高真空排气炉是制造真空绝缘玻璃(VIG)的核心集成单元,负责玻璃组件的同时加热、烘烤和真空抽气。它在约 450°C 的温度下运行,熔化边缘密封材料,同时积极排出内部腔的空气和杂质。这种双重作用过程是确定单元结构完整性和热效率的关键步骤。
通过将高温边缘密封与深度真空抽气同步进行,炉子将内部压力降低到 0.1 Pa 以下。这消除了对流传热,使玻璃能够达到高性能绝缘所需的极低 U 值。
同步处理的机械原理
创建均匀的热场
该炉子创造了一个在约 450°C 下运行的严格控制的环境。
与标准加热炉不同,该炉子必须提供一个完全均匀的热场。这种均匀性对于确保玻璃板和密封材料在整个表面区域上均匀膨胀和反应至关重要。
熔化边缘密封
在单元处于真空状态时,高温会熔化边缘密封材料。
这会在玻璃板的周边形成一个密封屏障。由于这与真空抽气同时发生,一旦单元冷却,密封就会永久锁定真空状态。
实现高性能绝缘
污染物解吸
炉子的关键功能是烘烤阶段,它针对的是看不见的杂质。
高温环境有助于吸附在玻璃表面上的有机污染物和残留气体的解吸。如果在真空过程中没有烘烤掉这些物质,它们会随着时间的推移缓慢释放,从而降低真空度。
消除对流传热
炉子的最终目标是将 VIG 单元的内部压力降低到0.1 Pa 以下。
在此压力水平下,玻璃板之间残留的气体分子不足以携带热量。这有效地消除了对流传热,从而生产出具有卓越绝缘性能(低 U 值)的玻璃单元。
关键操作因素
热一致性的挑战
炉子保持精确温度均匀性的能力是其最关键的操作限制。
如果热场不均匀,边缘密封可能会熔化不均匀。这可能导致结构薄弱或密封不完全,从而在从炉子中取出后立即破坏真空。
深度真空的绝对必要性
0.1 Pa 的阈值不仅仅是一个目标;它是一个功能要求。
如果炉子未能将空气抽到这个特定水平,或者由于烘烤不足而残留了残留气体,则会再次发生对流。这使得“真空绝缘”失效,将产品性能降低到标准双层玻璃的水平。
确保制造成功
要评估高真空排气炉工艺的有效性,请考虑以下性能指标:
- 如果您的主要关注点是热性能(低 U 值):优先考虑炉子能否持续将压力降低到 0.1 Pa 以下,以确保完全消除对流。
- 如果您的主要关注点是产品寿命:确保烘烤阶段有效解吸所有有机污染物,以防止多年来真空度下降。
高真空排气炉是将标准玻璃组件转化为高性能热屏障的最重要工具。
总结表:
| 特性 | 在 VIG 制造中的作用 | 对性能的影响 |
|---|---|---|
| 450°C 热场 | 均匀熔化边缘密封材料 | 确保气密、密封的结构完整性 |
| 真空抽气 | 将内部压力降低到 < 0.1 Pa | 消除对流传热,实现低 U 值 |
| 烘烤阶段 | 解吸有机污染物/残留气体 | 防止长期真空度下降和起雾 |
| 深度真空密封 | 永久锁定真空状态 | 与标准玻璃相比,提供卓越的热绝缘性能 |
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参考文献
- Wonyeong Jung, Seung Hwan Ko. Recent Progress in High-Efficiency Transparent Vacuum Insulation Technologies for Carbon Neutrality. DOI: 10.1007/s40684-024-00623-x
本文还参考了以下技术资料 Kintek Furnace 知识库 .