1、概 述
真空玻璃是將兩片
平板玻璃四周密封起來(lái)。將其間隙抽成真空并密封排氣口。
真空玻璃是一種新型透明、
隔熱材料。其工作原理與玻璃
保溫瓶的保溫隔熱原理相同。
真空玻璃具有比
中空玻璃更好的隔熱、保溫性能和防結(jié)露、隔聲性能。
真空
玻璃技術(shù)涉及真空技術(shù)、材料科學(xué)、機(jī)械與自動(dòng)化技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)等科技領(lǐng)域是一項(xiàng)高科技技術(shù)。真空玻璃是一種新型高科技產(chǎn)品。
真空玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中幾乎沒有什么污染，它是一種綠色
建材產(chǎn)品。
真空玻璃本身是平板
玻璃深加工產(chǎn)品，又可以和其它玻璃深加工技術(shù)組合形成“超級(jí)玻璃”。有利于平板玻璃及其深加工玻璃產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)，推動(dòng)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
真空玻璃在建筑業(yè)中有廣闊的市場(chǎng)。在輕工業(yè)的冷藏及保溫箱、柜等家電業(yè)也有很大市場(chǎng)。還可以進(jìn)一步開拓交通業(yè)的船舶、火車、汽車等。它的廣泛應(yīng)用將為社會(huì)創(chuàng)造巨大財(cái)富。相信不久的將來(lái)，圍繞著真空玻璃將形成一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。
2、國(guó)內(nèi)外真空玻璃狀況
1893年占姆士•杜瓦發(fā)明了杜瓦瓶后，真空玻璃專利不斷出現(xiàn)。最早文獻(xiàn)是1913年發(fā)表的專利。1985年到1991年美國(guó)克羅拉多
太陽(yáng)能研究所（SERI）的D.K.Benson教授領(lǐng)導(dǎo)的真空玻璃研究組，做了大量的理論和實(shí)驗(yàn)工作，但無(wú)實(shí)質(zhì)性突破。1989~1994年
澳大利亞悉尼大學(xué)物理學(xué)院院長(zhǎng)R.E.Collins教授等人，研究真空玻璃取得突破性進(jìn)展，并申請(qǐng)了四項(xiàng)專利。
日本板硝子玻璃公司，最先從澳大利亞引進(jìn)專利技術(shù)，并于1996年在京都工廠內(nèi)建真空玻璃
生產(chǎn)線，產(chǎn)量6萬(wàn)平方米。1998年產(chǎn)量提高到24萬(wàn)平米/年，同年在日本茨城具建材中心投資20億日元，建設(shè)24萬(wàn)平方米/年的真空玻璃工廠，使該公司真空玻璃的年產(chǎn)量接近50萬(wàn)平米。銷售額100億日元。
1998年青島新立基真空玻璃公司成立，并建立了真空玻璃實(shí)驗(yàn)工廠，利用國(guó)內(nèi)設(shè)備和原材料完成產(chǎn)品的工藝和設(shè)備的工業(yè)化試驗(yàn)，并開始批量生產(chǎn)。
2001年3月北京新立基真空玻璃玻璃技術(shù)有限公司成立，并在北京成立我國(guó)第一個(gè)真空玻璃技術(shù)研究所“北京新立基真空玻璃研究所”。青島新立基玻璃公司成為其子公司。在公司支持下，研究所在進(jìn)一步改進(jìn)工藝，設(shè)備自動(dòng)化，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量方面取得突破性的成果。
除此以外，據(jù)報(bào)導(dǎo)南韓、法國(guó)、丹麥等國(guó)家也在研制真空玻璃，但目前均未能達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)水平。值得關(guān)注的是國(guó)內(nèi)外都有一些專利，試圖把
夾層玻璃技術(shù)和設(shè)備稍加改動(dòng)來(lái)制作真空玻璃。其特點(diǎn)是利用制作夾層玻璃的
PVB或EN膜或其它有機(jī)材料作為玻璃的封邊材料。在80℃至140℃的溫度和大約10-2Pa真空條件下，熱壓成型，支撐物則模仿SENI或悉尼大學(xué)，選用金屬等
無(wú)機(jī)材料，還有直接建議用PVB或EN等材料。但是他們往往忽略了一些真空器件中常有的問(wèn)題。例如：有機(jī)材料是否適用于靜態(tài)真空器件，在100℃左右溫度下，能否使玻璃達(dá)到充分排氣等。測(cè)量結(jié)果表明，這種玻璃的
熱阻只比兩片自然疊放的玻璃或單片玻璃稍高。這類玻璃應(yīng)稱為負(fù)壓中空玻璃或“負(fù)壓玻璃”，不具有產(chǎn)業(yè)化的價(jià)值。
此外，還有把抽去間隔間的空氣，灌入干燥空氣（或
惰性氣體）的中空玻璃稱之“真空玻璃”。更有甚者，利用目前廣大用戶對(duì)真空玻璃尚不十分了解的情況下，混淆視聽，把中空玻璃假冒為“真空玻璃”，以獲取商業(yè)利益。
3、真空玻璃結(jié)構(gòu)
真空玻璃和中空玻璃剖面示意如圖1所示，真空玻璃采用二片平板玻璃用低熔點(diǎn)玻璃將四邊密封起來(lái)。一片玻璃上有一排氣管，排氣管與該片玻璃也用低熔點(diǎn)玻璃密封。兩片玻璃間間隙為0.1~0.2㎜。為使玻璃在真空狀態(tài)下承受大氣壓的作用，兩片
