低温温差条件下不同尺寸比例钢化真空玻璃变形特征研究

钢化真空玻璃导热差且具有冷收缩性能,当两侧玻璃温度差异较明显时,在冷收缩作用下,导致钢化真空玻璃弯曲变形,甚至出现真空环境失效,这极大限制了钢化真空玻璃在寒带地区的推广应用。基于此,进行了低温温差下钢化真空玻璃的变形测试和数值模拟,分析了低温温差和不同尺寸比例下,钢化真空玻璃两侧玻璃之间的协同变形规律。结果表明:试验与数值模拟结果相对误差在2%以内,钢化真空玻璃热-力学耦合模型具有可靠性;低温条件下玻璃整体向上弯曲变形,中心点向内凹陷,变形与温差呈正比关系;同一温差下,钢化真空玻璃长边长度相同时,随着长宽比的减小,长边上的最大变形量会增大。能够为钢化真空玻璃在极寒地区的推广应用及生产工艺的改进提供理论依据。

考虑风载因素的玻璃幕墙清洁机器人设计

围绕高楼玻璃幕墙机器人自动清洁中的风载问题,设计了一款考虑风载因素的真空吸盘吸附的框架式爬壁机器人。针对玻璃幕墙清洁机器人的框架式结构进行步态规划。基于空间力学理论建立了玻璃幕墙清洁机器人在风载下的力学平衡模型,得到了风载大小与机器人吸盘吸附力之间的力平衡方程。在Workbench中对风载作用下的清洗机器人本体进行了有限元分析,得到了机器人模型的应力云图与变形云图。实验测试结果表明:在极限风载作用下,机器人的最大应力点位于吸盘支架,最大变形点位于主架板中心。在真实风载下对机器人进行攀爬运动仿真分析,机器人可以在极限风载下稳定地工作,不会发生滑移和倾覆,验证了力学模型和设计模型的正确性。

真空玻璃封接用旋转式激光加工装备的设计

激光封边具有封接效率高的优势,但真空玻璃激光封边过程中易发生透射、反射、吸收等相互作用,导致封边质量不佳.针对上述问题,设计了一种包含夹持机构、翻转机构、同步旋转机构的真空玻璃封接用旋转式激光加工装备,并通过对双平行四杆、曲柄摇杆、滑块摇杆的运动分析,优化该装备的翻转机构.实验结果表明,该装备可实现玻璃夹持、翻转、同步旋转等功能,优化后的翻转机构在夹持机构翻转90°时末线速度为0 mm·s^(-1),且翻转过程中线加速度无突变,对支撑柱冲击较小,可稳定夹持平板玻璃,为真空玻璃的封接工艺及制造装备设计提供了参考.

m(ZnO)/m(B_(2)O_(3))质量比对低熔点封接玻璃Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO结构、性能与润湿性的影响

针对真空玻璃封接的性能要求,本文采用高温熔融法制备了一种针对真空玻璃封接的铋系非晶无铅玻璃粉,通过高温X射线衍射、粉末X射线衍射、拉曼光谱、差式扫描量热仪、热膨胀测试和扫描电子显微镜等测试方法,研究了m(ZnO)/m(B_(2)O_(3))质量比对Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO玻璃的网络结构、特征温度、热膨胀系数和封接温度的影响。结果表明,增加m(ZnO)/m(B_(2)O_(3))质量比可促进锌氧多面体由[ZnO_(4)]向[ZnO_(6)]转变,导致热膨胀系数降低,特征温度升高。当m(Bi_(2)O_(3))∶m(B_(2)O_(3))∶m(ZnO)质量比为80∶7∶13,玻璃具有较低的玻璃化转变温度T_(g)(371℃)和膨胀软化温度T_(f)(401℃),热膨胀系数为9.3×10^(-6)℃^(-1),封接温度为450℃,可满足真空玻璃封接对低熔点封接玻璃粉的要求。

