我國宋代就廣泛使用玻璃器具,到了清代就已經能生產透明玻璃和有色玻璃多達15種以上,而將玻璃作為建材和汽車配件歷史並不久遠,歷經數百年人類一直改造著玻璃的各種特性,想要將其變成既能透過光線又能節約能源的新型建材。
最近我國首條使用稀土為主要原料的斷熱塗層生產線開建,一舉打破美日歐等國家的壟斷,在稀土深化利用上實現了產業化的重大舉措。那麼這種稀土納米斷熱材料有什麼神奇之處呢?又將為稀土深化應用提供什麼樣的啟發?
稀土納米斷熱材料研發成功,為玻璃等建材注入節能新活力
當玻璃作為外牆門窗使用後,人們一直想要其既能透光又能保溫,為此做了很多努力。最初在我國北方地區,雙層玻璃木框的玻璃窗隨處可見,中間由空氣作為斷熱介質能保障光線正常通過,也能隔絕室內外熱量傳遞。
後來隨著高層建築的不斷湧現,多種多樣的中空玻璃開始廣泛使用,各種夾層玻璃層出不窮,但隨著國外塗層技術的發展,玻璃斷熱的核心技術被壟斷。尤其體現在汽車玻璃上,高端節能效果好的玻璃幾乎全部被寡頭把持,一般以成品出口,很少有材料流出。那麼這種基於稀土為原材料的的納米工藝斷熱材料有什麼神奇之處呢?
稀土納米斷熱材料可廣泛應用於EVA、PVB、TPU等夾層玻璃用中間膜、塗料、塑料、薄膜、顯示器、建築用節能視窗、汽車風擋等,可有效屏蔽紫外、紅外,具有隔熱性、透明性和耐候性良好等諸多優點。
這種材料可以製造成各種隔膜,也可以單獨製造成為噴塗材料,在現有玻璃表面噴塗即可,並且由於其幹透後莫氏硬度可以達到8-10(普通玻璃為6.5),所以使用壽命比較長,不用擔心維護問題。通過相關實驗表明:「斷熱稀土玻璃塗層」塗在玻璃表面後,能夠使住宅和辦公建築室內溫度在3小時內快速降溫,最高可調節溫度7℃-15℃,節約建築耗能25-40%。「
現在籌備建立的國內首條月產800公斤稀土納米斷熱漿料中試生產示範線,意味著我國在稀土深化使用上又多了一項重大成果,不僅打破了寡頭壟斷的現狀,也填補了國內這一領域的空白。
塗刷或製成夾層材料使用在玻璃上就能阻斷直接輻射,再配合中空玻璃還可實現隔熱,保溫,節能等功效的新型稀土斷熱材料的成功研製和即將量產,不僅為新型建築材料的市場帶來新科技,也為稀土產業的深遠發展提供新動力。
利用稀土獨特結構和性能,採用納米工藝,成功實現「冬暖夏涼」
研發人員利用稀土的獨特的墊資機構和理化特性,成功開發出100納米以下的稀土斷熱材料製備技術,可以生產出不同介質的斷熱劑和斷熱粉,以便於生產塗層或夾層材料。
通過相關實驗也發現其性能卓越:「發現即使是單層玻璃,在塗上斷熱稀土塗層後,也比傳統加厚中空玻璃的隔熱性好很多,阻隔溫差可以達到10攝氏度以上。」
塗布在汽車玻璃上,在同等日照條件下直射10分鐘後,傳統汽車玻璃貼膜的汽車內,溫度達到40度,而使用斷熱稀土(簡稱RE)汽車玻璃塗層的汽車內,溫度不到16度,兩者溫差達14度。更多的對比實驗數據不再列舉,那麼為什麼塗上一層這種斷熱材料就能達到這種效果呢?
據介紹說:「稀土納米材料的原理是稀土納米斷熱劑中的稀土納米粒子具有局域表面等離子體共振效應(LSPR效應),再通過科技手段,將稀土納米粉體均勻分散至各體系中,形成長效穩定的稀土納米斷熱劑。」
主要是利用熱能傳播的特性,一般來說太陽的熱能是通過紅外線輻射存在,並且溫度的傳遞也是從高溫區向低溫區傳遞的。所以當室外溫度高於室內溫度,或者陽光照射玻璃時採用該材料的玻璃就能使200-400nm、750-2500nm的光波發生共振,消耗其能量,使得輻射熱能無法穿過塗層,就達到了斷熱、節能的目標。到了室內溫度高於室外溫度時候,塗層反過來就變成了保溫材料了。
更加精妙的是該斷熱材料允許400-760nm的可見光通過,所以就不會影響光線和植物生長所需要的光能。
總結:
我國是稀土大國,但是不是稀土強國,在稀土產業化應用上我們仍然需要堅持不懈地加大投入,讓其充分發揮獨特的產業價值,現在我們逐步在這個路子上大步前行。自2011年以來,中國每年稀土專利申請量都超過世界其他國家的總和。
#中國打響稀土保衛戰#目前每年稀土帶來的產業巨變時長發生,軸承鋼、稀土強磁、螢光粉等的突破無不和稀土深化應用息息相關,未來這樣的突破會越來越多。而月產800公斤納米稀土斷熱材料的生產線即將開建,只是千百個使用案例的一個縮影。