從杜瓦瓶到真空玻璃
玻璃作為一種常見的無機固體材料,已被人們使用了幾千年,埃及、美索不達米亞、中國、歐洲都有關于當地早期玻璃制造和使用的考古發現。今天,玻璃已然滲透到了人們生產生活中的各個領域,小到溫度計,大到幕墻玻璃、空間望遠鏡,可以說當今世界已經離不開玻璃。今天,就讓小編給大家介紹一下這兩年在市場上比較火爆的真空玻璃。
圖一:真空玻璃
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真空玻璃的起源
說起真空玻璃,不得不提杜瓦瓶,家里常用的暖水瓶就是杜瓦瓶的一種。有小伙伴會問了,真空玻璃和杜瓦瓶有什么關系呢?讓我們先了解一下杜瓦瓶的原理。1892年劍橋大學教授詹姆士?杜瓦發明了杜瓦瓶,這是一個雙層玻璃容器,兩層玻璃膽壁都涂滿銀,然后把兩層玻璃間的空氣抽掉,形成真空。由于真空能防止對流和傳導散熱,銀質涂層可以防止輻射散熱,因此,杜瓦瓶有很好的的保溫效果。據此,他總結出了真空絕熱的兩項基本原則:通過高真空消除絕大部分熱對流和熱傳導;通過高反射涂層降低熱輻射。這成為真空玻璃高保溫性能的基本原理。
圖二:杜瓦瓶和它的發明者
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沿著杜瓦開辟的道路,1913年卓勒(A·Zoller)首次提出了真空玻璃的概念。之后,從20世紀80年代起,人們對真空玻璃的研發逐漸活躍起來。真空玻璃是將兩片平板玻璃四周密閉起來,將其間隙抽成真空并密封排氣孔,真空玻璃的兩片一般至少有一片是低輻射玻璃(Low-E玻璃),這樣就將通過真空玻璃的傳導、對流和輻射方式散失的熱降到最低。1998年,中國真空玻璃開始發展,但直到2008年,中國制定了世界上第一個真空玻璃行業標準后,真空玻璃的“廬山真面目”才快速被國人知曉,并成功運用于建筑物的幕墻玻璃及窗戶。
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原理與優勢
真空玻璃由低輻射玻璃(Low-E玻璃)、高真空內腔、高效吸氣劑、支撐物、抽氣口等組成,結構簡圖如下。上下兩塊玻璃用釬焊封接后,用分子泵機組從抽氣口將玻璃夾層抽真空,達到預期的真空度后,將抽氣口封住。由于玻璃面積較大,且厚度較薄,兩塊玻璃之間需要布支撐點陣來支撐,防止玻璃因大氣壓而受損。玻璃之間的釬焊縫及抽氣口不可避免會產生微小泄漏,因此為保持玻璃夾層的真空度,需要放置高效吸氣劑,以便吸收漏入的氣體。真空玻璃是節能玻璃的重要成員,具有以下兩個最突出的優點。
圖三:真空玻璃結構簡圖
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優點一:保溫隔熱不結露
真空玻璃中間的真空層將氣體的傳導和對流傳遞的熱量降至很低,以至于可以忽略不計。因此,真空玻璃比中空玻璃具有更好的保溫隔熱性能。真空玻璃優異的隔熱保溫性能具體表征的技術參數是傳熱系數U值,單位是:W/(㎡?K)。由于真空玻璃的真空層內無空氣,更無水汽分子,密封極嚴,熱阻大,到了冬天不會產生結露現象。
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優點二:隔聲降噪
聲音的傳播需要介質,無論是固體、液體還是氣體都可以傳聲,但沒有介質的真空環境下,聲音卻是無法傳播的,因此真空玻璃的真空層可以有效阻隔聲音的傳播。真空玻璃尤其在中低頻表現出良好的隔聲性能,適合用于實驗室、錄音棚等不需要開窗且對噪聲敏感的地方。
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小結
真空玻璃是新型玻璃深加工產品,是我國玻璃工業中為數不多的具有自主知識產權的前沿產品,它的研發推廣符合我國鼓勵自主創新的政策,也符合國家大力提倡的節能與“雙碳”政策,具有良好的發展潛力和前景。抽真空是真空玻璃加工的一項重要工藝,因為夾層的真空度與玻璃的隔熱性能密切相關,真空抽氣系統多采用渦輪分子泵機組,一臺機組可以同時抽一組玻璃。隨著這兩年真空玻璃制造工藝的不斷改良和創新,市場對產品質量和性能的要求也越來越高,磁懸浮分子泵等產品逐漸進入該領域。KYKY分子泵等產品在真空玻璃行業有多年成功應用經驗,受到業界企業的一致贊譽和信賴。未來,中科科儀將持續深耕行業細分領域,堅持為客戶提供更優質的產品和服務。
(部分圖片及內容來源于網絡,侵刪)
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