热反射汽车玻璃紧张在钢化玻璃的夹层面上镀制Low-E 膜。
Low-E 膜最显著的特性是对远红外反射率高,对近红外反射率低,而对可见光透过率高。
当太阳光通过这种玻璃时,Low-E 膜能反射太阳光谱中的红外线,从而阻隔太阳光中66%以上产生热效应的红外辐射透射到车内,大幅降落空调的负荷,达到节油降耗、减少排放的目的,同时可以使阳光中的可见光透过,起到采光的浸染。

红外辐射加热在汽车玻璃热弯曲中的应用

汽车玻璃热加工成型中玻璃的加热是非常关键的一个过程。
汽车玻璃波折形状繁芜化的趋势,使得传统的玻璃热波折技能须要面对的问题是:如何在得到繁芜形状的条件下担保玻璃薄膜的性能。

热发射汽车玻璃的紧张加工过程是把两块相同尺寸玻璃通过胶粘剂胶合,个中一块表面镀有Low-E 膜,且Low-E 膜须位于两块玻璃夹层之间。
玻璃在辐射加热到一定温度后(580~750℃)置于模具上,在自重浸染下热玻璃波折与模具贴合。
波折过程中须要连续给玻璃加热,使其保持在得当的波折温度范围内。

繁芜的波折形状乃至须要进行模压波折或者二次波折。
玻璃加热过程中膜的性能也在发生改变,Low-E 膜中起浸染的紧张为金属银膜及其它保护膜。
适当加热温度对玻璃的可见光透过率是有益的,只是由于保护膜在加热中发生氧化,使膜的可见光透过率增加。
但是随着温度的持续增加,Low-E 膜中的银层在高温下烧毁,光学性能反而会逐渐降落,个中可见光透过性低落最为明显。
然而,玻璃的粘度是随着温度的升高而降落,为了得到深弯玻璃,须要使玻璃达到很高温度或者增加波折的韶光,这两种办法对膜的性能都是不利的。

一些厂家通过改进膜的性能提高膜层中银的抗氧化性,使波折中Low-E 膜能够承受更高的温度,但是这样不仅使膜的本钱增加,而且取得的效果不是很显著。
而从膜层的物理性能上进行研究,改进加热技能,则取得了较大的成功。
后者依据紧张的事理是在发热元件的辐射光谱与被加热工件接管光谱的匹配性,当两者接管光谱相匹配时,热效率最高,反之则热效率就低。
利用膜层与玻璃的接管光谱差异,使辐射波长集中在玻璃接管范围内,降落对膜层的加热效果,在玻璃达到波折温度范围时,膜层能在一个相对低的温度水平上。
成功的技能有近红外辐射过滤技能。

电热辐射加热玻璃时有效光谱紧张为红外线,辐射的能量也集中在红外波长附近。
红外线按波长可分为近红外(700~4000 nm)、中红外(4000~8000 nm)和远红外(>8000 nm)。
表1为不同温度下红外线的辐射能分布,由表可见,近红外线占很大比率的红外线辐射能,随着加热元件温度升高,比率会显著增大。

温度/℃

近红外比例/%

中红外比例/%

远红外比例/%

总辐射能/(W/cm2)

538

32.8

44.7

22.5

2.32

871

57.6

31.9

10.5

9.77

1094

68.7

24.4

6.9

19.4

图1为普通透明玻璃与Low-E 膜对不同波长红外线的接管率曲线,从图中可知,Low-E 膜由于其本身的性能,对近红外接管率很大,尤其是对波长在1000 nm旁边的红外线接管能力最强,室温时就能达到20%~30%;接管能力也与温度干系,随着温度的升高而增加。
例如在500℃时Low-E 膜对波长在1000nm旁边的红外线接管率达40%~60%,而普通玻璃由于Si-O 和Si-O-H 键的浸染,对红外波长存在选择接管性,接管光谱紧张是在中红外以及远红外区域。
表1中随着发热元件的温度升高,辐射能分布逐渐向近红外偏移,以是采取提高发热元件温度增加玻璃加热速率的办法效果有限,反而随意马虎使膜层过热。
因此辐射元件的温度一样平常掌握在800~900℃范围。

