玻璃材料的应用现状与发展趋势

玻璃材料的应用与趋势内容摘要：随着建筑多元化的发展，建筑玻璃的已经成为建筑多样化和建筑功能化的关键组成部分，尤其是最近几年，建筑用深加工玻璃的品种、数量也得到了很大的发展，产品质量有了很大的提高。但是一些建筑使用的深加工玻璃出现了如钢化玻璃自爆、中空玻璃漏气等多种问题，造成很大的损失。当今世界玻璃制造商们在开发钢化玻璃新技术方面，均向能源、材料、环保、信息、生物等五大领域的发展和需求奋进。关键词：玻璃材料的应用现状，玻璃材料的发展趋势一.世界建筑的发展对玻璃的要求变化从20世纪60年代，随着第一个玻璃幕墙出现开始，建筑幕墙一直占据着建筑市场的主导位置并引领着建筑行业技术的发展。到目前，建筑对玻璃的要求经过了从白玻、本体着色玻璃、热反射镀膜到低辐射镀膜玻璃的变化。玻璃的颜色也由无色、茶色、金黄色到兰色、绿色并最后向通透方向的发展变化。二.建筑玻璃的主要应用品种及特点1、钢化玻璃它是利用加热到一定温度后迅速冷却的方法，或是化学方法进行特殊处理的玻璃。一般是在原来普通的浮法玻璃基础上，经过将玻璃加热到软化点温度再经过淬火处理，使玻璃内部中心部位具有张应力而玻璃表面部位具有压应力并达到均匀应力平衡的玻璃产品。钢化玻璃的品种包括化学钢化也称离子钢化和物理钢化两种；化学钢化玻璃的特点是由于采用颗粒较大的离子如钾离子置换玻璃表面的钠离子，在约400度的温度下经过一定的工艺制作完成；化学钢化玻璃可以切割、热弯等，但经过高温加工后的玻璃强度会受影响；化学钢化玻璃的初始强度可以达到原片的6-7倍，但是随着使用时间加长，性能会衰减；由于离子置换的特殊性，多数使用在超薄的玻璃上。物理钢化玻璃的特点是强度高，一般强度可以达到普通平板玻璃的4倍左右2、夹层玻璃夹层玻璃是由一层玻璃与一层或多层玻璃、塑料材料夹中间层而成的玻璃制品，中间层是介于玻璃之间或玻璃与塑料材料之间起粘结和隔离作用的材料，使夹层玻璃具有抗冲击、阳光控制、隔音等性能；夹层玻璃的特点是安全—即使破碎，也不会对人造成伤害。缺点是降低采光性能、玻璃自重增加。3、镀膜玻璃镀膜玻璃俗称热反射玻璃，包括阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃（Low-E）玻璃两个品种。镀膜形成的原理是在原片玻璃表面镀上金属或者金属氧化物/氮化物膜，使玻璃的遮蔽系数降低，又称低辐射玻璃，是一种对波长范围4.5μm-25μm的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能，称为阳光控制低辐射玻璃。镀膜玻璃主要有两个系列的品种，一种是在线镀膜玻璃，也称气相蒸发镀膜玻璃；一种是离线镀膜玻璃，也称磁控溅射镀膜玻璃。4、中空玻璃中空玻璃是由两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品。目前市场上大部分的中空玻璃全部为胶封中空玻璃，而胶封中空玻璃又分为传统铝条及暖边密封方式。Swiggle暖边中空玻璃在世界上第一个提出暖边概念并一直引领着世界暖边中空玻璃的发展方向。由于中国地域辽阔，南北气候特征差异悬殊，因此对建筑玻璃性能指标的要求不尽相同；此外不同功能用途的建筑物对玻璃的节能性、隔声性及采光的要求也有所差异。因此，设计师或使用者在选择玻璃时必然面临这样的问题：什么样的玻璃、怎样的复合玻璃结构能满足建筑物的性能要求？不同地区甚至建筑物的不同部位是否应选择同样的玻璃？然而当今世界玻璃制造商们在开发钢化玻璃新技术方面，均向能源、材料、环保、信息、生物等五大领域的发展和需求奋进。因此，国内外的玻璃生产商及加工商们必须认清这样的情况，一是材料：玻璃原片的生产向大片、薄片、厚片、白片四大类发展;二是研发新技术：从玻璃产品的表面和内在改性应用、功能等方面着手，使玻璃更具备强度、隔热、耐火、安全、阳光控制、隔音、自洁(环保)等优异的功能，从而尽快加入21世纪人类对材料、能源、信息、环保、生物等五大工程的开发，并提供上述工程使用的玻璃材料。