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真空玻璃與真空玻璃門窗發(fā)展歷程

來源:中國門窗&配套材料網(wǎng)收集整理  作者:*  日期:2005-7-16  頁面功能【字體: 】【打印】【投稿】【評(píng)論

    1893年,英國物理學(xué)家、化學(xué)家占姆士·杜瓦發(fā)明了保溫瓶。人們?yōu)榱思o(jì)念他,把保溫瓶又稱作杜瓦瓶。從此后,長(zhǎng)于幻想的科學(xué)家就有一個(gè)夢(mèng)想,什么時(shí)候能將保溫瓶技術(shù)應(yīng)用到建筑玻璃窗上?要實(shí)現(xiàn)從杜瓦瓶到真空平板玻璃的飛躍,三大難題擺在人們面前:⑴與杜瓦瓶不同,真空平板玻璃是一個(gè)小容積

    1893年,英國物理學(xué)家、化學(xué)家占姆士·杜瓦發(fā)明了保溫瓶。人們?yōu)榱思o(jì)念他,把保溫瓶又稱作杜瓦瓶。從此后,長(zhǎng)于幻想的科學(xué)家就有一個(gè)夢(mèng)想,什么時(shí)候能將保溫瓶技術(shù)應(yīng)用到建筑玻璃上?要實(shí)現(xiàn)從杜瓦瓶到真空平板玻璃的飛躍,三大難題擺在人們面前:⑴與杜瓦瓶不同,真空平板玻璃是一個(gè)小容積、大表面積而又狹窄扁平的玻璃真空腔體,但又要快速抽真空以使殘余氣體降到可以對(duì)熱傳導(dǎo)忽略不計(jì)的程度,并長(zhǎng)期保持其真空度;⑵與杜瓦瓶圓柱體容易抗壓不同,平板真空玻璃只有使用支撐物來承受10000千克/平方米的壓力,該支撐物使真空玻璃產(chǎn)品滿足建筑玻璃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所要求的強(qiáng)度和力學(xué)壽命,這就必須對(duì)支撐物的物理化學(xué)性能以及幾何形狀、幾何分布做出精心設(shè)計(jì)。⑶比杜瓦瓶更難的是,真空玻璃是門窗用透明材料,在抽氣口、支撐物的設(shè)計(jì)和選料上,要不影響透明和美觀。


    1913年世界第一個(gè)平板真空玻璃專利發(fā)布?茖W(xué)家們相繼進(jìn)行了大量的探索,誕生了一批專利。20世紀(jì)80年代起,世界對(duì)真空玻璃的研發(fā)逐漸活躍起來,其中有兩個(gè)團(tuán)體值得一提。一個(gè)是美國克羅拉多太陽能研究所由D·K·Benson教授領(lǐng)導(dǎo)的真空玻璃研究組,經(jīng)過1985~1991年的實(shí)驗(yàn),創(chuàng)立了許多值得讓后人借鑒的技術(shù)理論、思路和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。另一個(gè)是悉尼大學(xué)應(yīng)用物理系R·E·Collins教授1989~1994年領(lǐng)導(dǎo)的研究組,進(jìn)一步改進(jìn)工藝,1989年試制出樣品,1993年研制出第一塊1米×1米的實(shí)用真空玻璃,并申請(qǐng)了4項(xiàng)專利。北京大學(xué)物理系原教授唐健正也是參與者之一。人類在發(fā)明杜瓦瓶之后整整100年,終于又發(fā)明了真空平板玻璃。英國、希臘和日本等國的科學(xué)家也做了大量的類似研究。


    唐健正教授為了開拓、發(fā)展我國的真空玻璃事業(yè),懷著科教興國、科教報(bào)國的信念返回祖國,繼續(xù)進(jìn)行研發(fā),1998年建立北京真空玻璃研究所、青島新立基真空玻璃技術(shù)應(yīng)用有限公司,并申請(qǐng)了中國專利。


    建筑門窗玻璃最初僅僅是單純擋風(fēng)雨、透視、換氣的單層或雙層普通平板玻璃。普通平板玻璃是第一代窗玻璃,F(xiàn)代科技對(duì)門窗玻璃又提出了保溫、隔熱、隔噪音及遮擋外部視線等似乎是相矛盾的許多新功能、新要求。現(xiàn)在已研制出壓延玻璃、夾(鋼)絲玻璃、鍍膜玻璃熱反射玻璃、夾層玻璃、中空玻璃(充或不充氬氣)、低輻射中空玻璃等新品種加工玻璃。中空玻璃可以說是第二代門窗玻璃。真空玻璃與中空玻璃有什么不同?人們對(duì)保溫瓶都很熟悉,如果不慎將其底部抽真空的“小尾巴”弄破,它就喪失了保溫功能。真空玻璃就是這種與中空玻璃結(jié)構(gòu)完全不同的新產(chǎn)品。中空玻璃大多用框四周封邊、間隔2塊玻璃,內(nèi)含空氣或充氬氣,總厚度最薄的12毫米。真空玻璃用適當(dāng)分布的微粒支柱做間隔,間隙層只有0.1~0.2毫米,空腔內(nèi)抽真空無氣體,真空度達(dá)到0.1帕以上,總厚度最薄只有6毫米左右。熱量交流有3種形式,真空玻璃空間殘余氣體有少許對(duì)流傳導(dǎo)傳熱;間隔支柱的傳導(dǎo)傳熱;邊部的傳導(dǎo)傳熱。真空玻璃傳熱主要是輻射傳熱和邊部傳導(dǎo)傳熱。用鍍有透明低輻射膜玻璃做的真空玻璃,像杜瓦瓶鍍銀一樣又大大降低了輻射傳熱。顯而易見,真空玻璃節(jié)能窗是第三代門窗玻璃。


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