【中玻網】真空玻璃，時下挺熱門的這款玻璃深加工產品，由于從事的有經驗領域和工作性質，竟不知不覺在這個“真空玻璃”行業中走過了8個年頭，且涉行頗深。回想來，這一切又都是順利成章的：求學期間一直圍繞硅酸鹽材料尤其是玻璃的制備和表征在積累知識，工作后繼續從事特種玻璃材料及加工應用的相關技術工作，這其中就不經意的涉足到了低溫封接玻璃，節能玻璃等產品，這類材料在電子封接、航空航天中還是有很多重要的應用，但細究起來我國與國外的差距也是巨大的。恰逢真空玻璃對低溫封接玻璃的需求，對低溫化、無鉛化、工藝優化的推動下，從封接玻璃材料起步，進一步學習探索玻璃封接技術，逐步擴展到玻璃封接工藝、裝備、產品、檢驗……。本人自認好學，短短幾年時間，把前人在真空玻璃產業中積累了30年的知識、經驗、實體都認真地學習一遍，甚至是又重復做了一遍，現在看來有很多工作也是多余的。或許是得益于長期以來科研的習慣，總是努力的想把每個細節、環節都搞得很清楚，在這里真的要感謝真空玻璃的前輩們無私的支持和建材總院平臺的優勢。

　　作為一名科技工作者，長期都是以論文、專利等科技報道的形式發表展示自己的一些研究結論或者想法，科技論文是嚴謹的，數據、圖表、分析、結論是相對的客觀。但是對行業技術的分析則不同，尤其是未來技術走向或者市場預期是很復雜的，太多交叉因素的影響。但是，基于廣泛的事實和技術現狀，理性的對行業預測和技術升級認知，也是可期的。2018年，有幸參與唐建正教授編著的《真空玻璃》一書的編寫和出版，同時首屆真空玻璃技術研討會召開，我想這些事件應該是可以作為真空玻璃發展的節點來看，中國真空玻璃產業形勢呈現出新特點，“舉步維艱”、“百花齊放”、“前赴后繼”、“后浪推前浪”這樣形容不知道是否恰當，相信身處行業中的人士會深有體會。

　　真空玻璃作為目前節能效果較好的玻璃產品，其性能和應用優勢是明顯的，這也吸引了越來越多的企業參與到真空玻璃的研發和工業化開發中，其從市場預期收益看，相比鋼化、中空等玻璃深加工產品，亦可算作高附加值產品。真空玻璃在國內經過二十多年的研究發展，已經逐步開展了穩定的批量化制備和應用，并得到了產品性能、壽命的驗證。縱觀二十年真空玻璃進展，國內已經完成了以下工作進程：（1）由真空玻璃理論、實驗室制備擴展到工業化生產，并進行諸多案例的應用；（2）在國內開創了鋼化真空玻璃、夾膠真空玻璃的升級型產品，有效提升真空玻璃安全性；（3）探索并實施真空玻璃的金屬化封接工藝，我國真空玻璃繼續領跑大部分國家。

　　盡管如此，真空玻璃由于產能、成本以及固有缺點等原因，仍未邁入真實的規模化生產和應用階段。材料是所有工業生產的基礎，真空玻璃中涉及的低溫封接焊料、金屬釬焊料、支撐物材料甚至是高質量的原片玻璃及鍍膜玻璃，尤其是封接材料的選擇也是決定了封接工藝的路線，在確定的路線下才能開發、選擇有效的裝備和生產線配置，在生產工藝技術裝備確定條件下，剩下的就是工藝控制和產品質量保障。所以，看似簡單的一塊真空玻璃，卻涉及到了很多材料、熱工、機械、檢驗各方面的內容，由于真空玻璃工序多，且前一工序對后續工序及產品質量有密切相關性和影響性，因此真空玻璃生產中工藝細節控制對質量是至關重要的。工藝細節控制提升帶來的直接效益是成品率的提升，綜合成品率能控制在90%以上，也成為降低成本的一個前提支撐。提到真空玻璃成本，尤其是在建筑節能中的大規模應用，價格成為邁不過去的一道坎，500元、400元……甚至更低的終端售價來迎合市場的需求，從理論成本核算來看，這是可以實現的。

