一種有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃制造技術

本發明專利技術屬于特種玻璃材料加工生產領域，涉及一種有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃，包括微腔玻璃板，玻璃板內部有一層或二層緊密排布的微球體，微球體的表面設置一層薄膜，在每一層或雙層之間緊密排布的鄰近的微球體之間有微腔存在；本發明專利技術是一種新型有序真空光學微腔玻璃，允許可見區光譜范圍的陽光透過，節省照明用電，球殼薄膜能阻隔紅外輻射，真空的微腔具有隔冷隔熱隔音效果；具有可以選擇性的多彩色分光，可減少光的反射；具有防霧、防結霜優點；具有窗簾功效，室外對室內不可視，室內對室外可視；主體材料是玻璃和金屬框架，適用于未來的大片標準模塊化的“建材磚”,便于整片墻體建造、安裝。

Ordered dense arrangement of micro cavity structure vacuum film glass

The invention belongs to the field of special glass materials processing and production, relates to an orderly and densely arranged microcavity structure film vacuum glass, including micro cavity glass plate, the glass plate inside the microspheres with one or two layers of tightly packed, the surface of the microsphere is provided with a layer of thin film, a cavity between the adjacent microspheres in each layer or double layer between the compact; the invention is a kind of new order vacuum optical micro cavity glass, allowing the visible spectral range of sunlight, saving lighting electricity, the shell film can block infrared radiation, micro cavity vacuum insulated with sound effects; multi color light can be selectively that can reduce the reflection of light; with anti fog and anti frosting advantages; the curtain has effect on indoor outdoor, not visible, on the indoor outdoor visual; the body is made of glass and metal frame, application In the future, a large standard modular building material brick will be used to facilitate the construction and installation of the entire wall.

