一种真空玻璃支撑物的制作方法及产品与流程

本发明涉及真空玻璃技术领域，尤其是一种真空玻璃中间支撑物的制作方法及产品。

背景技术：

目前，真空玻璃的支撑物为金属材质。由于钢材的导热系数远大于无机类材料，因此造成真空玻璃的u值增大，同时由于金属材质在切割制作过程中，难以保证钢环表面平整均一，当表面粗糙的钢环被用做真空玻璃作支撑物时，容易造成玻璃表面压伤，从而大大降低了真空玻璃的强度。同时由于金属材质的膨胀系数大于玻璃的膨胀系数，因此在内外部环境温差较大的情况下，与金属支撑物接触的玻璃表面处会存在较大的应力，一定程度上影响的真空玻璃的使用寿命。

现有技术中有使用玻璃材质作为支撑物的，是利用玻璃基板上的玻璃凸点作为支撑物，在制作时，玻璃凸点与玻璃基板一体成型，其实质上是模具成型。此种方案存在以下不足之处，采用模具成型难以保证凸点高度的一致性，合片后部分凸点与玻璃基板虚接触；凸点与玻璃基板之间为点接触，接触面积小，容易对玻璃表面造成损伤。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种真空玻璃支撑物的制作方法，本发明的目的之二是提供一种利用该方法制作的真空玻璃支撑物，本发明的目的之三是提供一种设置有该支撑物的真空玻璃。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种真空玻璃支撑物的制作方法，该方法包括：