　　圍繞真空玻璃亂談了這么多，還是回到理性層面上來，講一講真空玻璃生產制造、市場推廣中常遇到的幾個問題。

　　（1）鋼化和非鋼化之爭

　　這個也是關系真空玻璃安全性的討論。

　　在中國區域玻璃深加工產品范圍內，很多時候把鋼化玻璃等同為了安全玻璃。安全問題永遠是大問題，建筑玻璃安全同樣重要，不可否認的是，真空玻璃支撐點應力集中作為真空玻璃結構本身的固有特點是個不可回避的劣勢，這也是其在落球沖擊、擺錘測試、散彈沖擊等力學性能考核中不能比肩現有單片鋼化、鋼化中空、夾膠玻璃產品的主要原因。由此在科學合理使用真空玻璃的認識上就出現了分歧，其一是對真空玻璃安全使用持猶豫態度，其二是代表真空玻璃生產企業聲音的過度強調真空玻璃的安全性，我想這都不是一體客觀理解真空玻璃的。《建筑玻璃應用技術規程》中對玻璃安全性做了明確的規定，即安裝在易于受到人體或物體碰撞部位的建筑玻璃，如落地窗、玻璃門、玻璃隔斷等，除采用安全玻璃外還應采取保護措施，如警示、護欄等。如果要給安全玻璃下個定義，我覺得“安全玻璃是一類經劇烈振動或撞擊不破碎，即使破碎也不易傷人的玻璃”這一通俗的概括是很恰當的。因此，在涉及真空玻璃問題上，除了提高真空玻璃自身性能外，也要改進、優化其使用方式，應在相關規范允許的范圍內發揮其節能、隔音優勢。

　　作為真空玻璃從業人員，這里還是要再肯定一下“鋼化真空玻璃”的性能優勢。利用鋼化玻璃原片制備真空玻璃，在制備完成后如果原片玻璃仍能夠保持非常大的表面壓應力，即維持物理鋼化的特性，我們暫且可以稱其為“鋼化真空玻璃”。由于物理鋼化玻璃相比普通原片的強度、抗沖擊性能大幅度提升，所以鋼化真空玻璃在一定程度上也是大幅提高真空玻璃的整體抗沖擊強度、抗風壓、抗彎曲、抗冷熱沖擊性能，同時具備了破碎安全性。此外，在真空玻璃力學結構設計中，也可以適當的加大支撐物間距，對真空玻璃的隔熱性能和視覺效果起到優化作用。

　　所以，即便“鋼化真空玻璃”還存在爭議，還存在一些瑕疵，在技術和生產條件允許的情況下，仍是未來產品應該堅持的方向。

　　（2）性能與質量的誤區

　　真空玻璃的特點是隔熱隔音，所以常關注的性能指標是中心熱導值（本文以U值）和計權隔聲量。眾所周知，真空玻璃優異隔熱隔音性能都得益于兩片玻璃中間的狹縫真空，較高的真空狀態有效的減少了傳熱、傳聲的介質，這是很容易理解的。根據真空玻璃熱導的組成，已有研究結果顯示當真空腔內的真空度達到10-1Pa后，殘余氣體的熱導降低到臨界水平，而當真空度超過10Pa時，氣體熱導則占據主要因素，真空玻璃失去本身意義。因此我們可以10-2Pa作為真空玻璃性能保證的一個達標真空度，而以10Pa作為真空玻璃完全失效的一個臨界真空。（備注說明：當然在實際生產中，為了獲得狹縫真空內10-2Pa高真空，對真空泵、真空管路或者真空釜體的要求還是很高的，10-4Pa生產真空是需要保障的。）

　　在真空度一定的前提下，真空玻璃傳熱吸收主要取決于選用Low-E玻璃的類型和支撐物材質及布放。根據我們的經驗，普通白玻做成的真空玻璃其U值還在2.0Wm-2K-1以上，當采用Low-E玻璃后，尤其是高性能的離線單銀、雙銀Low-E玻璃后，真空玻璃的U值可輕松降低至1.0Wm-2K-1以下，通過優化的結構設計甚至可以降低到0.5Wm-2K-1。我在這里想特別指出的是，根據我國現有大宗普通Low-E玻璃的性能指標，采用單銀產品制備的真空玻璃U值介于0.6~0.8Wm-2K-1是一個正常可信的水平，而這種水平的產品已基本滿足我國絕大多數高等節能建筑門窗的需求。