玻璃板間放有微小支撐物，支撐物用金屬或非
金屬材料制成，均勻分布。由于支撐物非常小不會(huì)影響玻璃的透光性。
圖1 真空玻璃和中空玻璃剖面示意圖
圖1與表1是真空玻璃與中空玻璃結(jié)構(gòu)的比較，可見真空玻璃與中空玻璃的結(jié)構(gòu)是如此不同。了解真空玻璃的人，一眼就能分辨它們。
表1 真空玻璃與中空玻璃結(jié)構(gòu)比較
名 稱 |
間隙層 |
空隙尺寸（㎜） |
四周密封方式 |
總厚度 |
真空玻璃 |
真空 |
0.1~0.2 |
玻璃熔封 |
幾乎為兩片玻璃厚度
最薄6㎜ |
中空玻璃 |
空氣或氬氣 |
6~18 |
鋁合金框加樹脂膠粘劑 |
最薄12㎜ |
4、真空玻璃品種
真空玻璃由于其采用的兩片玻璃各異，而具有不同的組成結(jié)構(gòu)；或者真空玻璃與另一片玻璃組合成中空玻璃，即超級(jí)真空玻璃；結(jié)果形成了具有不同特性的真空玻璃品種。新立基真空玻璃主要品種見表2。
表2 新立基真空玻璃主要品種
品 種 |
厚度（㎜） |
最大尺寸（㎜） |
最小尺寸（㎜） |
普通真空玻璃 |
6 |
1700×800 |
300×200 |
標(biāo)準(zhǔn)真空玻璃 |
7、8 |
普通超級(jí)真空玻璃 |
19、22 |
標(biāo)準(zhǔn)超級(jí)真空玻璃 |
20、23 |
隔熱超級(jí)真空玻璃 |
20、23 |
新立基真空玻璃目前玻璃的最大尺寸為1700×800㎜，新生產(chǎn)線最大尺寸為2000×1200㎜，最小600×400㎜。
日本板硝子主要真空玻璃品種見表3。
表3 日本板硝子真空玻璃主要品種
品 種 |
顏色、類型 |
公稱厚度㎜ |
最大尺寸㎜ |
最小尺寸㎜ |
真空玻璃 |
標(biāo)準(zhǔn)型 |
無(wú)色 |
透明 |
6、8、10 |
2400×1350 |
350×200 |
不透明 |
6、10 |
1800×1200 |
DX |
綠色 |
透明 |
6、10 |
1320×950 |
夾絲型 |
夾絲玻璃 |
透明 |
9.8 |
2400×1350 |
不透明 |
1800×1200 |
5、真空玻璃主要特性
5.1 真空玻璃熱性能
真空玻璃兩片玻璃中間的真空層消除了傳導(dǎo)與
對(duì)流傳熱，特殊的
金屬膜（Low-E）減少了
輻射傳熱。與中空玻璃比較真空玻璃具有更好的保溫隔熱性能。
5.1.1 新立基真空玻璃隔熱性能見表4
表4 新立基真空玻璃隔熱性能
品 種 |
厚度（㎜） |
熱阻（㎡K/W） |
K值（W/㎡K） |
普通真空玻璃 |
6 |
0.20 |
2.8 |
標(biāo)準(zhǔn)真空玻璃 |
7、8 |
0.56 |
1.4 |
普通超級(jí)真空玻璃 |
19、22 |
0.34 |
2.0 |
標(biāo)準(zhǔn)超級(jí)真空玻璃 |
20、23 |
0.68 |
1.2 |
隔熱超級(jí)真空玻璃 |
20、23 |
0.84 |
1.0 |
表5是新立基真空玻璃在瑞典國(guó)家測(cè)試和研究院（SP）建筑物理部測(cè)試結(jié)果。
表5 新立基真空玻璃在瑞典測(cè)試結(jié)果
玻 璃 名 稱 |
熱 阻
（㎡·K/W） |
傳 熱 系 數(shù)
(W/㎡·K) |
檢 測(cè) 依 據(jù) |
單面膜真空玻璃 |
0.48 |
1.55 |
SS024211 |
雙面膜真空玻璃 |
0.59 |
1.30 |
5.1.2 日本板硝子真空玻璃隔熱性能見表6
表6 日本板硝子真空玻璃隔熱性能
|
保溫系列
標(biāo)準(zhǔn)真空玻璃 |
防火系列
夾絲真空玻璃 |
隔熱保溫系列
真空玻璃DX |
中空
玻璃 |
單片
玻璃 |
透明 |
不透明 |
透明 |
不透明 |
透明 |
透明 |
透明 |
公稱厚度
（㎜） |
6 |
8 |
10 |
6 |
10 |
9.8 |
9.8 |
6 |
10 |
12 |
3 |
玻璃結(jié)構(gòu) |
玻璃種類
(㎜) |
透明3 |
透明4 |
透明5 |
磨砂3 |
磨砂5 |
夾絲磨光6.8 |
夾絲磨光6.8 |
陽(yáng)光控制3 |
陽(yáng)光控制5 |
透明3 |
透明3 |
真空層(㎜) |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
中空層6 |
—— |
玻璃種類(㎜) |
Low-E
3 |
Low-E
4 |
Low-E
5 |
Low-E
3 |
Low-E
5 |
Low-E
3 |
Low-E
3 |
Low-E
3 |
Low-E
5 |
透明3 |
—— |
傳熱系數(shù) |
W /(㎡k) |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
3.4 |
6.0 |
Kcal/㎡h℃ |
1.3 |
1.3 |
1.3 |
1.3 |
1.3 |
1.3 |
1.3 |
1.3 |
1.3 |
2.9 |
5.1 |
由表4、表5、表6可見，由于測(cè)試條件及計(jì)算依據(jù)的差異，加上誤差可以說(shuō)新立基真空玻璃的熱性能與日本板硝子相當(dāng)。
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