真空玻璃研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化動態(tài)
真空玻璃是玻璃工藝與材料科學(xué)、真空技術(shù)、物理測量技術(shù)、工業(yè)自動化及建筑科學(xué)等多種學(xué)科、多種技術(shù)、多種工藝協(xié)作配合的碩果。近年來對真空玻璃的研究不斷升溫,文章主要介紹了國內(nèi)外真空玻璃研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化動態(tài)。
1、引言
在玻璃深加工領(lǐng)域,真空玻璃是我國玻璃工業(yè)中為數(shù)不多的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的前沿產(chǎn)品,它的研發(fā)推廣符合我國鼓勵自主創(chuàng)新的政策。在國內(nèi)外節(jié)能減排的大趨勢下,各國對真空玻璃的研發(fā)也掀起了一股熱潮,本文主要介紹真空玻璃國內(nèi)外發(fā)展概況,以期更好地推動真空玻璃的發(fā)展。
2、真空玻璃簡介
如圖1 所示,真空玻璃由兩塊平板玻璃構(gòu)成,玻璃板之間用高度為0.1 ~ 0.2 mm 的支撐物隔開,其中一片玻璃上留有抽氣孔,四周使用玻璃焊料將兩片玻璃封接起來,真空排氣后用金屬片將抽氣口封住形成真空腔。真空玻璃的原片可以用普通玻璃,也可以用鋼化或半鋼化玻璃,為了提高熱工性能,通常選用一片低輻射膜玻璃。真空玻璃也可以通過中空或夾膠的方式與另外一片玻璃組合,稱為“復(fù)合真空玻璃”。
圖1 真空玻璃的基本結(jié)構(gòu)
3、行業(yè)發(fā)展動態(tài)
隨著技術(shù)的進步及需求的增長,真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.mp99x.cn/)認為真空玻璃作為玻璃深加工產(chǎn)業(yè)的高端產(chǎn)品,已經(jīng)開始受到社會關(guān)注并逐漸發(fā)展為一個行業(yè)。
3. 1、北美中空玻璃協(xié)會( IGMA) 或成立真空玻璃協(xié)會
2012 年1 月31 日至2 月4 日,在美國亞利桑那州的坦佩(Tempe) 舉行的中空玻璃聯(lián)盟新興科技與創(chuàng)新委員會年度股東大會上討論了未來成立真空玻璃協(xié)會的議題。這是真空玻璃工作組第一次會面,其首要任務(wù)是起草關(guān)于介紹真空玻璃的白皮書: 詳細的列舉真空玻璃特殊的制造工藝、性能及裝配要求,以此作為工業(yè)生產(chǎn)中“什么是真空玻璃”與“真空玻璃工作原理”的教材。
此項目的領(lǐng)導(dǎo)人是美國佳殿公司( Guardian) 的高級項目領(lǐng)導(dǎo)人David Cooper,他同時還是北美中空玻璃協(xié)會真空玻璃工作組的負責(zé)人。從IGMA 年度會議的記錄可以看出,北美市場發(fā)展真空玻璃的意向很強烈,其主要參與者有美國Guardian 玻璃公司與EverSealed Windows INC. 等公司。
3. 2、美國勞倫斯伯克利國家實驗室( LBNL) 開發(fā)的Window、Therm 等軟件中加入真空玻璃計算
國際上,Window、Optics、Therm 是被業(yè)內(nèi)專家公認的應(yīng)用廣泛、功能豐富、計算準確的玻璃門窗光學(xué)熱工性能模擬計算軟件。這三個軟件是由LBNL 開發(fā)的,其計算環(huán)境條件和基礎(chǔ)玻璃數(shù)據(jù)庫等由美國門窗分級委員會( NFRC) 提供并支持。軟件已經(jīng)被NFRC 作為對市場產(chǎn)品進行性能分級的標準測試手段。三個軟件可以獨立運行完成計算,也可以結(jié)合起來進行更復(fù)雜的門窗或幕墻整體性能計算。最新版本的Window7 及Therm7 已將真空玻璃納入其中,可以進行相關(guān)光學(xué)和熱工參數(shù)的計算[3]。這說明真空玻璃已經(jīng)被行業(yè)內(nèi)接受,并得到了足夠的重視,這樣會有更多的設(shè)計師、研發(fā)人員、玻璃廠家及其他Window 用戶了解到真空玻璃,真空玻璃產(chǎn)品的計算參數(shù)也會得到更多人的認可,從一個側(cè)面反應(yīng)出國際上對于真空玻璃的研究也是進行得如火如荼。
3. 3、中國國內(nèi)政策支持
國內(nèi)對真空玻璃的發(fā)展也有很強的政策導(dǎo)向性,出臺了世界上第一個真空玻璃行業(yè)標準JC/T1079-2008《真空玻璃》,玻璃行業(yè)標準JGJ113-2009《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中包含真空玻璃的熱工計算方法,十二五科技支撐計劃中也包含了真空玻璃的相關(guān)研究課題。2012 年2 月22 日,工信部正式下發(fā)《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,明確將Low-E 真空玻璃列入其中,作為重點產(chǎn)品鼓勵發(fā)展,在重大范應(yīng)用專項工程中予以推廣,這是我國第一次將真空玻璃寫入高規(guī)格的政策性文件中,釋放了很強的政策信號。
5、總結(jié)
從以上的介紹可以看出,國際上對真空玻璃的研發(fā)掀起了一股熱潮。產(chǎn)業(yè)化的地點主要在亞洲,其他國家和地區(qū)的研究也相對專業(yè),投入科研及資金力量較大,但一部分限于項目研發(fā),沒有走到產(chǎn)業(yè)化階段,一部分實業(yè)公司在技術(shù)上遇到一些困難,沒有能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;
從技術(shù)上來講,使用玻璃焊料進行封邊的真空玻璃,由于受玻璃焊料熔融溫度的影響,并沒有實現(xiàn)鋼化真空玻璃的生產(chǎn);以金屬材料進行封邊的想法很早就有,這方面的專利也不少,但一直沒有成功,現(xiàn)在各國對金屬封邊方式也在不斷地進行實驗,如果可以成功并實現(xiàn)鋼化真空玻璃的產(chǎn)業(yè)化,將是真空玻璃的一大進展;
從行業(yè)發(fā)展動態(tài)來看,雖然亞洲地區(qū)對真空玻璃的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)有絕對的優(yōu)勢,但推動行業(yè)發(fā)展卻是在美洲,一方面是由于國外的玻璃行業(yè)具有產(chǎn)品研發(fā)和政策上的優(yōu)勢,另一方面則是由于國內(nèi)對真空玻璃的重視不夠,政策方面對節(jié)能玻璃的標準要求較低,相應(yīng)的研發(fā)投入也不多。為了我國節(jié)能減排的發(fā)展,也為了保持我國真空玻璃產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)先優(yōu)勢,國家應(yīng)該加大對真空玻璃產(chǎn)業(yè)的支持力度。