　　近期看到了很多真空玻璃的檢驗報告和宣傳材料，或多或少的都過分強調了真空玻璃的傳熱系數，很多玻璃樣品的U值都做到了0.5Wm-2K-1以下甚至更低，這當然是很好的。但是從目前已有的真空玻璃產業化和應用經驗教訓看，真空玻璃的質量控制、真空壽命、力學壽命等問題更應該值得關注。真空玻璃的質量問題已經談到過很多，質量指標應包括熱工性能、力學性能、外觀、壽命以及產品性能、質量的一致性、穩定性，這反倒是生產使用中難做到的。上述這些問題其實是涉及了真空玻璃生產的所有環節，原材料選擇、工藝步驟、設備精度、檢驗程序等等，想來也是非常復雜的，我們必須要做的工作很多很多。比如，1）周邊封接材料，不論是傳統的低溫玻璃封接還是創新的金屬封接，封接材料本身的強度、氣體滲透率、界面結構等等是要滿足真空玻璃要求的；2）支撐物的材料、微結構、布放要復合真空玻璃力學和玻璃自身抗載荷能力的要求，尤其不盲目加大支撐間距，不能在固有的應力集中缺點上增加更多的風險；3）不論是何種封口方式或者無封口方式，減少封離狀態時的真空度損失，為確保真空腔體內的有效真空度和后期玻璃表面的氣體釋放量，都要嚴格遵循真空玻璃的工藝規范；4）嚴格的出廠檢驗和安裝檢驗，按照目前水平，應該做到真空玻璃出廠的高標準全覆蓋定性檢驗和5%以上的U值檢驗的，當然在安裝過程中也會造成玻璃的失效和破損，在工程現場的檢驗也是必不可少的。

　　說了這么多，我在這里要表達的是：性能指標高低不代表質量好壞，樣品更不能代表產品的穩定。未來的真空玻璃發展不應該盲目的追求過低U值，過高的鋼化度（表面應力），相信一定是產品質量、產品壽命為王，真空玻璃自身要重視這一問題。

　　（3）一步法與兩步法（路線之爭）

　　說到路線之爭或者結構之爭，對于懂得真空玻璃制造的人來說，其實非常容易理解的，其實就是材料或者工藝路線的不同而已，真空玻璃本身的結構和性能是類似的。一直都說，基礎材料是我國工業技術進步的基石，對于真空玻璃來說，封邊材料的選擇尤其關鍵，不同的材料可能會對應不同的工藝，也會需要不同的裝備和生產流程。這里的“步”主要是指邊部封接工序和抽真空封口工序，如果是分別在兩臺設備中按照先后依次封邊、抽氣、封口，這就是通常說的兩步法，典型一步法的代表工藝是預先合片的玻璃在真空腔體內完成邊部封接，同步獲得內部的高真空狀態。因此，真空玻璃早期采用的單體爐（封邊抽氣一體爐）以及后來改進的連續式生產線（如輥道式、隧道式窯爐封邊后直接進入真空腔體真空排氣、封口）雖然在同一設備和產線中完成真空玻璃制作，也是都經歷了高溫封邊、中溫抽真空、封口三個步驟，也算是兩步法的改進和優化。從另外一個角度講，一步法和兩步法在真空玻璃外觀的體現可能是有、無抽氣口的差異，兩步法不論抽氣口的位置、結構、形式如何變化，都是存在的，而一步法無抽氣口真空玻璃在外觀上的確略勝一籌。

　　從結果上看，一步法和兩步法并無本質區別，但我認為還是有優劣之差的。從自己簡單一步法的實驗來看，目前有幾個問題不能回避：

　　1）現有低溫玻璃類封接材料在真空環境下焊接的氣孔問題，真空下玻璃二次軟化熔融一定會有氣體的揮發，或多或少，這樣就會造成邊部封接帶的氣孔率提高，甚至影響氣密性和粘接強度，或許金屬封接材料在真空狀態下的表現要優異很多，但是其浸潤性、界面性質也會不同于大氣氛圍下；

　　2）從目前真空玻璃較多的文獻數據看，玻璃表面的脫附排氣還是以加熱為主，較好的烘烤溫度在300℃左右，因此在工藝可行的情況下，應該選用合適的低溫金屬釬焊料；

　　3）真空下的很多操作不同于常壓狀態，較差的可視性容易造成真空玻璃傳動、加壓配重錯誤，尤其是真空下加熱時缺少必要的熱對流和熱傳導，給邊部封接加熱效率、加熱均勻性、一致性都帶來的困難。當然，隨著現在自動化、控制技術以及真空技術進步，這些問題會得到逐步的解決。

　　在前期玻璃冷加工及真空玻璃準備工序，一步法和兩步法是相同的，甚至一步法需要更多的預處理工作。反過來，兩步法目前已經有很多很多優化的改型，單體爐、多體爐、連續線、自動線等等，管封、側封口、平封口等形式多樣，與一步法相比，如果采用完全分離的封邊和抽氣裝置，涉及到玻璃兩次升降溫的過程，造成能耗稍好和效率較低；另外采用真空泵管路通過排氣罩或者排氣孔進行真空排氣，由于受到狹縫真空下分子擴散的影響，需要較長的時間來獲得合格的真空度，這也是目前制約真空玻璃生產效率的一個關鍵問題。正如前所述，隨著各種技術進步和工藝裝備改型，兩步法會越來越成熟，當批量化、連續化得到實現后，效率和成本問題也會隨之解決。