【技術實現步驟摘要】
一種有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃
本專利技術涉及一種有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃(簡稱“微腔玻璃”)，屬于特種玻璃材料加工生產領域。
技術介紹
理想的建筑和交通運載工具必用玻璃，其要求是能提供冬暖夏涼和透光的保證。這就是要求玻璃窗既要隔冷熱、保溫，又要透可見光、節能低碳并且具有裝飾的效果。現有的建筑窗玻璃主要采用的有普通玻璃、顏色玻璃或中空玻璃(兩片玻璃之間夾放框架并密封)，其對建筑節能和舒適雖有一定作用，但是滿足不了人們的需求。除此之外，還有一種較流行的技術方法-即在普通單片玻璃上貼膜或鍍膜，也能較好地達到一定的夏季隔熱、冬季保溫的目的。近年來在國際上熱門的產品還有低輻射鍍膜單片玻璃(簡稱LowE玻璃)和一類新發展的未來玻璃產品-電致變色玻璃。它們在節能效率和性價比等方面都存在不足。比如，二者都要有功能性材料-二氧化錫(SnO2)層。它既是低輻射膜材料又是光電子行業常用的透明導電材料；但是，SnO2價格和資源限制了未來的應用和市場。中國技術專利申請200420083199.0號公開了一種低輻射鍍膜玻璃，它復合有五個膜層：金屬氧化物膜層、金屬或合金阻擋層、金屬銀、金屬或合金阻擋層、金屬氧化物膜層。該復合玻璃結構使用太多的貴金屬和合金，成本高、透過率低。中國技術專利申請02291440.4號公開了一種中空玻璃，它由多片玻璃和一個框架構成，框架設置在其中兩片玻璃之間，并通過密封材料丁基密封膠粘接和密封；玻璃采用鋼化玻璃與普通玻璃的復合層，其間用PVB膠片粘合，其中一片玻璃上用鈦金箔粘附。該復合玻璃結構沒使用低輻射鍍膜材料，沒有真空間隔層結構，所以它絕熱和抗輻射效果就較差。此外，目前流行的高層建筑玻璃幕墻化；但是，玻璃幕墻除了前述問題它還存在著光污染等缺點。幕墻的光污染是由于采用了涂膜玻璃或鍍膜玻璃后，當直射日光和天空光線照射到其表面時，由于玻璃的鏡面反射(即正反射)而產生的反射炫光。首先，光污染是制造意外交通事故的兇手；其次，光污染也給附近的居民生活帶來了麻煩，夏日陽光被反射到居室中，會使室溫平均升高4～6℃，夜間干擾休息等。上述二個專利及其它產品都不具備使玻璃既要隔冷、隔熱、保溫，隔離紅外熱輻射，又要透可見光、節能低碳、降低光污染并具有裝飾的效果。目前，在市場和文獻中都還沒有這種有序微孔結構真空玻璃。本專利技術“微孔玻璃”的效能和制備方法是與以往的傳統的產品不一樣的。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服現有技術存在的缺陷，提供了一種有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃。為解決上述技術問題，本專利技術是采用如下技術方案實現的：一種有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃，包括微腔玻璃板(1)，所述玻璃板(1)內部有一層或二層緊密排布的微球體(2)，在每一層微球體(2)的表面設置一層薄膜(3)，在每一層或雙層之間緊密排布的鄰近的微球體(2)之間有微腔(4)存在。技術方案中所述的微球體(2)的形狀為球形、橢球形或錐體形；所述薄膜(3)的厚度是在10-1980納米之間；薄膜(3)的覆蓋面積是一層微球體中的球形和橢球形的半個球的表面或者是錐體形的整個側面的側面積。技術方案中所述微腔玻璃板(1)是平板或者是曲面板，平板或曲面板的微腔玻璃板(1)的面積是在1-60000平方厘米之間。技術方案中所述微球體(2)的材料是透明硬質材料。技術方案中所述的透明硬質材料為普通玻璃、石英玻璃或純SiO2。技術方案中所述微球體(2)的尺寸，以微球體的最大粒徑為準范圍在0.3-20000微米之間。技術方案中所述薄膜(3)的材料是金屬Cu、Al、Zn、Ti、Ag；或者是金屬Cu、Al、Zn、Ti、Ag中兩種或三種的復合材料；或者是合金材料；或者是透明硬質材料；或者是半透明硬質材料。技術方案中所述的透明硬質材料或半透明硬質材料為半導體氧化物材料Cu2O、ZnO、TiO2、NiO、SnO2、V2O5、MoO3、WO3、Al2O3、Fe3O4或半導體氧化物材料Cu2O、ZnO、TiO2、NiO、SnO2、V2O5、MoO3、WO3、Al2O3、Fe3O4中兩種、三種或多種復合的材料。技術方案中所述微腔(4)內不存在任何物質，為真空腔體，真空的氣體壓強小于9.8X10-1Pa。技術方案中所述微腔玻璃板(1)的四周邊沿設置有用于密閉、安全、運輸和安裝用的多功能密封膠(5)和密封邊框(6)；密封邊框(6)為金屬、合金或者是硬質塑料。本專利技術的技術方案綜合利用了三種物理學原理與技術：(i)光學微腔；(ii)“真空”科技；(iii)低表面輻射率材料。