一种有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃制造技术

本发明专利技术属于特种玻璃材料加工生产领域，涉及一种有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃，包括微腔玻璃板，玻璃板内部有一层或二层紧密排布的微球体，微球体的表面设置一层薄膜，在每一层或双层之间紧密排布的邻近的微球体之间有微腔存在；本发明专利技术是一种新型有序真空光学微腔玻璃，允许可见区光谱范围的阳光透过，节省照明用电，球壳薄膜能阻隔红外辐射，真空的微腔具有隔冷隔热隔音效果；具有可以选择性的多彩色分光，可减少光的反射；具有防雾、防结霜优点；具有窗帘功效，室外对室内不可视，室内对室外可视；主体材料是玻璃和金属框架，适用于未来的大片标准模块化的“建材砖”,便于整片墙体建造、安装。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃
本专利技术涉及一种有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃(简称“微腔玻璃”)，属于特种玻璃材料加工生产领域。
技术介绍
理想的建筑和交通运载工具必用玻璃，其要求是能提供冬暖夏凉和透光的保证。这就是要求玻璃窗既要隔冷热、保温，又要透可见光、节能低碳并且具有装饰的效果。现有的建筑窗玻璃主要采用的有普通玻璃、颜色玻璃或中空玻璃(两片玻璃之间夹放框架并密封)，其对建筑节能和舒适虽有一定作用，但是满足不了人们的需求。除此之外，还有一种较流行的技术方法-即在普通单片玻璃上贴膜或镀膜，也能较好地达到一定的夏季隔热、冬季保温的目的。近年来在国际上热门的产品还有低辐射镀膜单片玻璃(简称LowE玻璃)和一类新发展的未来玻璃产品-电致变色玻璃。它们在节能效率和性价比等方面都存在不足。比如，二者都要有功能性材料-二氧化锡(SnO2)层。它既是低辐射膜材料又是光电子行业常用的透明导电材料；但是，SnO2价格和资源限制了未来的应用和市场。中国技术专利申请200420083199.0号公开了一种低辐射镀膜玻璃，它复合有五个膜层：金属氧化物膜层、金属或合金阻挡层、金属银、金属或合金阻挡层、金属氧化物膜层。该复合玻璃结构使用太多的贵金属和合金，成本高、透过率低。中国技术专利申请02291440.4号公开了一种中空玻璃，它由多片玻璃和一个框架构成，框架设置在其中两片玻璃之间，并通过密封材料丁基密封胶粘接和密封；玻璃采用钢化玻璃与普通玻璃的复合层，其间用PVB胶片粘合，其中一片玻璃上用钛金箔粘附。该复合玻璃结构没使用低辐射镀膜材料，没有真空间隔层结构，所以它绝热和抗辐射效果就较差。此外，目前流行的高层建筑玻璃幕墙化；但是，玻璃幕墙除了前述问题它还存在着光污染等缺点。幕墙的光污染是由于采用了涂膜玻璃或镀膜玻璃后，当直射日光和天空光线照射到其表面时，由于玻璃的镜面反射(即正反射)而产生的反射炫光。首先，光污染是制造意外交通事故的凶手；其次，光污染也给附近的居民生活带来了麻烦，夏日阳光被反射到居室中，会使室温平均升高4～6℃，夜间干扰休息等。上述二个专利及其它产品都不具备使玻璃既要隔冷、隔热、保温，隔离红外热辐射，又要透可见光、节能低碳、降低光污染并具有装饰的效果。目前，在市场和文献中都还没有这种有序微孔结构真空玻璃。本专利技术“微孔玻璃”的效能和制备方法是与以往的传统的产品不一样的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，提供了一种有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃，包括微腔玻璃板(1)，所述玻璃板(1)内部有一层或二层紧密排布的微球体(2)，在每一层微球体(2)的表面设置一层薄膜(3)，在每一层或双层之间紧密排布的邻近的微球体(2)之间有微腔(4)存在。技术方案中所述的微球体(2)的形状为球形、椭球形或锥体形；所述薄膜(3)的厚度是在10-1980纳米之间；薄膜(3)的覆盖面积是一层微球体中的球形和椭球形的半个球的表面或者是锥体形的整个侧面的侧面积。技术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)的面积是在1-60000平方厘米之间。技术方案中所述微球体(2)的材料是透明硬质材料。技术方案中所述的透明硬质材料为普通玻璃、石英玻璃或纯SiO2。技术方案中所述微球体(2)的尺寸，以微球体的最大粒径为准范围在0.3-20000微米之间。技术方案中所述薄膜(3)的材料是金属Cu、Al、Zn、Ti、Ag；或者是金属Cu、Al、Zn、Ti、Ag中两种或三种的复合材料；或者是合金材料；或者是透明硬质材料；或者是半透明硬质材料。技术方案中所述的透明硬质材料或半透明硬质材料为半导体氧化物材料Cu2O、ZnO、TiO2、NiO、SnO2、V2O5、MoO3、WO3、Al2O3、Fe3O4或半导体氧化物材料Cu2O、ZnO、TiO2、NiO、SnO2、V2O5、MoO3、WO3、Al2O3、Fe3O4中两种、三种或多种复合的材料。技术方案中所述微腔(4)内不存在任何物质，为真空腔体，真空的气体压强小于9.8X10-1Pa。