真空玻璃與真空玻璃門窗發(fā)展歷程

    １８９３年，英國物理學家、化學家占姆士·杜瓦發(fā)明了保溫瓶。人們?yōu)榱思o

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(shù)應(yīng)用到建筑玻璃窗上？要實現(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(chǎn)品滿足建筑玻璃設(shè)計標準所要求的強度和力學壽命，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(shè)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(shè)計和選料上，要不影響透明和美觀。

    １９１３年世界靠前個平板真空玻璃專利發(fā)布�？茖W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(fā)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(lǐng)導的真空玻璃研究組，經(jīng)過１９８５～１９９１年的實驗，創(chuàng)立了許多值得

讓后人借鑒的技術(shù)理論、思路和實驗室數(shù)據(jù)。另一個是悉尼大學應(yīng)用物理系Ｒ·Ｅ·

Ｃｏｌｌｉｎｓ教授１９８９～１９９４年領(lǐng)導的研究組，進一步改進工藝，１９８９

年試制出樣品，１９９３年研制出靠前塊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(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、希臘和日本等國的科學家也做了大量

的類似研究。

    唐健正教授為了開拓、發(fā)展我國的真空玻璃事業(yè)，懷著科教興國、科教報國的信

念返回祖國，繼續(xù)進行研發(fā)，１９９８年建立北京真空玻璃研究所、青島新立基真空

玻璃技術(shù)應(yīng)用有限公司，并申請了中國專利。

    建筑門窗玻璃較初僅僅是單純擋風雨、透過、換氣的單層或雙層普通平板玻璃。

普通平板玻璃是靠前代門窗玻璃。現(xiàn)代科技對門窗玻璃又提出了保溫、隔熱、隔噪音

及遮擋外部視線等似乎是相矛盾的許多新功能、新要求�，F(xiàn)在已研制出壓延玻璃、夾

（鋼）絲玻璃、鍍膜玻璃、熱反射玻璃、夾層玻璃、中空玻璃（充或不充氬氣）、低

輻射膜中空玻璃等新品種加工玻璃。中空玻璃可以說是第二代門窗玻璃。真空玻璃與

中空玻璃有什么不同？人們對保溫瓶都很熟悉，如果不慎將其底部抽真空的“小尾巴”

弄破，它就喪失了保溫功能。真空玻璃就是這種與中空玻璃結(jié)構(gòu)完全不同的新產(chǎn)品。

中空玻璃大多用鋁框四周封邊、間隔２塊玻璃，內(nèi)含空氣或充氬氣，總厚度較薄的１２

毫米。真空玻璃用適當分布的微粒支柱做間隔，間隙層只有０．１～０．２毫米，空

腔內(nèi)抽真空無氣體，真空度達到０．１帕以上，總厚度較薄只有６毫米左右。熱量交

流有３種形式，真空玻璃空間殘余氣體有少許對流和傳導傳熱；間隔支柱的傳導傳熱；

邊部的傳導傳熱。真空玻璃傳熱主要是輻射傳熱和邊部傳導傳熱。用鍍有透明低輻射

膜玻璃做的真空玻璃，像杜瓦瓶鍍銀一樣又大大降低了輻射傳熱。顯而易見，真空玻

璃節(jié)能窗是第三代門窗玻璃。