本发明专利技术涉及包括至少一个玻璃间隔件的物件，所述玻璃间隔件在所述物件的第一元件和第二元件之间，所述间隔件从其表面开始垂直于其表面具有碱金属离子浓度梯度。所述物件可以是真空太阳能收集器。本发明专利技术还涉及从其表面开始垂直于其表面具有碱金属离子浓度梯度的玻璃珠、及其作为承受两个元件之间压力的间隔件的用途，所述压力将所述两个元件推挤在一起。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钢化玻璃间隔件 本专利技术涉及玻璃间隔件领域。间隔件用于保持两个固体元件之间的距离，特别是物件如双层玻璃(double glazing)、平板灯(flat lamp)、太阳能收集器的两个大致平行的壁。玻璃间隔件是已知的。对于现有技术文献，可提及W096/12862和US4，683，154。间_件可由金属和陶瓷如氧化错制成。已知化学钢化(chemical toughening)技术在应用中补强玻璃物件，在所述应用中玻璃在拉伸或挠曲时受カ，但并不在压缩时受カ。考虑到玻璃的天然透明性，玻璃间隔件表现出几乎不可见的优点。此外，它们改善了太阳能收集器(solar collector)的能量效率，因为它们能使太阳福射通过。由此，对于太阳能收集器中的应用，间隔件是至少在太阳辐射的波长区域中透明的元件，所述波长区域用于通过吸收将来自太阳辐射的能量转化为热能。已考虑到特别是当分隔两个固体元件的间隔件处于亚大气压时的情况下，通过化学钢化处理玻璃间隔件用于它们在压缩下受カ的应用。玻璃间隔件是相对易碎的，并且在制造过程中或在它们的最终应用的操作中产生破裂。此外，对于处于真空下的玻璃和处于真空下的平板收集器(flat collector),间隔件的必要存在伴随着因导热造成的热性能损失。因此，有利地是增大间隔件机械强度以减少它们的数量。首先，通过化学钢化给予的离子交換能够实现间隔件(特别是球体形式的那些间隔件)压缩强度的改善是非显而易见的。本领域技术人员知晓在低于玻璃的Tg温度下的离子交换可向处理过的玻璃表层中弓I入压缩カ，这在施加拉伸应力或挠曲应力的情况中补强玻璃，例如在航空器的座舱玻璃的情况中。由于离子交換造成的该表面压缩カ可部分抵消施加在该表面上的应力，该应カ是在通过拉伸或挠曲而施加外力的情况中的张力。另ー方面，在外力是压缩性或压碎性的情况中，从基本原理上来说离子交换可实现补强是非显而易见的。为了提高颗粒的拉伸强度，FR 2 103 574教导了颗粒的化学钢化处理。将间隔件放置在两个待分隔的元件(称为相互接触的第一和第二元件)，例如两个壁之间，用于确保它们之间的距离。元件之间的空间包括间隔件和在大气压或减压或真空下的气体。在元件之间的自由空间(即间隔件的直接环境中的自由空间)由此可处于亚大气压(低于大气压的压力)下。本专利技术的间隔件特别建议用于在真空下或在低压下包含玻璃的任何物件，例如真空下的平板灯、真空下的太阳能收集器、真空下的隔离物(冰箱门、住宅门、烘箱门)等。实际上这些物件在它们的主表面上被施加相对于真空的压カ(大气压)，其直接或间接地压缩间隔件。如果在两个外壁之间产生真空，在另ー壁的方向上施加在各壁上的压カ是大气压，并因此低于1.2bar。在物件上的内压通常在IX 10_8bar_l· 2bar之间。该外压可通过内部元件至包括在外包封体(outer envelope)中的物件的壁而传递至本专利技术的间隔件。太阳能收集器通常包括设计为接收太阳光的玻璃作为第一外壁和金属板作为第二外壁(其可包括在金属外壳中)或由玻璃制成的第二外壁。该收集器通常包括吸收装置，载热流体流经该吸收装置，所述吸收装置通过太阳能加热。在这两个外壁之间通常产生真空。在该情况中，间隔件用于防止因外压造成的破裂，该外压直接(在间隔件与外壁接触的情况中)或间接(在物件内的其他元件向间隔件传递压力的情况中)地向间隔件传递。本专利技术的间隔件可认为是点间隔件(point spacer)，由此它们不包括在物件的外包封体中。此外，所述间隔件可在补充力的作用下受压缩，特别是因物件的挠曲变形带来的补充力，或是因热源的应力带来的补充力，或是因制备方法带来的补充力(在一些情况中，特别当物件需使用PVB (聚乙烯醇缩丁醛)进行层合操作时，它必须还承受高压釜的压力)。由此，本专利技术涉及在物件的第一元件和物件的第二元件之间包含玻璃间隔件的物件，所述间隔件从其表面开始垂直于其表面具有碱金属离子浓度梯度。特别地，所述第一元件可以是玻璃壁。特别地，该壁的玻璃可含有低于200ppm的铁。