技术方案中所述微腔玻璃板(1)的四周边沿设置有用于密闭、安全、运输和安装用的多功能密封胶(5)和密封边框(6)；密封边框(6)为金属、合金或者是硬质塑料。本专利技术的技术方案综合利用了三种物理学原理与技术：(i)光学微腔；(ii)“真空”科技；(iii)低表面辐射率材料。(i)光学微腔通过光学理论分析和设计，在玻璃板1中实现了在每一层紧密排布的邻近的多个微球之间有整齐排列的很小间隙的微腔。由于这些微腔存在多种曲面形状的“空气/玻璃”或“真空/玻璃”的光学界面；则在微腔的尺寸效应影响下，依据设计它们将对不同光谱波段的光线产生不同的透射、反射、散射；从而使较小尺寸的微空腔能一定程度地提高对红外波段辐射光的阻挡，保证可见光透射的特性实现。众所周知，在我们的环境中一般来讲太阳能及各种热辐射源、光源等对于窗玻璃都是有角度入射的光线，从而使较大尺寸的微空腔结构使得非垂直玻璃表面入射的热辐射光线都产生多个角度的反射，或在微腔内多次反射而衰减；这就避免了由于普通窗玻璃以及镀膜玻璃的镜面反射(即正反射)而产生的反射炫光和光污染。特别的当微腔4的内表面设置一层或二层低表面辐射率材料的薄膜后[参见(iii)低表面辐射率材料]，上述效应就更加显著。(ii)“真空”科技遵循能量的传递原理并借助“真空”科技的成果，实现了间隙微腔之内的真空度的实现。玻璃中的‘真空’微腔的引入真正地实现了无热传导和无热对流材料的创新；同时，也实现了隔声作用。因为在‘真空’微腔中没有传导和对流的媒介存在，也不存在各种声音的传导媒介。再者，‘真空’微腔的存在替代了传统的真空腔体中必须有的支撑物，它被用来支撑玻璃受外界大气压的压力，而达到玻璃内部和外部大气压力的平衡；使玻璃板的上下表面之间保持稳固间隔和真空层。(iii)低表面辐射率材料薄层由于在微球2的球壳表面涂制的低辐射材料的薄膜，所以它形成了光学空腔——微腔4的内表面膜层。这个红外光热辐射反射层使得该“微腔玻璃”具有很低的表面辐射率，并对红外热辐射的反射率很高；同时可见光依然可以透过该薄膜和玻璃板。总的效果能保持室内光线柔和，实现节约照明能源、体感舒适而有利健康。通过上述(i)光学微腔理论和光的反射、干涉和衍射效应的设计利用，在该“微腔玻璃”中，金属等类薄膜层的球壳或微腔基本单元(基元)构成了更多的曲面型镜面以及更大的反射面积，从而促进增加了更多的红外热辐射光子和光线的反射、漫射等特性；因为它们有更多和更大的承载面积和额外间隙的真空，从而为阻隔热的直接辐射提供了条件和环境。此外，它同时也可控制建筑的各个朝向对采光和太阳辐射热能隔绝的利用，使整个建筑成为更加节能而又舒适的活动空间，装饰性获得进一步改善，提升了建筑的品质。通过上述三种物理学原理的综合设计和利用，该“微腔玻璃”实现了如下的场景应用。在夏季，它可阻止部分室外太阳发出的热辐射进入室内，室内的空调冷气却不能对流到室外，节约空调费用；而它同时对天空中漫射的可见光光线有很好的透过特性，节约照明费用。在冬季，它就本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃,包括微腔玻璃板(1)，其特征在于：所述玻璃板(1)内部有一层或二层紧密排布的微球体(2)，在每一层微球体(2)的表面设置一层薄膜(3)，在每一层或双层之间紧密排布的邻近的微球体(2)之间有微腔(4)存在。

【技术特征摘要】
1.一种有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃,包括微腔玻璃板(1)，其特征在于：所述玻璃板(1)内部有一层或二层紧密排布的微球体(2)，在每一层微球体(2)的表面设置一层薄膜(3)，在每一层或双层之间紧密排布的邻近的微球体(2)之间有微腔(4)存在。2.按照权利要求1所述的有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃，其特征在于：所述的微球体(2)的形状为球形、椭球形或锥体形；所述薄膜(3)的厚度是在10-1980纳米之间；薄膜(3)的覆盖面积是一层微球体中的球形和椭球形的半个球的表面或者是锥体形的整个侧面的侧面积。3.按照权利要求1所述的有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃，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)的面积是在1-60000平方厘米之间。4.按照权利要求1所述的有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃，其特征在于：所述微球体(2)的材料是透明硬质材料。5.按照权利要求4所述的有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃，其特征在于：所述的透明硬质材料为普通玻璃、石英玻璃或纯SiO2。6.按照权利要求1所述的有序密集排布的微腔结构膜真空玻璃，其特征在于：所述微球体(2)的尺寸，以微球体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振兴，崔海宁，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22