(i)光學微腔通過光學理論分析和設計，在玻璃板1中實現了在每一層緊密排布的鄰近的多個微球之間有整齊排列的很小間隙的微腔。由于這些微腔存在多種曲面形狀的“空氣/玻璃”或“真空/玻璃”的光學界面；則在微腔的尺寸效應影響下，依據設計它們將對不同光譜波段的光線產生不同的透射、反射、散射；從而使較小尺寸的微空腔能一定程度地提高對紅外波段輻射光的阻擋，保證可見光透射的特性實現。眾所周知，在我們的環境中一般來講太陽能及各種熱輻射源、光源等對于窗玻璃都是有角度入射的光線，從而使較大尺寸的微空腔結構使得非垂直玻璃表面入射的熱輻射光線都產生多個角度的反射，或在微腔內多次反射而衰減；這就避免了由于普通窗玻璃以及鍍膜玻璃的鏡面反射(即正反射)而產生的反射炫光和光污染。特別的當微腔4的內表面設置一層或二層低表面輻射率材料的薄膜后[參見(iii)低表面輻射率材料]，上述效應就更加顯著。(ii)“真空”科技遵循能量的傳遞原理并借助“真空”科技的成果，實現了間隙微腔之內的真空度的實現。玻璃中的‘真空’微腔的引入真正地實現了無熱傳導和無熱對流材料的創新；同時，也實現了隔聲作用。因為在‘真空’微腔中沒有傳導和對流的媒介存在，也不存在各種聲音的傳導媒介。再者，‘真空’微腔的存在替代了傳統的真空腔體中必須有的支撐物，它被用來支撐玻璃受外界大氣壓的壓力，而達到玻璃內部和外部大氣壓力的平衡；使玻璃板的上下表面之間保持穩固間隔和真空層。(iii)低表面輻射率材料薄層由于在微球2的球殼表面涂制的低輻射材料的薄膜，所以它形成了光學空腔——微腔4的內表面膜層。這個紅外光熱輻射反射層使得該“微腔玻璃”具有很低的表面輻射率，并對紅外熱輻射的反射率很高；同時可見光依然可以透過該薄膜和玻璃板。總的效果能保持室內光線柔和，實現節約照明能源、體感舒適而有利健康。通過上述(i)光學微腔理論和光的反射、干涉和衍射效應的設計利用，在該“微腔玻璃”中，金屬等類薄膜層的球殼或微腔基本單元(基元)構成了更多的曲面型鏡面以及更大的反射面積，從而促進增加了更多的紅外熱輻射光子和光線的反射、漫射等特性；因為它們有更多和更大的承載面積和額外間隙的真空，從而為阻隔熱的直接輻射提供了條件和環境。此外，它同時也可控制建筑的各個朝向對采光和太陽輻射熱能隔絕的利用，使整個建筑成為更加節能而又舒適的活動空間，裝飾性獲得進一步改善，提升了建筑的品質。通過上述三種物理學原理的綜合設計和利用，該“微腔玻璃”實現了如下的場景應用。在夏季，它可阻止部分室外太陽發出的熱輻射進入室內，室內的空調冷氣卻不能對流到室外，節約空調費用；而它同時對天空中漫射的可見光光線有很好的透過特性，節約照明費用。在冬季，它就本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃,包括微腔玻璃板(1)，其特征在于：所述玻璃板(1)內部有一層或二層緊密排布的微球體(2)，在每一層微球體(2)的表面設置一層薄膜(3)，在每一層或雙層之間緊密排布的鄰近的微球體(2)之間有微腔(4)存在。

【技術特征摘要】
1.一種有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃,包括微腔玻璃板(1)，其特征在于：所述玻璃板(1)內部有一層或二層緊密排布的微球體(2)，在每一層微球體(2)的表面設置一層薄膜(3)，在每一層或雙層之間緊密排布的鄰近的微球體(2)之間有微腔(4)存在。2.按照權利要求1所述的有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃，其特征在于：所述的微球體(2)的形狀為球形、橢球形或錐體形；所述薄膜(3)的厚度是在10-1980納米之間；薄膜(3)的覆蓋面積是一層微球體中的球形和橢球形的半個球的表面或者是錐體形的整個側面的側面積。3.按照權利要求1所述的有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃，其特征在于：所述微腔玻璃板(1)是平板或者是曲面板，平板或曲面板的微腔玻璃板(1)的面積是在1-60000平方厘米之間。4.按照權利要求1所述的有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃，其特征在于：所述微球體(2)的材料是透明硬質材料。5.按照權利要求4所述的有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃，其特征在于：所述的透明硬質材料為普通玻璃、石英玻璃或純SiO2。6.按照權利要求1所述的有序密集排布的微腔結構膜真空玻璃，其特征在于：所述微球體(2)的尺寸，以微球體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王振興，崔海寧，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林,22