玻璃之家:真空玻璃与真空玻璃门窗发展历程

   更新日期:2019-09-18     来源:建材之家    作者:地板之家    浏览:26    评论:0    
核心提示:1893年,英国物理学家、化学家占姆士·杜瓦发明了保温瓶。人们为了纪念他,把保温瓶又称作杜瓦瓶。从此后,长于幻想的科学家就有一个梦想,什么时候能将保温瓶技术应用到建筑玻璃窗上?要实现从杜瓦瓶到真空平板玻璃的飞跃,三大难题摆在人们面前:⑴与杜瓦瓶不同,真空平板玻璃是一个小容积、大表面积而又狭窄扁平的玻璃真空腔体,但又要快速抽真空以使残余气体降到可以对

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玻璃之家讯: 1893年,英国物理学家、化学家占姆士·杜瓦发明了保温瓶。人们为了纪

念他,把保温瓶又称作杜瓦瓶。从此后,长于幻想的科学家就有一个梦想,什么时

候能将保温瓶技术应用到建筑玻璃窗上?要实现从杜瓦瓶到真空平板玻璃的飞跃,

三大难题摆在人们面前:⑴与杜瓦瓶不同,真空平板玻璃是一个小容积、大表面积

而又狭窄扁平的玻璃真空腔体,但又要快速抽真空以使残余气体降到可以对热传导

忽略不计的程度,并长期保持其真空度;⑵与杜瓦瓶圆柱体容易抗压不同,平板真

空玻璃只有使用支撑物来承受10000千克/平方米的压力,该支撑物使真空玻

璃产品满足建筑玻璃设计标准所要求的强度和力学寿命,这就必须对支撑物的物理

化学性能以及几何形状、几何分布做出精心设计。⑶比杜瓦瓶更难的是,真空玻璃

门窗用透明材料,在抽气口、支撑物的设计和选料上,要不影响透明和美观。

1913年世界第一个平板真空玻璃专利发布。科学家们相继进行了大量的探索,

诞生了一批专利。20世纪80年代起,世界对真空玻璃的研发逐渐活跃起来,其

中有两个团体值得一提。一个是美国克罗拉多太阳能研究所由D·K·Benson

教授领导的真空玻璃研究组,经过1985~1991年的实验,创立了许多值得

让后人借鉴的技术理论、思路和实验室数据。另一个是悉尼大学应用物理系R·E·

Collins教授1989~1994年领导的研究组,进一步改进工艺,1989

年试制出样品,1993年研制出第一块1米×1米的实用真空玻璃,并申请了4

项专利。北京大学物理系原教授唐健正也是参与者之一。人类在发明杜瓦瓶之后整整

100年,终于又发明了真空平板玻璃。英国、希腊和日本等国的科学家也做了大量

的类似研究。

唐健正教授为了开拓、发展我国的真空玻璃事业,怀着科教兴国、科教报国的信

念返回祖国,继续进行研发,1998年建立北京真空玻璃研究所、青岛新立基真空

玻璃技术应用有限公司,并申请了中国专利。

建筑门窗玻璃最初仅仅是单纯挡风雨、透视、换气的单层或双层普通平板玻璃。

普通平板玻璃是第一代门窗玻璃。现代科技对门窗玻璃又提出了保温、隔热、隔噪音

及遮挡外部视线等似乎是相矛盾的许多新功能、新要求。现在已研制出压延玻璃、夹

(钢)丝玻璃、镀膜玻璃、热反射玻璃、夹层玻璃、中空玻璃(充或不充氩气)、低

辐射膜中空玻璃等新品种加工玻璃。中空玻璃可以说是第二代门窗玻璃。真空玻璃与

中空玻璃有什么不同?人们对保温瓶都很熟悉,如果不慎将其底部抽真空的“小尾巴”

弄破,它就丧失了保温功能。真空玻璃就是这种与中空玻璃结构完全不同的新产品。

中空玻璃大多用铝框四周封边、间隔2块玻璃,内含空气或充氩气,总厚度最薄的12

毫米。真空玻璃用适当分布的微粒支柱做间隔,间隙层只有0.1~0.2毫米,空

腔内抽真空无气体,真空度达到0.1帕以上,总厚度最薄只有6毫米左右。热量交

流有3种形式,真空玻璃空间残余气体有少许对流和传导传热;间隔支柱的传导传热;

边部的传导传热。真空玻璃传热主要是辐射传热和边部传导传热。用镀有透明低辐射

膜玻璃做的真空玻璃,像杜瓦瓶镀银一样又大大降低了辐射传热。显而易见,真空玻

节能窗是第三代门窗玻璃。



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