与中空玻璃相比,真空玻璃的制造工艺复杂、操作烦琐、技术难度大。比如,真空玻璃支撑物的布放是由半人工方式完成,效率较低,真空玻璃生产时需要反复加热、降温能耗较大,真空玻璃安全化(钢化)问题尚未完全解决限制了其在建筑上的应用,以及玻璃尺寸“非标”化带来的生产管理复杂化等;由此造成真空玻璃的生产成本居高不下,限制了真空玻璃的应用与发展。为攻克这些技术瓶颈,开展了一系列新材料、新技术和新装备的研制。
(1)新材料
① 光谱吸收型无铅低温封接焊料
封接温度在430℃以下的铋锌硼无铅玻璃焊料,满足真空玻璃对封接材料膨胀系数、强度、气体释放率、气体渗透率等关键指标要求。特别是该玻璃通过组分掺杂具有光谱吸收特性,可用于光辐射封接工艺。
② 超低温真空玻璃用封接焊料
以现有铅系低熔点玻璃或无铅的钒酸盐玻璃为基础,研制封接温度在380℃及以下的超低温封接焊料,同时满足膨胀系数、强度、气体渗透率等关键指标要求,该材料可用于4mm+4mm、3mm+3mm钢化真空玻璃的制备。
③ 热变形玻璃陶瓷基支撑材料
在300~350℃温度范围内具有热机械变形功能的玻璃陶瓷基支撑材料,并开发出适用于点胶、印刷、3D打印工艺的料浆,可实现真空玻璃内部无机非金属材料的有效支撑,大幅度提高支撑物布放效率。
(2)新技术
① 红外辐射加热快速封接技术
采用光辐射加热原理并根据封接玻璃的光谱吸收特性实现了钢化真空玻璃快速封接技术。其红外热源可以是整体覆盖钢化玻璃进行辐射加热,也可以是针对封接区域进行局部辐射加热(局部辐射光源方式不限),但要求在封接区域及周边2~5cm区域内辐照强度分布均匀。目前已形成红外辐射加热快速封接技术全套工艺与方法。
② 封接抽气封口一体化技术
该技术可实现真空玻璃的封接、抽气和封口三个操作依次连续完成,既可保持和提高真空度,消除因封接、熔断排气管过程产生热应力造成损坏,又能避免真空玻璃的反复加热,起到降低能耗、提高生产效率的作用。
③ 狭缝空腔高效真空抽气工艺
通过采用高效抽气结构、紫外辐照、激光、微波表面激活等措施,实现的狭缝空腔高效脱附、抽气新方法。
④ 减缓真空度衰减技术
在真空玻璃的腔内放置吸气剂,其吸收真空腔内的微量气体,从而尽可能减缓真空衰减速度,提高真空玻璃使用寿命。它的特点在于吸气剂组分及放置方法,使吸气剂耐受真空玻璃的熔封温度,满足真空玻璃制造工艺要求。目前国内已有部分真空玻璃样品采用“包封”(避免氧化)和“解封”(高温激活)的方法,使吸气剂可耐受400℃以上较长时间加热,这一技术使真空玻璃的理论使用寿命可以达到50年。
(3)新装备
① 红外辐射加热快速封接装备
以短波红外光源为主要加热源的真空玻璃边部封装设备,具有升温快速、热区可调、操作简单、控制便利等优点,是钢化真空玻璃边部封接的主要设备。
② 大尺寸自动快速点胶装备
该设备用于真空玻璃制造时玻璃陶瓷基支撑材料的布放,采用了多胶头、双龙门、电脑控制点胶系统,具有点胶量精确可调、定位准确、移动快速的特点,可实现大尺寸真空玻璃支撑物的高效布放。
③ 封接、抽气、封口一体化装备
用于真空玻璃封接、脱附抽气和封口的设备,可实现三个操作依次连续完成,克服了目前真空玻璃制造中需反复加热所造成能耗高、效率低的缺点。