Характеристики материала | Вакуумное стекло

Что такое вакуумное стекло?

Вакуумное стекло изготавливается путем герметизации двух листов плоского стекла, а пространство между ними откачивается до вакуума (давление воздуха менее 0,1 Па). Зазор между двумя листами плоского стекла составляет всего 0,1-0,2 мм. Принцип теплоизоляции заключается в использовании вакуумного слоя для изоляции теплопроводности, при этом отсутствует конвективный перенос тепла, а теплопередача осуществляется в основном за счет лучистого теплообмена.

Структура вакуумного стекла показана на рисунке ниже. Оно состоит из двух листов плоского стекла, массива опор, периметрального уплотняющего слоя. Внутренняя полость между двумя листами плоского стекла откачивается до вакуума. Для поддержания зазора между стеклами между двумя листами стекла необходимо установить массив опор, способный выдерживать атмосферное давление около 10 тонн на квадратный метр. Лучистый теплообмен вакуумного стекла не зависит от расстояния между двумя пластинами стекла, поэтому расстояние между двумя стеклами может быть очень малым, что позволяет создавать высококомпактные теплоизолирующие стеклянные системы. На расстоянии 2-3 м эти крошечные опоры трудно обнаружить, поэтому влияние опор на обзорность вакуумного стекла незначительно.

Вакуумное стекло обладает высокими звукоизоляционными характеристиками.

Звукоизоляционные свойства вакуумного стекла лучше, чем у традиционного теплоизоляционного и ламинированного стекла. Вакуумное стекло лишено недостатков теплоизоляционного стекла: наличия резонансного провала на низких частотах; а также недостатков ламинированного стекла, которые совпадают с недостатками перехода от провала к низким частотам. Однако для повышения звукоизоляционных свойств вакуумного стекла нецелесообразно увеличивать толщину стекла, но можно комбинировать вакуумное стекло с теплоизоляционным или ламинированным стеклом, с одной стороны, для повышения звукоизоляционных свойств, с другой стороны, это также придаст вакуумному стеклу дополнительные преимущества. Например, в зависимости от необходимости оно может быть сконструировано как звукоизоляционное стекло, солнцезащитное звукоизоляционное стекло, безопасное звукоизоляционное стекло и другие звукоизоляционные стекла с различными характеристиками.

Распространенные проблемы качества вакуумного стекла

(1) Некачественные опоры (разная высота или боковые уплотнения выше, чем средние).

(2) Создание и поддержание вакуума

При степени вакуума более 10 Па, то есть более одной десятитысячной атмосферы, U-значение вакуумного стекла значительно больше, чем у теплоизоляционного стекла, и преимущества вакуумного стекла теряются.

(3) Выбор подходящей низкоэмиссионной пленки

Некоторые продукты или технологии на основе вакуумного стекла

(1) Электрохромное вакуумное стекло.

Электрохромизм — это явление, вызывающее обратимую реакцию окисления или восстановления материала из-за изменения полярности или силы приложенного электрического поля, что приводит к обратимому изменению его цвета.

(2) Аэрогелевое вакуумное стекло.

Наибольшей проблемой в текущем применении и продвижении вакуумного стекла является хрупкость и низкая ударопрочность, вызванные концентрацией напряжений в точке опоры между двумя листами стекла. Поскольку вакуумное стекло изготавливается из двух листов плоского стекла с низкотемпературным стеклом, между двумя листами стекла устанавливается опора, а зазор откачивается до вакуума. Для такой конструкции из-за разницы атмосферного давления внутри вакуумного стекла будут наблюдаться очевидные остаточные напряжения и концентрация напряжений в точке опоры, что приведет к тому, что прочность на изгиб вакуумного стекла будет составлять менее 1/4 от обычного закаленного стекла, а его ударная прочность также будет трудно соответствовать требованиям стандарта безопасного стекла, что приведет к потенциальной опасности разрушения вакуумного стекла в процессе эксплуатации, что значительно снижает безопасность и надежность вакуумного стекла. Для решения этой проблемы в корне лучше не использовать опорные точки. Использование пористых прозрачных материалов для равномерной опоры может значительно снизить концентрацию напряжений.

Аэрогель — это легкий нанопористый материал с отличными теплоизоляционными, звукоизоляционными и виброгасящими свойствами, эффективно пропускающий видимую часть солнечного света. Применение аэрогеля в энергосберегающем строительном стекле имеет хорошие перспективы, особенно в области вакуумного стекла, где оно может дополнительно снизить теплопроводность вакуумного стекла, а пористая структура аэрогеля также может снизить теплопередачу остаточного газа в вакуумной камере, так что степень вакуума вакуумной камеры вакуумного стекла может достигать хорошего эффекта теплоизоляции при примерно 100 Па, исключая сложный процесс получения и поддержания высокого вакуума существующего вакуумного стекла. Кроме того, традиционная массивная опора заменяется аэрогелем, то есть точечная опора заменяется равномерной поверхностной опорой, что позволяет равномерно распределять силу отрицательного давления, тем самым снижая или устраняя концентрацию напряжений в вакуумном стекле и повышая общую прочность и безопасность вакуумного стекла.