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1、分子级高真空紫金管 产品知识介绍,主讲：王开龙,一、制造真空管主要生产流程 二、各工序基础知识 三、全玻璃真空太阳集热管基础知识 四、太阳光谱选择性吸收膜系制备与测评,制造真空管主要生产流程,电 熔 炉,太标新建的2座27m玻璃电熔炉为行业最大，全过程从配料、加料、布料、玻璃熔化、成型、自动数据采集、自动调整都采用世界先进的DCS计算机管理及监控系统，从而大大提高了产品质量，降低了产品能耗，更环保、更安全。,玻璃熔制过程分为五个阶段,（1）硅酸盐形成：硅酸盐生成反应在很大程度上是固体状态下进行的。配合料各组分在加热过程中经过一系列的物理变化和化学变化，大部分气态产物从配合料中逸出，在这一阶段结
2、束时，配合料变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。制造普通钠钙硅酸盐玻璃时，硅酸盐形成800-900基本结束。,（2）玻璃的形成：烧结物连续加热时即开始熔融，易熔的低共熔混合物首先开始熔化，在熔化的同时发生硅酸盐和剩余二氧化硅的互熔，到这一阶段结束时，烧结物变成了玻璃熔融体，再没有未起反应的配合料颗粒，但此时玻璃液中还有大量气泡、条纹。熔制普通玻璃时，玻璃的形成在1200-1250完成。,(3) 澄清 : 玻璃液继续加热，其黏度降低，并从中放出气态混杂物，即进行去除可见气泡的过程。熔制普通玻璃时，澄清在1400-1500结束，这时玻璃液黏度102dpas。,(4) 均化 ：玻璃液长时间处于
3、高温下，由于扩散作用，其化学组成逐渐趋向均一，使玻璃中条纹和结石消除到允许限度，达到均一体。玻璃液是否均一，可由测定不同部位玻璃的折射率或密度的一致程度来鉴定。熔制普通玻璃时，均化可在低于澄清的温度下完成。,（5）冷却过程：经澄清均化后将玻璃液的温度降低至1350-1420，以便于使玻璃液具有成形所必需的黏度103-105dpas. 玻璃熔制的各个阶段是相互联系和影响的。在实际熔制过程中，常常是同时进行或交错进行的，这主要决定于熔制的工艺制度和玻璃熔窑结构的特点。它们之间的关系可以用下图表示。 在玻璃熔制过程中存在着固相、液相和气相，各相之间相互作用，由此而构成极为复杂的相转化和相平衡关系。,
4、熔制玻璃的目的是在高温下使多种固相的配合料转变为均匀的玻璃液相，是一个从固相向液相转化过程，并与气相相互作用下消除可见气泡的过程，为此必须研究诸相的相互作用。,玻璃管的成型,拉管模式采用的是简化维洛法水平拉制成型 玻璃管的直径为：30-70 玻璃生产的过程：,毛坯管的物理性能检测,毛坯管用原材料检验标准,1、毛坯管原材料由以下6种材料组成： 石英砂、硼砂、硼酸、氢氧化铝、氯化钠、碎玻璃 2原料质量标准 2.1精制石英砂 a)成份： SiO299.3% Fe2O30.03% b)粒度 ：全部通过60目 60-140目80% 200目以下5% 。 c)外观：一般为白色 d)水分0.5% 2.2硼砂
5、,五水硼砂 a) 成份：B2O347% Na2O21% Fe2O30.005% b) 外观：一般为白色结晶体 2.3 硼酸 a) 成份：B2O356% Fe2O30.01% b) 外观：一般为白色鳞片状晶体 2.4氯化钠 a) 成份：NaCl95% Fe2O30.05% b) 粒度： 20目5% c)外观：一般为白色结晶 2.5氢氧化铝 a) 成份：Al2O362% Fe2O30.03% b) 外观：一般为白色结晶粉末,玻璃退火原理,玻璃没有固定的熔点，从高温冷却下来，它要经过一个温度区域，在这区域内玻璃由典型的液态转变成脆性的固体物质，这一温度区域成为转变温度区域。这个区域上的上限温度成为软