基于混合FTMM-SEA法的高速列车真空玻璃车窗隔声特性预测与分析

真空玻璃在轻质高隔声方面的性能优势尤为突出,将其用于高速列车车窗是轻量化高速列车车内噪声控制的新型解决方案。将声波在真空玻璃中的传播分解为沿真空层和沿声桥结构的两条独立传播路径,分别使用有限传递矩阵法(FTMM)和统计能量分析法(SEA)计算两条路径的声功率传递系数,建立基于混合FTMM-SEA法的真空玻璃车窗结构隔声量预测模型,并通过实测真空玻璃混响隔声量验证模型的准确性。进一步调查分析声桥结构刚度对耦合板间能量传递、真空玻璃隔声特性的影响。结果表明:减小声桥结构刚度是提高真空玻璃车窗隔声性能的一种有效的方法。与刚性声桥相比,柔性声桥具备更好的能量吸收能力与隔振特性。

真空平板玻璃托盘集装包装系统设计与跌落测试验证

目的对真空平板玻璃进行托盘集装包装系统设计,并进行跌落仿真测试,验证包装方案的可靠性。方法提出运输包装设计五步法。第1步产品及流通环境调研,得到相关信息;第2步包装方案设计及建模,选用瓦楞纸板、胶合板、EVA泡沫和捆扎带等包装材料,利用SolidWorks软件进行三维建模,建立各跌落工况下的几何模型;第3步有限元模型建立,对各包材选用合适的材料模型,并利用试验测得相关性能参数,在所建几何模型的基础上进行接触设置、网格划分和载荷设置;第4步有限元模型可靠性验证,对模型进行实际试验和相应仿真测试,两者结果对比分析;第5步多工况下仿真测试,涉及跌落、冲击、振动等。结果展示最具代表性的角、面和棱跌落仿真测试与相应试验结果,最大误差小于10%,验证了有限元模型的可靠性。进一步展示了跌落下各块玻璃的响应加速度,其中峰值加速度远小于真空平板玻璃脆值所允许的加速度,满足防护要求。结论基于上述运输包装设计五步法,所提出的包装方案满足跌落防护要求,也证实了基于该五步法进行包装防护设计的可行性。

内聚焦真空管集热器热泵系统实验研究及分析

本文提出了一种集热蒸发器为内聚焦真空管的直膨式太阳能热泵来提升系统性能,并搭建实验台获取实验数据,深入研究不同工况下系统的热力学性能。结果表明,太阳辐照强度对系统性能影响显著,当太阳辐照强度由400 W/m^(2)上升到800 W/m^(2)时,系统COP由4.18升至5.34,集热效率由0.94降至0.67,此时系统损由1175.33 W升高到2290.27 W,系统效率由16.82%下降到11.99%,此外循环水入水温度和环境温度对系统的性能影响远小于太阳辐照强度。集热蒸发器是系统从太阳辐射获取能量的部件,对它的设计优化将有助于改善系统性能。

云母微晶玻璃的研究与应用进展

云母微晶玻璃是一种独特的玻璃陶瓷复合材料,一般通过对K2O-MgO-MgF2-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)体系玻璃进行热处理而获得,这一过程使其主要以云母晶体为主晶相,形成具有特殊片层状结构的微晶玻璃。系统地介绍了云母微晶玻璃的组成体系、制备方法,以及其微观结构与性能的研究进展,特别关注的是其独特的可切削性能,其层片状结构为其赋予了出色的可切削特性,使其能够通过各种加工手段制成精密尺寸、精密配合和复杂形状的构件。重点总结了云母微晶玻璃在生物组织、高精度结构件、真空电子器件等领域展现出是卓越的应用能力,并对云母微晶玻璃的发展趋势进行了展望。

民居建筑钢化真空玻璃的热工性能研究

针对民居建筑普通玻璃耗能高的问题,提出以钢化真空玻璃取代普通玻璃,从而实现降低建筑能耗。采用实验室测试和数值模拟的研究方法,测试计算新型钢化真空玻璃的导热系数,对比分析不同类型玻璃在不同热工分区的民居建筑能耗。结果表明:钢化真空玻璃的导热性能远小于单片玻璃、中空玻璃和三层夹胶玻璃等建筑常用玻璃的;与民居建筑采用单片玻璃的能耗相比,钢化真空玻璃的节能效率最佳,是其他类型玻璃全年节能率的2~3倍;随着民居建筑所处热工分区纬度增大,热负荷逐渐增大,冷负荷不断减小;无论在哪个热工分区,采用钢化真空玻璃民居建筑的冷/热负荷都小于其他类型玻璃的。民居建筑采用钢化真空玻璃节能效果显著,对民居建筑的绿色发展和国家“双碳”目标实现具有积极的现实意义。

