一、什么是“半鋼化
真空玻璃”
在圖1所示的真空玻璃結(jié)構(gòu)中，兩片玻璃不是普通玻璃而是
半鋼化玻璃，則稱為“半鋼化真空玻璃”。
普通玻璃通過
深加工處理，使玻璃表面形成
壓應(yīng)力層，玻璃
強(qiáng)度會(huì)大大提高，可稱為
強(qiáng)化玻璃。又依表面壓應(yīng)力不同，分為鋼化玻璃和半鋼化玻璃兩個(gè)品種[1]，其
表面應(yīng)力如表1所列。
二、為什么要研制“半鋼化真空玻璃”
鋼化玻璃強(qiáng)度高，抗
沖擊強(qiáng)度和
抗彎強(qiáng)度比普通玻璃高3—5倍，抗熱沖擊性能也大大提高，而且破碎后形成不帶尖銳刀鋒的小顆粒，對(duì)人傷害小。但由于多種復(fù)雜的原因，鋼化玻璃發(fā)生“自爆”的機(jī)率較高，研究表明，特別是當(dāng)表面壓應(yīng)力≥52.0MPa時(shí)，由于玻璃內(nèi)部雜質(zhì)引起的自爆機(jī)率大大增加。
測(cè)試結(jié)果表明，按特定工藝制成的半鋼化玻璃的抗彎強(qiáng)度比普通玻璃高約4倍，雖然比鋼化玻璃略低，但不會(huì)發(fā)生自爆，對(duì)于高層
門窗幕墻，使用半
鋼化夾層玻璃，即使撞碎也不會(huì)有尖銳碎片傷人。因此，我國(guó)很多幕墻專家呼吁使用表面壓應(yīng)力50 MPa左右的半鋼化夾層玻璃作為高層幕墻玻璃的首選，既有一定強(qiáng)度，又達(dá)到安全、可靠的目的[2]。因此，近年來，特別是對(duì)于高層幕墻建筑，不用鋼化玻璃的呼聲日高。新近建成或?qū)⒁ǔ傻纳虾－h(huán)球金融中心、中央電視臺(tái)新址等一批大型公共建筑物都全部采用半鋼化玻璃。表2給出一些建筑使用半鋼化玻璃的概況。
目前生產(chǎn)的真空玻璃都是普通玻璃制成的，存在強(qiáng)度不足的弱點(diǎn)，能否制成半鋼化真空玻璃和夾層半鋼化真空玻璃代替上述這些
中空玻璃，成為一個(gè)瓶頸性課題。
三、研制半鋼化真空玻璃的難點(diǎn)在哪里
由于用于真空玻璃邊緣和抽氣口封接的玻璃釬焊料的工作溫度高于430℃，如果用鋼化或半鋼化玻璃制作真空玻璃，在如此高溫條件下，它們將會(huì)“退火”成普通玻璃。如果用制成的普通真空玻璃，進(jìn)行高溫后驟冷的鋼化處理，則真空玻璃會(huì)失去真空度或破裂。所以，數(shù)十年來研制半鋼化真空玻璃是真空
玻璃技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)世界性難題，也是影響真空玻璃產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)瓶頸之一。
國(guó)內(nèi)外廠商多年來試圖解決此難題的各種方法可歸納為[3]：
1、用各種低溫封接材料（如軟金屬、樹脂等）代替玻璃釬焊料。
2、用分區(qū)加熱的方法在保持玻璃主體溫度不高的條件下，以微波、高頻、紅外射線、激光等手段對(duì)封接部位重點(diǎn)加熱。
3、研制較低溫度的玻璃釬焊料并控制加熱時(shí)間。
但至今尚未見有成功的產(chǎn)品問世。
我們經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間攻關(guān)，通過創(chuàng)新工藝技術(shù)和設(shè)備，取得突破性進(jìn)展，在2008年試制成半鋼化真空玻璃，初步測(cè)試結(jié)果表明，各方面性能均比普通真空玻璃大幅提高，有很大的發(fā)展?jié)摿涂臻g。
四、半鋼化真空玻璃的優(yōu)點(diǎn)
研制成的半鋼化真空玻璃的表面應(yīng)力可在50—100MPa間選擇調(diào)控，實(shí)際已包含鋼化玻璃范圍，我們選擇表面應(yīng)力不同的樣品做測(cè)試。雖然大量的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試還正在進(jìn)行中，但從初步測(cè)試數(shù)據(jù)看，與普通真空玻璃相比，半鋼化真空玻璃的優(yōu)點(diǎn)已非常明顯，表現(xiàn)在：
1、強(qiáng)度大幅提高
1）按國(guó)標(biāo)要求的四點(diǎn)彎曲法對(duì)半鋼化真空玻璃的
玻璃板進(jìn)行破壞拉應(yīng)力檢測(cè)，結(jié)果表明，在表面應(yīng)力為50—80MPa范圍內(nèi)，強(qiáng)度約為普通玻璃4倍，約50MPa時(shí)沖擊后裂縫為輻射狀，半鋼化特性最顯著。當(dāng)表面應(yīng)力約為95MPa時(shí)，強(qiáng)度約為普通玻璃5倍，沖擊后粉碎為小顆粒，呈完全鋼化玻璃特征。
2）抗風(fēng)壓強(qiáng)度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)最高級(jí)
表3列出半鋼化真空玻璃及普通真空玻璃抗風(fēng)壓強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果。
測(cè)試結(jié)果顯示半鋼化真空玻璃風(fēng)壓變形性小，破壞風(fēng)壓高，已達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)最高級(jí)。
如果在上述半鋼化玻璃兩側(cè)再用兩塊玻璃作成復(fù)合夾層真空玻璃，抗風(fēng)壓強(qiáng)度將更高。
3）抗溫差強(qiáng)度提高
用如圖2所示熱箱對(duì)真空玻璃作溫差試驗(yàn)。
圖2中上蓋玻璃為800×800mm的單LOW-E真空玻璃。箱內(nèi)加熱器加熱功率可調(diào)控，由溫差引起玻璃彎曲的變形量可由千分表測(cè)出。測(cè)量結(jié)果如表4所示。
由表4可見，半鋼化真空玻璃在內(nèi)表面溫度達(dá)到100℃，內(nèi)外表面溫差△T將近80℃時(shí)仍能保持完好，實(shí)驗(yàn)中
保溫時(shí)間超過半小時(shí)，試驗(yàn)后真空玻璃K值無變化。而普通真空玻璃在此溫差時(shí)破裂。
4）抗沖擊強(qiáng)度提高
試驗(yàn)表明，半鋼化真空玻璃抗沖擊性能有明顯提高，但根據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定半鋼化玻璃不能列入
安全玻璃類別。
目前，建議在高層門窗幕墻等要求安全玻璃的場(chǎng)合使用如圖3所示的夾層半鋼化真空玻璃或外夾層內(nèi)貼膜半鋼化真空玻璃。
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