6、化温度Ts(=107.6dpas)，下限为转变温度Tg(=1013.4dpas。在Tg以下的温度范围内玻璃中的质点仍能进行位移，可以消除玻璃中的热应力和结构的不均匀性。由于此时的黏度值已相当大，以致其外形的改变几乎测不出来，因此称这一区域为玻璃的退火区域，其黏度范围值为1013-1017dpas，所有玻璃退火区域的温度与黏度有关。,玻璃及其制品在高温成形过程中，因其冷却条件的不平衡，不可避免地在制品 中产生永久应力。这种应力的存在，将导致玻璃制品强度的降低甚至破裂。为了减小和消除玻璃的永久应力和提高玻璃的光学均匀性，要将玻璃放置在退火炉中某一温度下保持足够长的时间后再以缓慢的速度冷却下来，以便
7、不再产生超过允许范围的永久应力和暂时应力，这一过程我们就称为玻璃的退火。,玻璃退火制度制定,玻璃的退火制度与制品的种类、现状大小、应力的允许值以及退火炉炉内温度分布等情况有关。目前多数采用线性退火制度，即采用较高的退火温度，随后按应力的允许值要求恒速降温至快冷降温阶段，所有从开始降温到快冷降温阶段的范围内退火曲线是一条直线。,退火工艺分为四个阶段： 加热阶段、慢冷阶段、保温阶段、快冷阶段 1、加热阶段：按不同的生产工艺，有的玻璃制品成形后直接进入退火炉进行退火称为一次退火，有的制品在冷却后再加热而后进行退火称为二次退火，所有这一阶段对所有制品而言并不是必要的。 2、慢冷阶段：为了使玻璃制品在冷
8、却后不再产生永久应力或仅产生微小的永久应力，因此在次阶段要缓慢冷却，防止过大的温差。,3、保温阶段：将玻璃制品加热到退火温度进行保温，使制品各部分的温度均匀，应力可以消除，故称为保温（均热）阶段。在这阶段中首先要确定退火温度，其次是保温时间。一般比退火上限温度低20-30作为退火温度。 4、快冷阶段：在玻璃的应变点以下玻璃冷却时只产生暂时应力，只要它不超过玻璃的极限强度，可以使冷却速度加快些以缩短整个退火进程，降低燃料消耗，提高生产率。 根据各种不同制品的要求，按各阶段的退火常数进行计算加以修正和调整，以拟定较合理的退火工艺制度，如对热膨胀系数低的玻璃制品可将各阶段的速率提高2倍，而对热膨胀系
9、数高的玻璃制品则酌情降低50%。,全 玻 璃 真 空 太 阳 集 热 管基本知识：,水嘴/挡风圈热损 15,水箱热损 30,真空管热损 55,真空管是太阳能热水器的核心部件，好比人的心脏！,结 构 示 意 图 ：, 罩玻璃管 内玻璃管 卡子 吸气剂 真空夹层 选择性吸收涂层 吸气膜,具有良好的化学稳定性，抗酸碱水能力强； 适合房顶风吹日晒、酸雨等恶劣的工作环境 线膨胀系数小（3.310-6K 1 ） ，具有良好的热稳定性，耐近100温差的冷热冲击不破碎； （线膨胀系数定义：固体物质温度每升高1摄氏度时，长度方向上发生的变化与其在0摄氏度时长度方向发生变化的比值） 具有良好的光学性能，透光率 0
10、.89 ；集热效 率更高。 具有良好的机械性能。抗25mm冰雹的冲击不损坏。,集热管各部分作用：,1、内管、外管材料：高硼硅 3.3 作用：构成真空管的主体材料,我们现用抗机械冲击及摆锤撞击式的方法：（钢球直径为30mm） 抗机械冲击： （47毛管）：112g（钢球）9.8（m/s2）500mm（高度）=0.82J； （58毛管）：112g（钢球）9.8（m/s2）500mm（高度）=0.87J； 摆锤撞击式：以200支毛坯管进行摆锤撞击，95%以上2.5焦耳撞击能量的方为合格。,2、卡子：材料：不锈钢 ；作用：支撑内管自由端 固定吸气剂 3、吸气剂：材料：不锈钢钢环、铁柄及药粉组成， 药粉成
11、分有Ba、Al、Ni。 作用：消除排气后的残余气体。类型：蒸散型吸气剂 吸气剂主要分为蒸散型和非蒸散型，非蒸散型主要应用在电视机显像管等方面。 4、真空夹层：由内外管组成， 作用：具有保温隔热作用； 真空度要求：国标GB：P 5.0E10-2Pa， 企标QB：P 5.0E10-4Pa。 真空夹层指的是：内外玻璃管之间处于低气压时的夹层，当夹层内气体压强足够低时，气体的导热可以忽略不计。真正的“真空”不存在。,其中各层的主要功能由外至内为： 1）减反层为保护膜、增透膜； 2）吸收层为光热转换场所； 3）底金属层为红外高反射层，即将内管内部的介质所辐射出来的热量反射回去。,干涉膜层与渐变膜层反射曲
