二)何為真空玻璃 ?
真空玻璃是將兩片
平板玻璃四周密閉起來(lái),將其間隙抽成真空并
密封排氣孔,兩片玻璃之間的間隙為O.1——0.2mm,真空玻璃的兩片一般至少有一片是
低輻射玻璃,這樣就將通過(guò)真空玻璃的
熱傳導(dǎo)、
對(duì)流幾乎為零,其工作原理與玻璃
保溫瓶的保溫
隔熱原理相同。真空玻璃是玻璃工藝與材料科學(xué)、真空技術(shù)、物理測(cè)量技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)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。
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真空玻璃結(jié)構(gòu)示意圖
1893年,英國(guó)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、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(lái)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。科學(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(lái),其中有兩個(gè)團(tuán)體值得一提。一個(gè)是美國(guó)克羅拉多
太陽(yáng)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(guò)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(guó)、希臘和日本等國(guó)的科學(xué)家也做了大量的類似研究。
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