真空玻璃目前存在的问题及对策

真空玻璃目前存在的问题及对策

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河南洛阳471000

摘要：真空玻璃以其高保温、高隔音性能得到了业内人士的广泛认可。随着近年来世界性节能指标的提升，真空玻璃的应用领域也愈加广泛，研究人员及其生产厂家更是如雨后春笋。但在真空玻璃热度升温的同时也存在着一些问题，要引起专业人士给予关注。

关键词：真空玻璃；问题；对策

建筑门窗节能的关键，是新型建筑节能玻璃的研发与应用。真空玻璃的绝热性能更好、隔声性能更高、抗风压强度更高、使用寿命更长、没有呼吸问题的困扰，克服了Low-e膜氧化问题。真空玻璃可节省窗框用料，降低建筑成本。真空玻璃是绝热、保温性能最好的节能建筑玻璃，大力发展和应用真空玻璃对建筑节能、对人类社会的可持续发展具有重大的社会意义。

1真空玻璃的性能特点

1.1保温隔热

真空玻璃门窗(传热系数K=0.8～1.5W/m2K)比中空玻璃门窗(传热系数K=2.2～3.0W/m2K)节能提高了两倍以上。使用真空玻璃门窗后,节省了空调的制热制冷费用,同时还极大地提高了居室内的舒适度。

1.2隔声抗噪

由于真空玻璃结构上的特点即真空层的存在,没有声音传递介质就阻隔了声音的传递,其隔声性能(真空玻璃整窗系统隔声量RW=39～45dB)比专业隔声窗(隔声量RW=35dB左右)的隔声效果还要好,可保持室内宁静空间,克服噪声污染。

1.3防结露

真空玻璃的热阻很大,真空腔内无空气,也无水汽分子,即使室内外温差达到50℃也不会出现结露现象,令视野清晰开阔。

1.4安全性能好

从安全角度考虑,真空玻璃门窗外层可作钢化、夹胶等安全玻璃,以增加强度,提高安全性。

2真空玻璃的寿命及质量

当前，影响真空玻璃产品寿命及质量有很多环节，最关键之处有以下几个方面：

2.1封边材料

低熔点玻璃粉生产厂家生产的低熔点玻璃粉是针对电子真空行业生产的，应用在电子真空产品上，包括电视机显像管、荧光灯管等。由于产品不同，玻璃材质的膨胀系数不同，真空腔大小体积不同，封接形式和封接面以及封接温度会有很大区别，因此生产的玻璃粉五花八门种类繁多，但真空组件的每一种产品都同平板真空玻璃封接有具大差别。平板真空玻璃边部封接有以下特殊性：软质浮法的钠钙玻璃封接温度不高于500℃；有缝平面封接；真空腔体积每平米只有14cm3左右大小；封接粉调膏溶剂的选择也是至关重要的。目前市场上任何一种低熔点玻璃粉单独用来封接平板真空玻璃，封边后边部微漏率>10%，严重威胁真空玻璃的使用寿命。这就对产品的原材料提出了更高的要求，尤其是溶剂的选择更为重要，最好是针对真空玻璃产品研发和使用研究专用的封边玻璃粉。经研发和大量的实验，真空玻璃制造厂家科学地配制出了真空玻璃专用的超低熔点玻璃粉，封结温度最低可达365℃和合理的溶剂选择，其封边微漏率和产品不良率总计控制在2%以下，基本杜绝了真空玻璃安装后1年内就失掉真空的可能性发生，这从根本上为延长真空玻璃产品的使用寿命提供了根本保障。

