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从杜瓦瓶到真空玻璃
2021-07-27

       玻璃作为一种常见的无机固体材料,已被人们使用了几千年,埃及、美索不达米亚、中国、欧洲都有关于当地早期玻璃制造和使用的考古发现。今天,玻璃已然渗透到了人们生产生活中的各个领域,小到温度计,大到幕墙玻璃、空间望远镜,可以说当今世界已经离不开玻璃。今天,就让小编给大家介绍一下这两年在市场上比较火爆的真空玻璃。

                                             图一:真空玻璃

真空玻璃的起源
       说起真空玻璃,不得不提杜瓦瓶,家里常用的暖水瓶就是杜瓦瓶的一种。有小伙伴会问了,真空玻璃和杜瓦瓶有什么关系呢?让我们先了解一下杜瓦瓶的原理。1892年剑桥大学教授詹姆士•杜瓦发明了杜瓦瓶,这是一个双层玻璃容器,两层玻璃胆壁都涂满银,然后把两层玻璃间的空气抽掉,形成真空。由于真空能防止对流和传导散热,银质涂层可以防止辐射散热,因此,杜瓦瓶有很好的的保温效果。据此,他总结出了真空绝热的两项基本原则:通过高真空消除绝大部分热对流和热传导;通过高反射涂层降低热辐射。这成为真空玻璃高保温性能的基本原理。

                                     图二:杜瓦瓶和它的发明者

       沿着杜瓦开辟的道路,1913年卓勒(A•Zoller)首次提出了真空玻璃的概念。之后,从20世纪80年代起,人们对真空玻璃的研发逐渐活跃起来。真空玻璃是将两片平板玻璃四周密闭起来,将其间隙抽成真空并密封排气孔,真空玻璃的两片一般至少有一片是低辐射玻璃(Low-E玻璃),这样就将通过真空玻璃的传导、对流和辐射方式散失的热降到最低。1998年,中国真空玻璃开始发展,但直到2008年,中国制定了世界上第一个真空玻璃行业标准后,真空玻璃的“庐山真面目”才快速被国人知晓,并成功运用于建筑物的幕墙玻璃及窗户。

原理与优势
       真空玻璃由低辐射玻璃(Low-E玻璃)、高真空内腔、高效吸气剂、支撑物、抽气口等组成,结构简图如下。上下两块玻璃用钎焊封接后,用分子泵机组从抽气口将玻璃夹层抽真空,达到预期的真空度后,将抽气口封住。由于玻璃面积较大,且厚度较薄,两块玻璃之间需要布支撑点阵来支撑,防止玻璃因大气压而受损。玻璃之间的钎焊缝及抽气口不可避免会产生微小泄漏,因此为保持玻璃夹层的真空度,需要放置高效吸气剂,以便吸收漏入的气体。真空玻璃是节能玻璃的重要成员,具有以下两个最突出的优点。

                                       图三:真空玻璃结构简图

优点一:保温隔热不结露
       真空玻璃中间的真空层将气体的传导和对流传递的热量降至很低,以至于可以忽略不计。因此,真空玻璃比中空玻璃具有更好的保温隔热性能。真空玻璃优异的隔热保温性能具体表征的技术参数是传热系数U值,单位是:W/(㎡•K)。由于真空玻璃的真空层内无空气,更无水汽分子,密封极严,热阻大,到了冬天不会产生结露现象。

优点二:隔声降噪
       声音的传播需要介质,无论是固体、液体还是气体都可以传声,但没有介质的真空环境下,声音却是无法传播的,因此真空玻璃的真空层可以有效阻隔声音的传播。真空玻璃尤其在中低频表现出良好的隔声性能,适合用于实验室、录音棚等不需要开窗且对噪声敏感的地方。

小结
       真空玻璃是新型玻璃深加工产品,是我国玻璃工业中为数不多的具有自主知识产权的前沿产品,它的研发推广符合我国鼓励自主创新的政策,也符合国家大力提倡的节能与“双碳”政策,具有良好的发展潜力和前景。抽真空是真空玻璃加工的一项重要工艺,因为夹层的真空度与玻璃的隔热性能密切相关,真空抽气系统多采用涡轮分子泵机组,一台机组可以同时抽一组玻璃。随着这两年真空玻璃制造工艺的不断改良和创新,市场对产品质量和性能的要求也越来越高,磁悬浮分子泵等产品逐渐进入该领域。KYKY分子泵等产品在真空玻璃行业有多年成功应用经验,受到业界企业的一致赞誉和信赖。未来,中科科仪将持续深耕行业细分领域,坚持为客户提供更优质的产品和服务。

(部分图片及内容来源于网络,侵删)

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