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,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,這樣就將通過真空玻璃的
熱傳導、
對流幾乎為零,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、真空技術、物理測量技術、工業自動化及建筑科學等,多種學科、多種技術、多種工藝協作配合的碩果。
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真空玻璃結構示意圖
1893年,英國物理學家、化學家占姆士•杜瓦發明了保溫瓶。人們為了紀念他,把保溫瓶又稱作杜瓦瓶。從此后,長于幻想的科學家就有一個夢想,什么時候能將保溫瓶技術應用到
建筑玻璃窗上?要實現從杜瓦瓶到真空
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熱
傳導忽略不計的程度,并長期保持其真空度;
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承受10000千克/平方米的壓力,該支撐物使真空玻璃產品滿足建筑玻璃
設計標準所要求的
強度和壽命,這就必須對支撐物的物理化學性能以及幾何形狀、幾何分布做出精心設計。
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、支撐物的設計和選料上,要不影響透明和美觀。
1913年世界第一個平板真空玻璃專利發布。科學家們相繼進行了大量的探索,誕生了一批專利。20世紀80年代起,世界對真空玻璃的研發逐漸活躍起來,其中有兩個團體值得一提。一個是美國克羅拉多
太陽能研究所由D•K•Benson教授領導的真空玻璃研究組,經過1985~1991年的實驗,創立了許多值得讓后人借鑒的技術理論、思路和實驗室數據。另一個是悉尼大學應用物理系R•E•Collins教授1989~1994年領導的研究組,進一步改進工藝,1989年試制出樣品,1993年研制出第一塊1米×1米的實用真空玻璃,并申請了4項專利。北京大學物理系原教授唐健正也是參與者之一。人類在發明杜瓦瓶之后整整100年,終于又發明了真空平板玻璃。英國、希臘和日本等國的科學家也做了大量的類似研究。
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