12、线对比,膜系区别：在太阳能行业里选择性吸收涂层有渐变膜和干涉膜两种膜系；大部分厂家使用是渐变膜，太标公司采用的是澳籍华人章期初博士的干涉膜专利。 渐变膜的层次较多，层与层之间的互相干扰较大，每一个膜层的厚度及离子填充度都难以调整到最佳状态，金属离子的含量较高，实际上发射比也比较高。 干涉膜的层次较少，层与层之间的互相干扰小，每一个膜层的厚度及离子填充度可以调整到最佳状态，两个吸收层形成两个吸收波谷分别处于太阳光的主要能量集中波段处，即其吸收率可以达到理想状态，金离子含量较低，发射比也比较低。 干涉膜的。所以，吸收率较高，而发射比较小。,吸气膜：是由吸气剂在800 以上温度下蒸散得到的产物。 a
13、l+ia+il,作用：维持真空管的真空夹层真空度，保证真空管真空寿命，保温效果更好。,毛管领料:尺寸的长短直接影响到后工序配套，必须要求尺寸合格这是加工的最基础要求，检查毛管本身缺陷。,玻璃本身缺陷： 结石:玻璃中含有的固体杂质。 节瘤:玻璃中含有的与玻璃主体成份有差异的玻璃体。 气线:玻璃融炼过程中产生的气泡,在玻璃成型时拉伸形成的。,内、外管加工步骤：,注意：1）在内外管开始加工时要先调整尺寸并填写首件检验记录，防止批量尺寸不合格品转下。 2）工艺员、品管员抽检尺寸及圆头厚薄，发现不合格及时调整。,不管是内管还是外管在退火完毕都要检测应力，应力的合格是保障真空管质量的保障。,预热灯头要打开
14、,火焰颜色为黄色,作用:为管口预热防止管口温度未经过渡急速上升造成管炸裂。 燎口质量影响因素:燎口灯头位置 燎口灯头火焰 压缩空气大小。 隐患: 外管内壁水汽自互检不到位流入下序,会为发乌带来隐患,内壁水汽若存放时间长会造成内壁脏的不合格品。 内管内壁水汽自互检不到位流入下序,进入镀膜室为脱膜 烧膜带来隐患。 燎口欠:内管燎口欠转入下序,会划伤清洗线小车上的护套,使管烘干效果不好, 为脱膜 烧膜带来隐患.燎口欠的管子在运输传送过程中易破损和划伤员工,要注意做好自互检及时通知圆底机操作者。,拉封 要求: 拉封处的各灯头火焰为蓝色。 注意事项: 各灯头火焰要依据圆底机的公转 自转速度进行调节,避免
15、出现拉不下来或未拉封前已烧熔管口下垂无法拉料,造成废品。 圆底 要求: 圆底质量: 外观清洁 壁厚要均匀(1.1-1.3mm) 圆底平滑 无气泡、不歪头 无圆头变形，无牙印,无砂眼等。 注意事项: 圆头壁厚要均匀(1.1-1.3mm) 内管测量圆头最薄处,外管测量圆头直径15mm处.圆头太厚应力不易去除,出现环炸.外管圆头厚揪料多,熔烧时间长,会影响产量。 圆头厚度薄外管容易尾漏，内管易顶破也会出现排气抽炸管现象。,圆头变形(头大 头偏 带棱)产生因素: 1、圆第机灯头位置靠里. 2、模具偏(底座偏) 3、圆底机支杆弯曲. 4、圆底机左右轮不协调. 牙印产生原因: 1、模具被扎坏 2、圆底处压
16、缩空气太大. 3、拉封处灯头火大余料粘到圆头上(出现大牙印 ） 圆底厚度影响因素: 1、圆底处灯头火焰. 2、圆底处灯头位置.,作业、 安全、环境注意事项 1.整个操作过程中必须戴线手套 2.点火时先开天然气，后开氧气。关火时先关氧气，后关天然气 3.及时清扫周围碎玻璃 4.调火操作时应戴防护眼镜，以防灼伤眼睛。 5.拾管员工要注意尺寸测量 管口 圆头质量 及时反馈. 6.严格做好首件检验：尺寸测量，圆头厚度，首件管要敲破测试圆头厚度防止批量事故发生。,玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶无机物，在生产过程中，经受激烈的、不均匀的温度变化时，将产生热应力。这种热应力能降低制品的强度和热稳定性。高温成形或热加工制品，若不经退火令其自然冷却，很可能在成形后的冷却、存放以及机械加工的过程中自行破裂。 退火，就是消除或减小玻璃中热应力至允许值的热 处理过程，称为去应力退火。,玻璃的热处理,玻璃中的应力一般可分为三类： 热应力、结构应力和机