　　一步、兩步，沒有本質區別，至少目前不應論好壞優劣，而是各自都需要進步，需要靠實踐來證實。對于企業或投入資金方來講，選擇好自己的技術來源，分析清自己的技術優勢，評估好未來的投入資金規模，清晰定位產品方向，一步兩步都好。

　　（4）發展階段與瓶頸問題

　　記得在真空玻璃研討會上，有相關人士提出了玻璃產品的產業生命周期論，很感興趣，特意去深入了解了一下。

　　產業生命周期理論是在產品生命周期理論基礎上發展而來的，經濟學意義上的一個研究范疇，受到經濟學和管理學研究者的較大關注。典型的代表就是產業生命周期曲線，通過對應市場增長率、需求增長潛力、產品品種多少、競爭者多少、市場占有率狀況、進入壁壘、技術革新以及用戶購買行為等指標劃分出產業生命周期所處的階段。從這個標準衡量，真空玻璃真的很年輕，我個人認為還處在初創期和成長期的轉折期（具體可參見不同階段的典型特征及判定）。在初創階段，公司總是試圖吸引客戶對其產品的注意力，當產業進入到增長階段，潛在的競爭者被吸引并進入該產品市場，市場競爭加劇了。真空玻璃在國內經過了二十多年的發展，基礎理論、基礎工藝、產品結構、應用領域都已經基本成熟，但是目前只有為數不多的公司在經營這個新興產業，同時較高的產品成本和價格與較小的市場需求還使這些創業公司面臨很大的投入資金風險。另外，在初創階段，企業還可能因財務困難而引發破產的危險，因此，這類企業更適合投機者而非投入資金者。這一時期的市場增長率較高，需求增長較快，技術變動非常大，產業中各行業的用戶主要致力于開辟新用戶、占領市場，但此時技術上有很大的不確定性，在產品、市場、服務等策略上有很大的余地，對行業特點、行業競爭狀況、用戶特點等方面的信息掌握不多，企業進入壁壘較低。在初創階段后期，隨著行業生產技術的提高、生產成本的降低和市場需求的擴大，新行業便逐步由高風險低收益的初創期轉向高風險高收益的成長期。

　　產業的生命周期對于企業決策和相關部門產業政策的作用非常重大，一個企業只有明確產業所處的生命周期階段，企業的所處產業價值中的地位，才能做出明確的企業戰略定位。對相關部門決策來講，只有懂得產業生命發展周期，才能了解產業發展規律，針對生命周期每個階段的特征進行產業規劃，制定產業政策。能否抓住產業生命周期規律是一國經濟能否穩定快速發展的關鍵，當然也是企業能否發展壯大的關鍵。

　　一個行業，一個產業、一個產品的發展因素是復雜的，個人認為，真空玻璃目前面臨的自身問題還是要大于外部的，這些都是制約真空玻璃發展壯大的瓶頸。

　　1）從技術工藝角度看，幾種技術路線需要盡快的定型，提高成熟度；配套裝備產線同樣在提升產能效率的同時，是否能夠形成普適的標準化生產線，將是未來真空玻璃普及推廣的關鍵點（未來能否做到目前中空線的成熟度？）。

　　2）從市場應用看，成本價格是個坎，這需要真空玻璃企業自身技術進步和管理經營提升，開發適應普通建筑、節能建筑以及光伏、家電行業的細分真空玻璃產品，實現成本、利潤均可平衡的穩定經營模式。

　　3）從整個行業說，真空玻璃太小、太弱，不論是在技術上，還是在市場競爭中，企業間都應該公開協作，共謀發展，積較、公開、規范的交流合作以及產學研開發，都是改變目前僵局的打破口。

　　4）對于外部環境和國家政策的呼吁，這里感觸很大的就是國內建筑門窗領域的標準化問題，曾經接到一個64塊玻璃的訂單竟然有22個尺寸規格，講起來實在令人笑話咂舌，如果始終是這樣的市場需求，那真空玻璃真是災難了。

　　（5）感悟與愿景

　　一個人力量微薄，談到的越多，好似沒了信心，但這么多年下來，對真空玻璃感情已深，也不好割舍，唯有多學習，多探索，才能在亂象中更篤定。

　　真心希望國家好、行業好、企業好，盡快出現一個欣欣向榮、和諧自律的真空玻璃大家庭。