当要求所述玻璃允许最大的太阳光辐射通过时，这是有利的。 根据本专利技术的用于间隔件的补强方法旨在通过离子交换(亦称为“化学钢化”)用较大的离子替代所述玻璃中初始存在的离子，并且目的是在表上行引入压缩应力。该技术本身是本领域技术人员知晓的。对于该化学钢化处理，玻璃在所述钢化前应含有碱金属氧化物。该氧化物可以是Na2O或Li2O,并以例如1-20重量％的量存在于玻璃中。玻璃的化学处理在于用其他较大的金属离子替代玻璃中初始存在的碱金属离子。如果初始氧化物是Na2O,则通过使用KNO3的处理施加化学钢化从而至少部分地用K+离子替代Na+。如果初始氧化物是Li2O，则通过使用NaNO3或使用KNO3的处理施加化学处理以根据情况至少部分地用Na+离子或K+离子替代Li+。化学钢化产生碱金属离子(特别是Na+或K+)垂直于经处理表面的浓度梯度，并且从玻璃芯(core)至所述表面，所述离子中的一种从所述表面开始减少，而另一种碱金属离子增多。碱金属离子的这种交换存在于所述间隔件的经化学处理表面的任意点。由此，“碱金属离子梯度”应理解为表示离子(交换离子(exchanger ion))的浓度从表面沿芯方向减少，而另一种离子(被交换离子(exchanged ion))的浓度从表面沿芯方向增大。交换离子和被交换离子形成离子对。在钠/钾交换的情况中，通过将间隔件浸入温度在390-500°C之间的钾盐浴中进行交换。在本专利技术的情况中，选择交换参数(温度和时间)以促进高表面应力和相对低的化学钢化交换深度。表面应力的强度由此有利于减小交换深度。常规上，交换深度P使得在化学钢化之后Cp是交换离子在深度P处的浓度，C。是交换离子在玻璃芯处的浓度(由此对应在化学钢化之前玻璃中的交换离子浓度，该浓度可以为O)，Ctl是玻璃表面处的交换离子浓度，而 Cp - Ce Λ-= 0.05 Co - Ce也就是说，交换深度是交换离子的过量浓度不大于在经处理表面处的其值的5%(过量浓度相对于初始浓度额外的浓度)处的深度。为此，优选在相对低的温度下进行化学钢化。例如，Na+离子被K+离子交换的情况中(在硝酸钾浴中钢化玻璃)，用于化学钢化的温度可以选为350-420°C之间。离子交换可以通过电场辅助或可以不通过电场辅助。电场的使用加快交换，使得能够得到较高的表面应力和交换深度、或较短的处理时间。另一方面，它在间隔件处理中引入不对称性(asymmetry)。以此方式，一些表面区域可以比其他区域更多地受到化学钢化。没有限制性，但电场的使用似乎不是必需的。不使用电场便于间隔件的所有表面上相同的处理，并由此实现从表面的任意点开始沿间隔件芯的方向，相同的碱金属离子梯度。在本专利技术的情况中，碱金属离子的交换深度可在I μ m-20 μ m之间，并且优选为5-17 μ m0离子交换可从含有希望扩散入玻璃中的离子的液体或浆状熔融的盐进行。所述盐例如是硝酸钠、或硝酸钾、或硫酸钠、或硫酸钾、或氯化钠、或氯化钾、或这些化合物的混合物。通常，原料玻璃含有-50-80 重量％的 SiO2,-5-25重量％的碱金属氧化物，优选选自Na2O和K2O,在Na/K交换的情况中优选大量的Na2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.22 FR 09574321.含有至少一个玻璃间隔件的物件，所述玻璃间隔件在所述物件的第一元件和所述物件的第二元件之间，所述间隔件从其表面开始垂直于其表面具有碱金属离子浓度梯度。2.前一权利要求所述的物件，其特征在于所述间隔件为球体形式。3.前一权利要求所述的物件，其特征在于所述元件中的一个是扁平的，并且每m2所述扁平元件含有200-1000个间隔件。4.前述权利要求之一所述的物件，其特征在于碱金属离子的交换深度在lym-20iim之间。5.前述权利要求之一所述的物件，其特征在于所述第一元件是由玻璃制成的壁。6.前一权利要求所述的物件，其特征在于所述壁的玻璃含有低于200重量ppm的铁氧化物。7.前述权利要求之一所述的物件，其特征在于所述玻璃壁是所述物件的外包封体的壁。8.前述权利要求之一所述的物...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·瓦拉德奥，X·布拉热，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃公司，
类型：发明
国别省市：
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