В 1994 году Великобритания начала использовать плазму для испытаний на плавление стекла. В 2003 году Ассоциация Министерства энергетики США и стекольной промышленности провела небольшое испытание на плотность бассейна высокоинтенсивной плазменной плавки стекла E и стекловолокна, сэкономив более 40% энергии. Японское агентство по комплексному развитию новых технологий энергетической промышленности также организовало японский xiangnituo и Токийский технологический университет для совместной разработки теста 1t / D. Стеклянную шихту плавили в полете радиоиндукционным плазменным нагревом. Время плавления составляло всего 2–3 часа, а общее потребление энергии готового стекла составляло 5,75 мДж/кг. В 2008 году компания xiangnituo провела испытание на защиту натриево-натриевого стекла весом 100 тонн, время плавления было сокращено до 1/10 от первоначального, потребление энергии снизилось на 50%, выбросы Co, выбросов загрязняющих веществ сократились на 50%. Японское агентство по комплексному развитию технологий новой энергетической промышленности (NEDO) планирует использовать 1 т испытательного раствора натриево-известкового стекла для пакетирования, плавки в полете в сочетании с процессом декомпрессионного осветления, а также планирует снизить потребление энергии при плавке до 3767 кДж/кг стекла в 2012 году. .
Что касается стекольного сырья, в истории для плавления стекла использовались галенит и свинцовый сурик. Свинцовое стекло, изготовленное из галенита и сурика, прозрачно, его легко формовать и резать, что намного лучше, чем известково-натриевое стекло. Когда-то считалось, что это прогресс. Но позже люди постепенно осознали вред загрязнения свинцовым стеклом. В настоящее время, помимо оптического стекла и стекла свинцового качества, Европа провела серию экспериментов с электронными материалами, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стеклом, стекло, стекло, стекло, стекло, стекло, стекло Свинец был запрещен в игрушках и некоторых упаковочных материалах. Также под запретом оказались ртуть, кадмий и мышьяк. С 18 по 19 века стеклянные зеркала покрывались оловом с обратной стороны стекла для отражения, но они были очень токсичными. В 1835 году вместо него использовали химическое серебро. В древние времена оксид мышьяка использовался в качестве глушителя для изготовления изделий, имитирующих нефрит. Другим глушителям этого эффекта было трудно достичь. Однако из-за токсичности его уже давно запрещено использовать в качестве глушителя. Не только стеклянные контейнеры, контактирующие с пищей и напитками, использовались в качестве осветлителя вместо оксида мышьяка, но даже оптическое стекло также использовалось для удаления мышьяка. Разработка неоптического стекла снизила потребление невозобновляемых ресурсов, таких как сырье и энергии, а также потребление углерода на транспорте. Если взять в качестве примера Великобританию, то каждая стеклянная бутылка сокращается на 1/10, а потребление 250 000 тонн стекла и выбросы CO2 на 180 000 тонн сокращаются каждый год. Зарубежные ученые также отметили, что качество винных бутылок снизилось на 1 г, а выбросы в атмосферу также снизились на 1 г. В аэрокосмической, авиационной, транспортной отраслях снижение массы стекла более существенно. Помимо радиационной стойкости необходимо уменьшить массу космической оптической системы. Например, TiO2 используется вместо PbO, Bao, CDO для получения оптического стекла с тем же показателем преломления. Чтобы уменьшить вес автомобильного лобового стекла, для изготовления безопасного стекла используется плоская стеклянная подложка толщиной 2 мм. Это особенно актуально для плоских дисплеев, где толщина стекла уменьшена с 2 мм до менее 1,5 мм; Толщина сенсорного экрана уменьшена с 0,5 мм до 0,1 мм; Толщина дисплея портативного электронного устройства уменьшена до 0,3 мм. В 2011 году компания Asahi Nitzsch произвела бесщелочную подложку толщиной 0,1 мм флоат-методом для сенсорных экранов, дисплеев второго поколения, освещения и медицинского обслуживания. Тонкое и сверхтонкое стекло используется для подложки и крышки солнечных элементов на спутниках, космических кораблях и кораблях для экономии энергопотребления при запуске и эксплуатации. Толщина подложки и накладки постепенно уменьшается с 0,1 мм до 0,008 мм.
Интеграция и интеллектуализация делают одни и те же стеклянные изделия многофункциональными и превращаются в новый тип комплексного материала с двойными и множественными функциями, что вызывает первоначальную необходимость использовать многофункциональное стекло и превращать его в своего рода функциональное стекло. Например, будущее интеллектуальное строительное стекло имеет функции автоматического затемнения, звукоизоляции, теплозащиты, очистки воздуха, антибактериальной защиты и стерилизации, а также может сочетать в себе фотоэлектрическую интеграцию (выработку энергии от солнечных элементов), сбор солнечного тепла, фотокаталитические реакции водорода и стекла. навесная стена для формирования интеллектуального здания с энергосбережением, защитой окружающей среды и комплексным использованием ресурсов.
Гибрид стекла и органического вещества представляет собой комбинацию этих двух веществ в наномасштабе, которая может усилить взаимодействие поверхности раздела, в полной мере обеспечить жесткость, стабильность размеров, высокую температуру размягчения и высокие термические свойства стекла, а также использовать сдвиг, мягкую технологичность и модифицируемость органических низкомолекулярных полимеров, чтобы получать новые материалы, которые можно проектировать, собирать, смешивать и модифицировать. Новые функции гибридных материалов можно получить путем подбора различных органических компонентов, например, путем добавления проводящих полимеров в систему алкоксидов переходных металлов. Свойства гибридных материалов можно целенаправленно разрабатывать и корректировать, например, добавляя органические красители или p-сопряженные полимеры в стеклянную сетку для получения оптических материалов с линейными или нелинейными свойствами; Например, температура стеклования фосфатного легкоплавкого стекла, полученного методом гибридизации, составляет всего 29 ℃.
Традиционное стекло хрупкое, что влияет на его использование. Прочность и упрочнение стекла является актуальной исследовательской задачей. В будущем нам необходимо глубоко изучить структурные причины микротрещин, использовать технологии моделирования поверхности, как предотвратить распространение трещин, как залечить трещины, как изменить характеристики поверхности стекла и как укрепить стекло наноструктурами. .
В будущем традиционное стекло должно улучшить содержание науки и техники, повысить коэффициент использования ресурсов и перейти к экологически чистому и многофункциональному развитию, от масштабного расширения низкопроизводительной промышленности к развитию высокой добавленной стоимости и высокое качество. Что касается функциональных материалов, то некоторые превосходные свойства стекла невозможно заменить. 21 век – это век фотоники, и фотонные технологии нельзя отделить от фотонного стекла, которое оказывает большое влияние на генерацию, передачу, хранение, отображение, хранение, хранение, хранение, хранение и т. д. Солнечная энергия является важным возобновляемые источники энергии и чистая энергия, а стекло является важным материалом для производства солнечной энергии, например, ультра-белая стеклянная подложка и крышка солнечных элементов, прозрачное проводящее стекло, особенно для интеграции фотоэлектрических зданий. Он имеет широкую перспективу применения для объединения выработки солнечной энергии со стеклянной навесной стеной.
Время публикации: 11 июня 2021 г.