图1 普通透明玻璃与Low-E 膜对不同波长红外线的接管率

汽车玻璃在辐射条件下加热时,大量的近红外线穿过玻璃基板,到达玻璃膜层。
由表1得知近红外线所含的热量在871℃时要大于中红外和远红外之和,对膜的加热效果非常显著。
通过热传导把部分热量通报给玻璃基板,但是由于传导率的限定,通报热量相对付膜的接管热量而言只是很小的一部分,并不能有效降落膜层的温度。
在波折夹层镀膜时,采取辐射加热使玻璃达到软化点时,膜层温度能超过玻璃基板100℃。
并且玻璃波折过程须要一定韶光,玻璃膜要在高温下保持较永劫光,以是当把玻璃波折到所需形状时,膜层会由于过热发生扩散以及氧化等征象,严重毁坏膜的光学性能。

为了在玻璃弯钢化成型过程中最大程度保护膜层的光学性能,必须使膜的温度保持在一个较低的范围内。
George 等提出了一个有效的方法,通过对辐射能中近红外线进行过滤,使辐射到玻璃上的紧张是波长为4000~8000 nm的红外线,波长与玻璃板的接管范围相匹配。
针对玻璃基板进行加热,便可有效避免膜的过热征象,并且提高加热速率,实现节能。

图2 红外过滤加热示意图

近红外过滤的事理紧张有两种:

(1) 过滤板通过辐射或热传导接管加热元件热能,使本身温度上升,再向玻璃辐射能量,由于过滤板材质缘故原由,辐射的波长范围紧张集中在中红外和远红外范围内;

(2) 在普通加热单元的表面粘贴或镀制对近红外有很强接管而对远红外和中红外有较强透射浸染的膜。
在用过滤板对近红外线进行接管时,过滤效果随材料不同有很大的差距,文献[5] 给出了铝硅酸盐玻璃纤维材料过滤板500~900℃辐射率分布范围,高温时紧张辐射大于51μm的红外波,铝硅酸盐玻璃纤维材料过滤板能过滤约70%的近红外,而且对中红外和远红外减弱效果不明显,一样平常减小量大约为10%~20%。

其余一种方法是加热元件本身辐射的波长在中红外或 ( 和) 远红外,而不须要通过过滤,类似于过滤办法中的第2种方法。

由于近红外线大部分被过滤,辐射对膜的加热效果显著降落,温度上升速率较玻璃基板要缓慢。
当玻璃达到得当温度进行波折成型时,膜温要比玻璃温度低,有效防止过热而破坏性能。
George 通过实验验证,在担保膜性能的条件下,红外过滤技能能使玻璃的波折深度提高50%,并且热量没有因加热膜而花费,对过滤板热量采纳一定方法回收利用,这样用相对少的能源就可以坚持加热元件的正常温度,比较传统的辐射加热节省能耗可达30%。
由于过滤板对中红外和远红外也有一定过滤浸染,降落向玻璃辐射的能量,影响加热速率。
根据实际工况,通过适当提高加热元件的温度来增加总辐射能,提高玻璃加热速率,加大产能。

如果用红外过滤辐射与全对流加热技能组合加热厥后果更好。
这种办法把玻璃的加热分为两步:第1步为预热,其加热采取对流加热技能,使玻璃的温度快速升高到400~550℃;第2步再用红外过滤辐射加热,以便精确掌握设置炉内的温度曲线。
对付光学性能哀求很高的汽车夹层镀膜玻璃,红外过滤辐射很适用,不仅降落本钱,比较辐射对流加热而言炉温更易掌握,操作也要简便。