Stress Analysis of the Glass Bulb of 35－inch（V） 120° Color Picture Tube

A simulation of the stress analysis for a vacuum glass bulb of 35 inch (V) 120° Color Picture Tube(CPT) has been developed. It is shown that extra large deflection angle Color Picture Tube is viable. Increase in the deflection angle will shorten the de

钢化真空玻璃封接工艺及封接接头性能研究

用自主研发的Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.6Ga-0.8Sb低Ag无铅焊料对覆Ag玻璃基板进行真空封接。封接温度为270、280、290、300℃,保温时间为15、20、25、30 min。通过剪切强度测试、气密性测试、扫描电镜观察及EDS能谱分析对钢化真空玻璃封接接头的性能与组织进行分析。结果表明:封接接头依靠焊料合金中的Sn与Ag层中的Ag相互扩散形成冶金结合。封接接头剪切强度随封接温度上升、保温时间延长先增后降,封接温度为290℃、保温20 min时,接头剪切强度最高,为14.01 MPa,此时接头内部的IMC层组织厚度适中,分布均匀,接头断裂位置位于Ag层与玻璃结合部位,封接接头气密性在该封接工艺下达到最佳,为1×10^(-9)Pa·m^(3)/s。

支撑物参数对全钢化真空玻璃等效应力和变形量的影响

全钢化真空玻璃是一种新型的高端建筑玻璃材料,具有极佳的隔热、隔音、安全性等优点,在现代建筑领域备受瞩目。作为全钢化真空玻璃的重要组成部分,支撑物参数对玻璃的等效应力和变形量具有重要影响。本文数值分析了在支撑物形状分别为圆球形、圆柱形、圆环形时,支撑物不同布放间距、排列方式对全钢化真空玻璃的等效应力和变形量的影响。结果表明:无论支撑物形状或排列方式如何,全钢化真空玻璃的最大等效应力和变形量都与支撑物布放间距呈正相关。在其他条件相同的情况下,采用圆环形支撑物并以正三角形排列方式布放时,全钢化真空玻璃等效应力和变形量最小。此研究通过仿真结果得出了不同形状的支撑物在不同排布方式下合理的布放间距,为全钢化真空玻璃的制造提供了理论依据。

基于随机森林模型的真空玻璃保温性能预测

真空玻璃的保温性能与传热系数密切相关,但由于环境因素、测量仪器热源温度等不确定因素的干扰,工业领域真空玻璃的传热系数难以测量,大大降低了生产效率和生产精度。通过构建随机森林算法模型预测了真空玻璃的传热系数,通过均方误差(MSE)对结果做了评估。结果表明,MSE为0.004148,随机森林算法是适合本实验的算法,对于真空玻璃传热系数的预测效果良好。通过特征重要性分析,得出了环境因素和主导因素对预测结果的影响,通过将智能算法应用于真空玻璃的生产中,可使测量时间从几小时缩短到5min。

中空玻璃微球用于低温液体储罐绝热研究进展

中空玻璃微球作为一种新型绝热材料,因其绝热性能好、不沉降、维护成本低等优点被认为可以替代珠光砂应用于低温液体储罐。从生产工艺、产品性能、导热机理、应用优势、工程实例、未来发展方向等方面,综述了这一新材料用于低温液体储罐绝热的研究进展,论述了规模化生产应用的可行性。

基于玻璃管密封技术的碱金属蒸发源研究

碱金属掺杂对分子束外延生长的半导体材料有着非常重要的作用。现有的碱金属蒸发源以碱金属释放剂为原材料,蒸发的碱金属量较少,不能满足半导体材料外延生长过程中多次掺杂对碱金属量的需求,因此,自主研究开发了一种通过玻璃管密封碱金属单质获得大量碱金属的蒸发源,其碱金属质量可达2 g,比现有的碱金属蒸发源的碱金属含量(5 mg)提高了近2个量级。在手套箱中将碱金属单质放置在开口处带有球阀的玻璃管内,取出后连接真空泵组抽气处理,再将玻璃管旋转加热完成拉丝密封。封装后的玻璃管放置在蒸发源内部,使用时旋转挡板击碎玻璃管口进行蒸发镀膜。该碱金属蒸发源主要由原材料放置组件、灯丝加热组件、旋转挡板组件和电源控温组件等组成。对加热电源的电路进行非线性整定的PID控制,实现了5 min内将蒸发源的温度误差控制在±0.1 K以内的目标,稳定的温度可以提高分子束束流的稳定性,从而提高分子束外延膜的均匀性。试验证明,碱金属蒸发源可以蒸镀出碱金属,非线性整定PID调节器可以满足分子束外延生长对蒸发源控温精度的要求。

