熔融
，將氣体封接在板材中，随着温度地升高，玻璃料黏度的降低，氣泡浮 向表面造成缺陷。
微晶玻璃之原料分别是採用黄河淤沙、廢玻璃、金礦尾砂、銻礦尾砂 和鋁赤泥作主要原料研製出了理想地仿花崗岩微晶玻璃，擴大了原料來 源，為廢物利用和減少污染開辟了一條新路。
生產方法
微晶玻璃用普通玻璃原料、或者廢玻璃、或者金礦尾砂、或者銻礦 尾砂、或者黄河淤砂等所有含硅鋁鈣的原料作主要原料，按基础玻璃组成 為SiO240--48, Al2O3 2—7.5, B2O3 0.5—2.8 ,CaO 10--25, ZnO 1—8.5 , BaO 3.5—5.3 , Na2O 1--3 ,K2O1--5, SeO0.01—0.5,SO2 0.01---0.3(Wt%)，
（該配方採用芒硝做澄清劑、添加少量的硒作脱色劑，省去了價格昂貴的 砷或銻的氧化物）地配比精确配製配合料，玻璃配合料在约 1500℃温度 的池爐内熔化，熔化好地玻璃液聚冷至约1000℃，然後投入冷水中冷卻 成3--10mm 的玻璃颗粒。
將消泡劑和着色劑按比例混入乾燥好的玻璃料中，使其均匀包裹在
組裝成 5 至 8 層在窯車上，送入隧道窯燒結晶化之。微晶玻璃燒結晶化温 度制度如圖 2-1 所示。
當溫度加溫在700℃時玻璃開始熔融軟化，至 950℃左右時玻璃材料
已熔融粘接在一起，但表面還呈凸凹不平状。也就在此時開始玻璃料表面 和界面上已開始析出硅灰石（β--CaO·SiO2）晶体，玻璃開始變成不透明 狀之後，随着温度緩慢升高，晶体也逐漸沿玻璃料顆粒，径向長大成針狀 晶体。最後升至1120℃保温 1 小時，以使析晶過程完成，在此温度下同 時也賦予玻璃料充分地流動性，在玻璃料表面張力的作用下消除掉玻璃板 表面的凸凹不平，最終得到結晶完全表面平整的板材毛坯。該板材毛坯約 含40%的硅灰石晶相，其餘為基体玻璃。將燒结晶化完成的玻璃板在加 熱至850℃左右使之軟化變形，可按需要製成各種曲面的玻璃板。玻璃料 燒結晶化過程示意圖如圖2-2 所示。
將燒結晶化好的玻璃板材毛坯表面進行研磨抛光，使得基体玻璃顆 粒界面析出地針狀晶体，在一定深度處構成的花紋和它透明玻璃基体，所 表現地質感顯現出來。為了使其方便施工及能够同混凝土牢固结合，在其 背面粘接上一片玻璃板。然後按規定地尺寸進行裁切、修邊等
加工，最後進行檢驗包裝。
微晶玻璃的特性
在表2-3 列出了仿花崗岩微晶玻璃的機械、熱傳學及化學性能的測 試結果，為了方便比對起見表中同時列出了天然大理石和天然花崗岩的相
關指標。由表2-3 中的測試結果可以看出，仿花崗岩微晶玻璃的抗折强度 是天然石材的三倍多，耐化學侵蝕性是天然石材的幾十倍甚至上百倍，而 硬度及其它性能也明顯優於天然石材。
* 尺寸為15×15×15MM 的試樣，在 25℃温度下，分别於 1% H
2
SO4
和 1%NaOH 的溶液中浸泡 650Hr 之後的重量減少的百分數。由熔融燒結的玻璃顆粒之間界面，向顆粒中心生長着針狀硅灰石（β -CaO·SiO2），這些針狀晶体約占 40%，晶体周圍填充着透明的玻璃体。
該材料之所以具有柔和的外觀和漂亮而有立体感花紋的原因是，由於板材 表面上的反射光線，同時射進内部的光線被不規則排列的晶体與玻璃体界 面反射折射出的光線，相互作用的結果。由(圖2-3 所示)透過顯微鏡照相 清礎可看出微晶玻璃的晶体結構。
我們用500g 重的鋼球，分别對玻璃板、仿花崗岩微晶玻璃、天然大 理石和天然花崗岩進行了抗沖擊試驗，試驗中讓鋼球垂直自然落入試樣中 央，由40cm 開始逐漸提高鋼球落下高度。試驗所採用的試樣尺寸、
產生裂紋時之高度所產生的裂紋情况均標明在圖2-4 之中。由圖 2-4 可以 看出仿花崗岩微晶玻璃產生的裂紋同天然石材很相似，且數量同樣很少。
這是因為，由粗大地晶体集合体組成地仿花崗岩微晶玻璃與由鑲嵌狀粗大 晶体组成地天然石材一樣，都有吸收應力的粗大顆粒界面，能够有效地阻 止裂紋的產生和延伸；相反地玻璃板因没有吸收應力的所以會在受到冲擊 時，所受到沖擊處產生大量裂紋。
2-3 半導體電熱膜製程方法
依金屬薄膜製程之流程如圖 2-5 進行電熱鍍膜。薄膜製程用之基材 事先必須經過檢視後清洗，再給予熱風烘乾，