为此，在玻璃工业新技术发展方面主要表现在两大领域(平板玻璃工业新技术研发方向及深加工玻璃新品种的开拓)。一.low-e钢化玻璃工业新技术在平板玻璃原片制造技术上，目前国外还看不出有什么新的、更好的方法能够取代浮法成型技术，但浮法技术仍将继续完善和提高。据悉，国外在原料方面研制霞石正长岩代替钾长石达到节能、节碱等获得良好综合效益;另外正式用石油焦(碳素粉)取代煤炭粉作添加剂以利玻璃增强白透性，减少微气泡的新措施，收到了极为良好的效果。在熔化部开发氧燃烧，美国已走在前列，在成型部已开辟及研制超薄和在线热解法生产Low-E、Sun-E(硬膜)层节能环保玻璃以及浮法一窑二线用浮法生产压花玻璃项目;为此在原料、熔化、成型、退火等四大部分新技术、新工艺的研制开发应引起同行们的重视及借鉴。二．超薄技术：对玻璃带施加纵向——横向拉力是生产浮法超薄玻璃的惟一方法,无色透明优质超薄玻璃是生产ITO膜玻璃的重要材料之一，目前该产品正走俏国际国内市场，产品供不应求。不少国家的玻璃制造商早已看到这个商机，纷纷将原有的个别生产线改成超薄玻璃生产线。英国皮尔金顿公司将一条较小的浮法线改成在线镀膜超薄玻璃生产线，可生产0.4至1.1毫米的薄玻璃，板面的平整度极佳，微波纹起伏只有30至50纳米。三．浮法玻璃退火窑辊道技术：在退火窑的热端，目前解决辊印所采用的两条途径明显不同。一条是开发一种非常硬的应用于金属辊的陶瓷表面涂层，它易于清洁并恢复到光滑的抛光表面，而且能应用于退火窑在线清理设备中。另一条是开发能阻止表面附着物形成的辊道包覆材料，但还要研究解决陶瓷纤维包覆材料内(目前无法避免)的“渣粒”和包覆材料提前退化问题。三．在线镀膜技术：发达国家在浮法工艺上成功地开发了在线金属化合物热解镀膜技术、化学气相沉积镀膜技术、电浮法镀膜技术、低辐射镀膜技术。英国、法国、比利时等国能在线生产玻璃镜。四．玻璃熔窑的各种氧气燃烧技术：富氧燃烧、喷氧、富氧空气补给、纯氧燃烧助燃、全部纯氧燃烧5种形式已成为标准技术，正不断完善发展下去。五．夹层玻璃一窑二线发展：国际玻璃商为适应市场需求，节约能源，控制生产总量，防止积压，设计建成了一窑二线(两个品种)的生产方式。美国加迪安公司获悉国际市场建筑商们仍对压花玻璃有可观的需求量，公司在美国南卡罗来纳州的浮法玻璃工厂立即进行技术改造使之成为一窑二线，600吨/日级浮法线新增设100吨/日压花玻璃生产线，可同时生产浮法玻璃及压花玻璃。美国另一家公司为占领阿拉伯国家压花玻璃市场，在沙特建设550吨/日级浮法线的同时，又设计建成100吨/日级压花玻璃线。日本旭玻璃公司在国内建设一条500吨/日级的浮法玻璃生产线的同时，也设计建造100吨/日级压花玻璃生产线。目前欧洲的玻璃制造商也在建设浮法及压延的一窑二线生产线。六．节能工艺：用严格控制热交换、设备配套的标准化、玻璃丝带的加宽等方法可以大大提高浮法工艺的生产能力和经济效益。传统工艺规定在锡槽的头部和中部区域加热，在尾部区域强烈冷却。新的观点则要求锡槽中的热交换调节不仅要减小加热功率，而且要减小冷却强度，这样可保持热平衡。为此而采用更为准确调节锡槽热度的新方法，例如采用安置在锡槽窥孔上的专用加热器以及可调节选择温度工艺冷却器等。七．环保技术：玻璃熔窑废气中的硫氧化物S0和烟尘是污染大气环境的主要有害成分。为了保护大气环境，许多国家相继制定了严格的玻璃熔窑废气排放标准和相应的排污收费标准，建立了较为完善的环保管理体系，对Sox、Nox和烟尘等有害物质的排放做了严格限制，有关玻璃生产企业积极开发和推广应用新的玻璃熔窑废气治理技术。随着科学技术的发展、社会的进步，人类越来越追求舒适、美好的生活环境,各种社会基础设施的建设规模日趋庞大，建筑材料越来越显示出其重要地位。新型建筑材料发展也有了广阔的天空，只有掌握新型建筑材料的特点，才能有的放矢的研究、生产。参考文献：《建筑玻璃使用手册》《建筑玻璃应用技术》《建筑工程玻璃加工工艺及选用》《建筑玻璃》