基于交叉叠层微腔的柔性真空玻璃传热特性研究

真空绝热玻璃是绿色节能建筑的关键组成部分。目前,传统真空玻璃(VG)存在众多问题导致其无法在现今的建筑行业中大范围推广。该文基于傅里叶定律设计聚碳酸酯交叉叠层真空玻璃(CLVG),对其进行传热和强度模拟,结果表明,在小于30 cm×30 cm的尺寸下,交差叠层结构作为一种柔性薄膜结构拥有比VG更低的传热系数。由于CLVG具有小尺寸下传热系数低、成本低廉、轻薄具有柔性、改造方便等优点,在未来建筑玻璃的改造中拥有广阔前景。

基于氢氧催化键合的石英光学真空腔体低温封装工艺研究

文章提出了一种基于氢氧催化键合技术制作小型光学石英真空腔体的低温封装工艺。通过预实验探讨了键合溶液、固化温度、稳定时间等因素对石英玻璃键合的影响,优选出一套当前实验条件下的最佳键合方案。研究表明,两种实验浓度下的Na_(2)SiO_(3)溶液键合强度普遍高于NaOH;1:6的Na_(2)SiO_(3)溶液键合在80℃下加速固化能够实现不低于12 MPa的抗拉强度,并将固化时间缩短至1天;Na_(2)SiO_(3)溶液键合的稳定时间比NaOH溶液更短,大概只有30 s但这也足够完成某些应用的对准操作。基于优化方案设计并制作出一种双面通光石英光学真空腔体,测试表明其整体漏率优于5.66×10^(−12)Pa·m^(3)·s^(−1)并且热稳定性良好。本研究可以为小型化的石英光学真空腔体的制造提供了一种低成本、工艺简单且性能优越的可行方案。

激光诱导损伤对熔石英玻璃弯曲强度弱化影响及安全设计

激光诱导损伤是导致熔石英真空光学元件突发破裂的根本原因。本工作采用神光-Ⅲ原型装置终端光学组件的熔石英真空光学元件制作了标准样品,统计分析了熔石英玻璃样品表面损伤形貌特征,探究了激光诱导损伤对熔石英玻璃样品弯曲强度的影响。结果表明:激光诱导熔石英玻璃损伤点形貌为典型的半椭球体,损伤点深度随其长度增大呈上升趋势,深度极限基本不超过2mm;损伤点对熔石英玻璃弯曲强度影响非常明显,含损伤点的样品平均弯曲强度仅为不含损伤点样品平均弯曲强度的41%。随着损伤点长度和深度增大,熔石英玻璃的弯曲强度总体呈下降趋势,但当损伤点长度大于15 mm,弯曲强度下降趋势明显缓和,损伤点长深比对弯曲强度无明显影响。熔石英玻璃真空窗口光学元件安全设计,应考虑玻璃弯曲强度离散性及持久应力作用综合影响,且在损伤点位置处的最大弯曲拉应力不应超过其弯曲强度设计值。

新型高效聚光集热管的技术研究与应用效能分析

针对普通的全玻璃真空太阳能集热管外置复合抛物面聚光集热板存在增大风阻且易在下雪时积雪的情况,研制了一种在外管内壁镀制反射镜面的新型高效聚光集热管,对该集热管的技术创新性进行了介绍,对其能效指标及优势进行了分析,并对其应用前景进行了阐述。性能测试结果显示:该集热管采用的太阳能选择性吸收涂层的太阳吸收比大于等于0.96(AM1.5)、半球发射比小于等于0.05(测试温度为80±5℃),达到了国际先进水平。通过对比普通全玻璃真空太阳能集热管和新型高效聚光集热管的应用效果发现:新型高效聚光集热管的热损仅为普通全玻璃真空太阳能集热管的50%;在同等条件下,新型高效聚光集热管的集热效率比普通全玻璃真空太阳能集热管的约高0.02,能够获得更高的热水温度,实现了中温段太阳能产品的开发及推广应用。