再將無水乙醇放入金屬粉末中使之溶融成金屬鍍膜溶劑，均勻的塗在基材 的表面，再應用旋轉塗佈機如圖2-6 進行旋轉塗佈，首先在旋轉塗佈機的 轉速控制器如圖2-7 進行轉速設定，其次在計時器如圖 2-8 進行旋轉時間 設定，然後將玻璃基板固定在夾治具如圖2-9 上，再將固定好的玻璃基板 與夾治具如圖2-10 裝在旋轉塗佈機的旋轉軸上，把金屬鍍膜溶劑塗在玻 璃基板上，再開啟轉動開關，使之旋轉讓金屬鍍膜溶劑更均勻的分佈在基 材表面，再把基材送進高溫爐中烘烤，讓金屬鍍膜很均勻的附著在基材表 面。
一種半導體電熱膜，其組成原料係由二氧化錫作為主原料，搭配適 當比例的銻、鉍、鎳、鎘、鐵、硼等作為摻雜配料，其中鉻摻雜配料之比 例為:銻:0.6~8﹪; 鉍:0.3~4﹪; 鎳:0.3~4﹪鎘:0.3~4﹪; 鐵:0.1~1﹪; 硼:
0.2~2﹪。由前面所敘述之半導體電熱膜之二氧化錫、銻、鎳、鎘、鐵、
硼、等原料，係分別加入無水乙醇中，而溶解成液態溶劑。該鉍原料係以 無水乙醇溶解，並滴入少許鹽酸助溶。該主原料與摻雜配料以無水乙醇溶 解時，係利用水浴法(隔水加熱)加溫助溶。該主原料及摻雜配料係直接研 磨成粉末，並均勻混合後而構成乾式鍍膜劑。將主原料與摻雜配料分別調 製形成，依，「鎘、鐵、硼」→「鎳」→「鉍」→「銻」→「二氧化錫」
之順序調和攪拌成液態的鍍膜複合劑。
導體電熱膜之製造方法，其程序包括有: 基材清洗步驟 ; 及於前述 基材上鍍射電熱膜之步驟 ;其中該鍍膜步驟係將經清洗後之基材置入高 溫
(600~780℃)的燒結爐中，又將前述調製程液態的鍍膜原料以旋轉塗佈機 (如圖 32、33、34、35、36)均勻塗佈、噴塗、蒸塗、浸塗或網印方式均 勻的披覆在基材表面，經燒結 15~20 分鐘,並產生化學反應而形成晶格，
每一微小晶格分別產生一個自由電子，而形成半導體電鍍膜，其電阻值為 正溫度係數。其製造方法之化學反應式如下化學式:
S+4n．O–22+S+5b →S+4n．S+5b．S+3n．O–22。
該基材係由石英、陶瓷、花崗岩、雲母、耐熱玻璃、耐高溫塑料或 經絕緣處理之金屬、琺瑯等低膨脹係數之材料構成。本次製程採用之基材 係由耐熱強化玻璃材料構成。
2-4 另一種半導體電熱膜製程方法
半導體電熱膜之製法,主要經由下列各步驟:
(1)原料的調製: 主要係以金、銀、銦、錫、釩等金屬化合物、硒化物、
磷化物、硫化物等為主體，其過程中以適量的添加入銻、鐵、氟等之 化合物為摻雜劑調製而成，其用量為重量之 1﹪~10﹪材料調和:將上 述的內容拌合均勻的原料，一定比例與介質材料做均勻的混合，其介 質混合的數量為重量 20﹪~60﹪。其中介質材料可以水、甲醇、鹽酸、
材料者。
(2)基材的清理: 將被披覆的基材先經減市集經淨化軟水予以清洗表面 (披覆之面)乾淨，並使其烘乾妥當。其中基材之材料可由石英、玻璃、
陶瓷、雲母、可耐高溫塑料等低膨脹係數之材質者。
(3)高溫霧化成長: 將清理妥當的受熱基材置入-高溫爐室中，高溫加熱 使基材的表面產生活化的現象，在將本調合妥當的流體材料，經空氣 混核定量噴入到該高溫的爐室中，其中霧化成長之溫度在 400~850℃
高溫,所需時間經過 10~30 分鐘者，使導電材料流體噴入後立即霧化 分解成霧氣狀之帶電位離子，而均勻披覆於基材的表面，或直接噴附
予已活化之基材表面，與基材一體形成一半導電性發熱薄膜。此霧化 成長披覆厚度在 3μm~300μm 之間。
2-5 載具測試規畫
此載具是應用半導體陶磁玻璃加熱器之設計研發與製程研究，此項
研究技術實際配合民生家電產品的應用，所以研發出一種以半導體陶磁玻 璃加熱器，可以作烘、煮、烤、炸等多功能的加熱爐。此載具的結構概分 三大部份; 一是穩固各部零組件之機殼結構，二是半導體陶磁玻璃加熱 板，三是快速加熱電子控制系統。現有的載具外形結構如圖2-11、電路 控制模組如圖2-12、載具內部結構如圖 2-13、溫度控制模組如圖 2-14、
載具之兩側板如圖2-15、載具之底板如圖 2-16 所示。
半導體陶磁玻璃加熱器之設計研發與製程研究技術，是實際配合民生