2.2吸气剂材料

真空玻璃腔内放置吸气剂是保证其寿命的关键性材料。吸气剂一般分两种：钡系蒸散型吸气剂、锆系非蒸散吸气剂。锆系非蒸散吸气剂常温下吸气种类为H2；钡系蒸散型吸气剂常温下吸气种类包括H2、O2、CO、CO2等。真空玻璃首选钡系蒸散型吸气剂，钡系蒸散型吸气剂在蒸散的同时也放出气体，因此必须把蒸散时释放出的气体排出真空腔体之外方可使用，否则会降低真空玻璃的真空度。至今无法解决边抽真空边激活钡吸气剂的生产工艺，部分厂家发明了超常规剂量10-40倍置放钡系蒸散的除气方法，并科学合理地将钡系和锆系二者混用或单独使用，其关键技术是将吸气剂事先放入玻璃管内，加热蒸散吸气剂并同时抽真空后封口，做成半成品，玻璃合片时放于真空腔内，待真空玻璃制成成品后，再隔着玻璃将玻璃管解封，产生吸气作用，保证了产品质量和寿命，避免或减少了真空度的衰减。

2.3高温烘烤工艺

影响真空玻璃寿命的主要因素玻璃表面和体内含有大量气体，主要是H2O(占90%以上)、及少量CO2、O2和SO2，这些气体在玻璃熔炼或热加工期间溶入或吸附于表面，约有102PaL/cm3之多。在温度、光照等外部条件作用下，这些气体可从玻璃表面或表层解吸，或扩散进入真空层内。加热、烘烤是电真空行业对玻璃除气的主要方法，历经百年，行之有效。玻璃烘烤放气源自三个层次：表面、表层及内部，对钠钙玻璃，经350℃烘烤,其放气成分中H2O占75.3%,CO2占22%,CO占0.4%。其中58%为表面放气，31%为表层放气，内部放气只占11%。为使玻璃除气彻底，大于350℃的高温烘烤至少2小时是绝对必须的,有很多专家对真空玻璃内部放气规律做了研究也证实这一措施对真空玻璃制造至关重要。

3真空玻璃生产的成本

以建筑市场举例，目前建筑市场上最常用的节能玻璃是低辐射中空玻璃，按照配置和性能指标的不同价格大约在几百元钱的区间内，在一些节能指标要求较高的领域内，低辐射中空玻璃很难或者几乎达不到要求，此时真空玻璃产品便成为了首选。真空玻璃的售价问题一直都是使用者最为关心的问题，要想让一款产品得到最大程度的应用，那么产品的售价就应该贴近于市场，与其产品性能形成最佳的性价比战略。产品售价的高低，有一定的产品利润因素外，但更大的因素就是产品本身的生产成本。

4从产能到生产的规模化

限制真空玻璃产能的基本要素有：支撑布放；综合对比手工布放金属垫片、玻璃粉印刷、不锈钢丝经纬网、玻璃陶瓷金属微珠等支撑布放方法，丝网印刷金属微珠复合印油方案最具优势，印刷速度快，每分钟布放速度为2平方米，复合印油为固定支撑的材料，金属微珠为支撑材料，该方案较人工布放和机械布放都快近几十倍。玻璃粉封边；真空玻璃封边是整个工艺中耗能最多，时间最长的一道工艺，一般至少需要8-12小时才能完成一个封边周期。早期采用箱式炉能耗高、产能低，单片玻璃利用网带连续加热速度较快，但单位时间物料放置量较少，产能较低。如果采用柜架式多层摆放连续式隧道窑式加热封边，产能大能耗小，后者较前者同等时间增加产能50-80倍。抽真空封口：真空炉一炉出工艺和抽气平台式玻璃边角开孔插管立放抽空工艺，后者较前者抽空工艺单位体积内增加产能数倍以上。

5结语

总之以低温玻璃粉封边、高温烧结、高温排气工艺生产的真空玻璃为基准的生产工艺是目前最为成熟也最为稳定的产品生产工艺。其它一些工艺或材料生产的真空玻璃性能的稳定性还有待时间的考验，这次没有涉及。真空玻璃产品随着生产工艺的日益完善以及市场应用的逐渐扩大，肯定还有这样那样的一些问题显露出来，这就更需要各方面的力量来攻克来与补充并提高。

参考文献：

[1]刘小根,王秀芳.安全型真空玻璃构件功能一体化优化设计[J]硅酸盐学报,2015,(7)

[2]成惠峰,纪毅璞.新型真空玻璃的设计与制备[J]武汉理工大学学报,2015,(22)