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真空玻璃

补充:0  浏览:6119  发布时间:2011-9-29


真空玻璃
    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,两片玻璃之间的间隙为0.1-0.2mm,真空玻璃的两片一般至少有一片是低辐射玻璃,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,其工作原理与玻璃保温瓶的保温隔热原理相同。真空玻璃是玻璃工艺与材料科学、真空技术、物理测量技术、工业自动化及建筑科学等,多种学科、多种技术、多种工艺协作配合的硕果。



    原理
  从原理上看真空玻璃可比喻为平板形保温瓶,二者相同点是两层玻璃的夹层均为气压低于10-1pa的真空,使气体传热可忽略不计;二者内壁都镀有低辐射膜,使辐射传热尽可能小。二者不同点:一是真空玻璃用于门窗必须透明或透光,不能像保温瓶一样镀不透明银膜,镀的是不同种类的透明低辐射膜;二是从可均衡抗压的圆筒型或球型保温瓶变成平板,必须在两层玻璃之间设置“支撑物”方阵来承受每平方米约10吨的大气压,使玻璃之间保持间隔,形成真空层。“支撑物”方阵间距根据玻璃板的厚度及力学参数设计,在20mm-40mm之间。为了减小支撑物“热桥”形成的传热并使人眼难以分辨,支撑物直径很小,目前的产品中的支撑物直径在0.3mm-0.5之mm间,高度在0.1mm-0.2mm之间



    机理
  由于结构不同,真空玻璃与中空玻璃的传热机理也有所不同。图2为简化的传热示意图  真空玻璃
,真空玻璃中心部位传热由辐射传热和支撑物传热构成,其中忽略了残余气体传热。而中空玻璃则由气体传热(包括传导和对流)和辐射传热构成。   由此可见,要减小因温差引起的传热,真空玻璃和中空玻璃都要减小辐射传热,有效的方法是采用镀有低辐射膜的玻璃(LOW-E玻璃),在兼顾其它光学性能要求的条件下,其发射率(也称辐射率)越低越好。二者的不同点是真空玻璃还要尽可能减小点阵支撑物的传热,目前新立基公司根据自有专利采用直径0.5mm的开口环形(或称C型)支撑物,点阵间距25mm,其热导约为0.5Wm-2k-1。中空玻璃则要尽可能减小气体传热。为了减小气体传热并兼顾隔声性及厚度等因素,中空玻璃的空气层厚度一般为9-24mm,以12mm居多。要减少气体传热,还可用大分子量的气体(如惰性气体:氩、氪、氙)来代替空气,但即使如此,气体传热仍占据主导地位。



    优点
  真空玻璃的K值比中空玻璃低得多,而且还兼有下列优点:
   1.由于热阻高,防结露结霜性能更好。
   2.由于间隔是真空,因而具有下列优点:
   隔声性能好,特别是低频段隔声性能优于同样厚度玻璃构成的中空玻璃
   不存在中空玻璃存在的内结雾结露问题
   不存在中空玻璃水平放置时气体热导变化问题
   不存在中空玻璃运到高原低气压地区的胀裂问题
   3. 由于两片玻璃形成刚性连结,抗风压强度高于同等厚度玻璃构成的中空玻璃。比如,4mm玻璃构成的 真空玻璃,抗风压强度高于8mm厚玻璃,是两片4mm 玻璃构成的中空玻璃的一倍半以上。
   4. 由于是全玻璃材料密封,内部又加有吸气剂,所用的Low-E膜是“硬膜”,不是易氧化变质变色的离线“ 软膜”,只要制造工艺和设备先进,真空玻璃使用寿命远比用有机材料密封的中空玻璃长得多。
   5. 厚度比中空玻璃薄一倍以上,不仅可节省窗框材料,而且可以当成一片玻璃配合其它玻璃深加工技术 组合成夹层真空、“真空+中空”、“自洁真空”等具有各种性能的“组合真空玻璃”。这种与其它深加工技术 的兼容性,不仅可促进其它技术的发展,同时也正好可弥补真空玻璃的不足之处。例如目前还不能制造 钢化真空玻璃,但可利用组合技术来解决安全性问题。
   因此,真空玻璃的特点使其具有综合性能优势。

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