第6章特种玻璃

第6章 特种玻璃

6.1前言

日用器皿玻璃和平板玻璃是以Na2O-CaO-SiO2系统为基础的传统玻璃。近数十年，社会发展和科学技术进步对玻璃提出了更多特殊的要求，如具有更好的光学、热学、化学、力学和电学等方面的性能，以满足特别用途的需要，这些玻璃逐渐脱离了Na2O-CaO-SiO2系统玻璃范围，形成了专业应用的特种玻璃。特种玻璃在建筑、交通、能源、化工、医药、航天、航空、舰船、电子、核工业等领域应用广泛，其突出特征是与新兴产业和国防需求联系紧密，在现代科学技术领域占据着其它材料无法替代的重要地位，因此，世界各国越来越关注各种高新性能特种玻璃材料的开发和利用，特种玻璃的研发和生产水平成为一个国家材料发展水平的重要标志之一。

1)安全玻璃

安全玻璃是一类经剧烈振动或撞击不破碎，即使破碎也不易伤人的玻璃深加工产品，包括钢化玻璃、夹层玻璃和由钢化玻璃或夹层玻璃组合加工而成的玻璃制品。钢化玻璃即淬火增强玻璃，这种玻璃破碎时形成无尖锐棱角的颗粒，对人体伤害很小，是使用最广泛的安全玻璃。夹层玻璃即胶合玻璃，当受冲击破碎时，碎片不掉落、不飞溅，能有效地防止或减轻对人体的伤害。由钢化玻璃或夹层玻璃组合加工而成的安全玻璃品种还有很多，如防弹玻璃、防盗玻璃、防火玻璃、夹丝玻璃、防护玻璃及贴膜玻璃等。

具有优良安全性、抗冲击性和抗穿透性的安全玻璃在建筑与装饰、汽车、飞机、火车、舰船、仪器仪表和家电等行业广泛应用。随着社会经济的不断发展，安全玻璃的需求越来越多。以建筑安全玻璃和汽车安全玻璃为例，发达国家建筑业的安全玻璃使用率（与普通玻璃相比）已达到70%，其中夹层玻璃使用率约占30%，同时对安全玻璃的隔热、调光、防火、防飓风等功能的需求也呈逐年上升趋势。在汽车制造业，随着汽车使用量的高速增长以及汽车玻璃安全化程度的提高，对车用安全玻璃的刚性需求显著增加。国内外安全玻璃产业正朝着技术创新、产品推新及多功能性的方向发展。

近几年，随着我国玻璃行业的快速发展和市场对安全玻璃产品需求的

增加，安全玻璃产业出现了前所未有的繁荣现象。2007年全国安全玻璃总产量仅为1.9亿m2，2011年前10个月，全国安全玻璃的累计产量达2.72亿m2，五年间安全玻璃的产量提高了43.2%，为满足国民经济发展、改善人们生活水平发挥了重大作用。

经过多年的努力和发展，我国的安全玻璃产业取得了显著成绩，但发展中仍存在一定问题。一是平板玻璃产能过剩和玻璃深加工率低的矛盾问题依然存在。2011年我国平板玻璃总产量达7.4亿重量箱，约占世界总产量的50%以上，我国已经成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国，普通平板玻璃和单一功能玻璃产能过剩现象明显。但是玻璃的深加工率却明显偏低，2010年我国深加工玻璃产量仅占全部玻璃产量的36.8%，与世界平均水平相差20多个百分点，安全玻璃市场用量还有巨大的上升空间。二是安全玻璃生产企业分散、产业链短。我国的安全玻璃生产企业众多，并以中、小企业为主，大多从事低端、低质、功能单一的安全玻璃生产。并且，玻璃生产与安全玻璃加工企业分离现象严重，生产-加工一体化进展缓慢，产业链短、集中度差，具有国际知名度的安全玻璃生产企业较少。三是科技创新不足，高端产品进口依赖度高。国内真正具有安全玻璃加工技术自主研发能力的企业很少，高端安全玻璃生产的核心技术大多掌握在欧、美、日等发达国家手中，先进生产装备大部分依靠进口，致使我国安全玻璃技术含量和附加值低、竞争力较差。四是安全玻璃评价体系不健全、强制执行力度不够。近年随着安全玻璃在高层建筑上的应用，由于钢化玻璃自爆引起的安全玻璃“不安全”现象时有发生。

因此，未来几年我国安全玻璃发展应注意以下几个问题：

（一）提高企业集中度，增强国际竞争力。

为解决我国安全玻璃生产企业集中度低、国际知名企业数量少的问题，应加快国内安全玻璃企业重组，通过资源、技术、品牌的合理配置，特别是通过生产-加工一体化的发展，降低安全玻璃的生产成本，提高技术水平，满足国内高端需求，增强国际竞争力。

（二）加强科技创新，提高自主研发能力。

通过产-学-研相结合的方式，特别是充分依靠和带动国内大院大所的研发实力，进一步提高安全玻璃生产技术和生产装备研发能力，在安全玻璃的节能生产、

复合钢化和真空一步法夹层等工艺及相关设备上，形成一批具有自主知识产权的全套技术和装备，抢占安全玻璃领域的制高点。

（三）以应用需求为导向，加强新品种开发。

随着安全玻璃应用领域的不断扩大，市场对安全玻璃产品提出了许多新的应用需求，如轻量化、功能集成化和智能化等。安全玻璃产业应加大新品种的开发，特别是加快超薄安全玻璃、异形安全玻璃、多功能器件安全玻璃、光伏-建筑一体化安全玻璃等新品种的研发力度。

（四）完善评价体系，加大标准和规范的执行力度。

钢化玻璃占安全玻璃使用量的50%～70%，自爆是钢化玻璃使用过程面临的最大风险，因此应建立完备的安全评价体系，加大钢化玻璃出厂前的自爆检测与评价。同时，进一步完善安全玻璃相关标准和应用规范，提高安全玻璃使用率，增强夹层安全玻璃使用的强制执行力度。

2)平板显示玻璃

平板显示玻璃是指应用于各种平板显示器件的特种玻璃。所谓平板显示器件一般是指显示屏对角线的长度与整机厚度之比大于4:1的显示器件。由于平板显示器有许多优点，如薄型而轻巧、电压低、无X射线辐射、没有闪烁抖动、不产生静电、功耗低、寿命长等，在军事、民用领域都有极其广泛的用途。

平板显示玻璃是平板显示产业链上游关键的基础材料，是平板显示元件的载体，显示器件的主要制作工序都必须在玻璃基板上进行，其品质好坏对显示器的影响很大。平板显示玻璃必须是高质量、薄厚度的特殊玻璃——表面平整度高，几乎无内在缺陷；热膨胀系数与辅材相匹配；化学稳定性和热稳定性优良；并且能进行精密存储。为满足平板显示行业的发展需要，大尺寸、薄厚度、环保化成为显示器玻璃发展的新趋势。

平板显示玻璃按用途主要分为PDP基板玻璃、LCD（TN/STN-LCD、TFT-LCD）基板玻璃和以及触摸屏玻璃。

早期的PDP基板玻璃为浮法生产的钠钙硅玻璃，也有用改进了热性能的钠钙硅玻璃，如日本旭硝子的Asahi玻璃。这些玻璃的优点是价格便宜，但其共同缺点是应变点低、热稳定性差。近年来美国康宁玻璃公司、法国圣戈班公司、日本旭硝子公司、德国肖特公司等国际大型玻璃企业投入大量人力和物力对PDP