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。

圆片级封装中的二次硅-玻璃键合工艺研究

针对MEMS谐振器真空封装更高的要求,将盖帽硅片、器件硅片(Si)和玻璃衬底通过二次Si—玻璃(D-SOG)阳极键合工艺,实现了MEMS谐振器加工的同时,完成MEMS谐振器的6in圆片级高真空度封装。通过优化两次键合工艺参数,第二次键合温度由第一次键合温度350℃调整到380℃,键合压力分别为800N(第二次键合)和600N(第一次键合);优化第二次键合封装密封环的键合面积宽度为700μm;达到良好的MEMS谐振器封装效果,器件的泄漏速率为3.85×10^(-9) Pa·m^(3)/s。该研究可以有效降低加工成本和工艺难度、提高器件可靠性,满足了MEMS器件对封装密封性的要求,后续可广泛应用到基于D-SOG的MEMS谐振器封装工艺中,具有良好的应用前景。

全玻璃真空管型太阳能热水器在嘉兴地区节能量与减排量分析

为评估太阳能热水器对“双碳”战略的贡献,减少对化石燃料的依赖,推动能源结构的优化和转型升级,在嘉兴地区通过对全玻璃真空管型太阳能热水器在实际使用工况下进行热性能测试分析.试验结果表明:在实际使用工况下,环境温度和辐照量是影响太阳能热水器日有用得热量的重要因素;78和75管间距的年节能量分别为451.87 kWh/(m^(2)·a)、467.46 kWh/(m^(2)·a),CO_(2)年减排量分别为338.9 kg/(m^(2)·a)、350.6 kg/(m^(2)·a),经估算2021年太阳能光热利用CO_(2)减排量约占全国碳排放总量的12.6%.

封边对真空玻璃传热性能影响研究

通过理论计算、有限元模拟及实验验证,研究了不同封边材料及封边宽度对真空玻璃边部传热性能的影响。结果表明:封边宽度相同时,低玻粉和金属材料封边部分的传热系数基本一致。然而,封边宽度变化对真空玻璃整体传热性能影响较大。对封边宽度为8mm和14mm的真空玻璃70系列断桥铝整窗进行传热系数模拟,封边宽度8mm的真空玻璃整窗传热系数比封边宽度14mm的真空玻璃整窗传热系数低0.1W/(m^(2)·K),即封边较窄的真空玻璃整窗保温性能更好。

大功率光电器件光波导键合技术研究

光导开关是一种新型半导体光电子器件,在光通讯、雷达、微波等领域广泛应用,但在高工作电压的条件下会发生表面击穿等问题,因此需要对其进行封装提高侧面的耐压性能。该文选用光波导的方式对碳化硅晶片进行封装,通过玻璃浆料烧结键合、真空热压键合和光波导胶键合3种方法对小面积的侧面异质键合进行研究。通过3种方法的工艺优化及键合质量性能测试,光波导胶键合方法对激光功率的损耗最小,实现器件耐压值提升至10 kV。

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。