步骤1），将玻璃材质的坯料制备成特定形状的玻璃微粒；

步骤2），将玻璃微粒置于含有氢氟酸的酸性溶液中；

步骤3），将玻璃微粒置于硝酸钾溶液中一起加热至400℃至480℃，或将玻璃微粒置于400℃至480℃的硝酸钾溶液中浸泡；

步骤4），取出玻璃微粒，支撑物制作完成。

进一步，所述玻璃微粒的形状为圆柱体型、径向截面为环形的空心圆柱体型、圆锥台型、“鼓”型或c型。

进一步，所述步骤1）中的玻璃微粒制备方法为：将实心玻璃棒料或径向截面为环形的空心玻璃棒料或径向截面为c型的玻璃棒料沿轴向按所需厚度切割而成。

进一步，所述步骤1）中的玻璃微粒制备方法为：将玻璃珠在其软化点温度附近挤压而成。

进一步，所述步骤1）中的玻璃微粒制备方法为：按照玻璃微粒所需形状，利用玻璃粉末通过3d打印机打印而成、在玻璃板材上切割而成或者在模具中注入玻璃液制备而成。

进一步，所述步骤2）中的酸性溶液，其质量组分为氢氟酸60%至90%、浓硫酸5%至20%、盐酸5%至20%。

进一步，所述步骤3）将玻璃微粒置于400℃至480℃的硝酸钾溶液中浸泡之前，将玻璃微粒预加热至200℃至500℃；

进一步，在所述步骤3）将玻璃微粒置于硝酸钾溶液中的时间为2.5小时至4小时。

一种真空玻璃支撑物，所述支撑物按照以下步骤制备而成：

步骤1），将玻璃材质的坯料制备成特定形状的玻璃微粒；

步骤2），将玻璃微粒置于含有氢氟酸的酸性溶液中；

步骤3），将玻璃微粒置于硝酸钾溶液中一起加热至400℃至480℃，或将玻璃微粒置于400℃至480℃的硝酸钾溶液中浸泡；

步骤4），取出玻璃微粒，支撑物制作完成。

进一步，所述支撑物的形状为圆柱体型、径向截面为环形的空心圆柱体型、圆锥台型、“鼓”型或c型。

进一步，所述支撑物的厚度为0.1mm至1.0mm。

进一步，所述支撑物的形状为圆柱体型、径向截面为环形的空心圆柱体型、圆锥台型时，其横向截面的外径范围为0.2mm至5mm。

一种真空玻璃，包括上玻璃基板、下玻璃基板、布置在上玻璃基板和下玻璃基板之间的支撑物、封边结构，所述支撑物为上述的任一支撑物。

进一步，所述支撑物以支撑单元形式支撑玻璃基板，每个支撑单元内的支撑物排列成三角形、矩形、菱形、圆形、正多边形或支撑物以玻璃基板几何中心为圆心呈同心圆排列。

进一步，所述支撑物以支撑单元形式支撑玻璃基板，每个支撑单元内的支撑物排列成一个正三角形，相邻的正三角形共用一个顶点。

进一步，所述支撑单元内正三角边长上相邻支撑物的间距取值范围是20～100mm。

进一步，所述真空玻璃的局部由不完整的所述支撑单元支撑，且靠近真空玻璃边部或/和抽气口周边的支撑物排列密度小于其他部位的排列密度。

发明中采用经过强化的高强度玻璃作为真空玻璃的支撑物，具有以下优点：

导热系数小，在真空层的真空度相同时，使真空玻璃产品具有更小的u值。

与玻璃基板的膨胀系数更为接近，在受到外部冷热冲击时，玻璃基板上的应力更小，有效保证了真空玻璃的使用寿命。

具有良好的透光性，表面平整光滑透亮。

可以适当增大支撑物的布放间距，减少支撑物的布放数量。由于上述玻璃微粒通过强化后，其抗压强度大大增强，作为真空玻璃的支撑物，其支撑物间距变为60*60mm，采用上述支撑物，按支撑物间距为60*60mm所制成的真空玻璃，其u值为0.38至0.45w/m²·k。

附图说明

图1为实心棒料切割示意图；

图2为空心棒料切割示意图；

图3为“鼓”型支撑物压制成型示意图；

图4为模具成型的示意图；

图5为板材切割成型的示意图；

图6为支撑物四种形状的示意图；

图7为支撑物在真空玻璃中第一种分布形式；

图8为支撑物在真空玻璃中第二种分布形式；

图9为支撑物在真空玻璃中第三种分布形式；

图10为没有抽气口的真空玻璃的断面示意图；

图11为带有抽气口的真空玻璃的断面示意图；

图中：1实心棒料、2支撑物、3空心棒料、4压头、5玻璃球、6模具、7模腔、8玻璃薄板、9封边结构、10支撑单元、11上玻璃基板、12下玻璃基板、13真空层、14抽气口。

具体实施方式

下面以结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

实施例1

如图1和图6所示为本发明真空玻璃支撑物的制作方法的第一种具体实施方式，在本实施例中支撑物2的材料选用普通浮法玻璃制成的实心棒料1，实心棒料1的外径为1mm，具体的方法包括：

步骤1），将实心棒料1沿轴向进行紫外激光切割，形成直径为1mm，厚度为0.5mm的圆形玻璃薄片作为支撑物2的胚料；

步骤2），按质量比为：氢佛酸90%、浓硫酸5%、盐酸5%的比例配置酸性抛光液，利用酸性抛光液对支撑物2坯料进行抛光处理，使其表面光滑且防止边角料进入真空腔内，将抛光后的支撑物2坯料装于不锈钢或铜漏网中，便于对支撑物2坯料的后续操作。由于在抛光过程中，氢氟酸消耗较快且氢氟酸具备挥发性，应当定期检测各酸液的比例，适当补充氢氟酸；

步骤3），将支撑物2坯料置于480℃硝酸钾溶液浸泡通过离子交换进行化学强化，强化时间为2.5h，或者将支撑物2坯料置于硝酸钾溶液中一起加热至480℃；

步骤4），将装有支撑物2坯料的漏网从熔融的硝酸钾溶液中取出，使支撑物2坯料在自然环境中缓慢冷却至常温，完成制作支撑物2。

实施例2

如图2和图6所示为本发明真空玻璃支撑物的制作方法的第二种具体实施方式，在本实施例中支撑物2的材料选用高强度浮法玻璃制成的空心棒料3，空心棒料3在其径向截面为环形，外径为0.8mm，内径为0.3mm，具体的制作方法为：

步骤1），将空心棒料3沿轴向进行紫外激光切割，形成外径为0.8mm，厚度为0.3mm的环形玻璃薄片作为支撑物2坯料；

步骤2），按质量比为：氢佛酸80%、浓硫酸10%、盐酸10%的比例配置酸性抛光液，利用酸性抛光液对支撑物2坯料进行抛光处理，使其表面光滑且防止边角料进入真空腔内，将抛光后的支撑物2坯料装于不锈钢或铜漏网中，便于对支撑物2坯料的后续操作。由于在抛光过程中，氢氟酸消耗较快且氢氟酸具备挥发性，应当定期检测各酸液的比例，适当补充氢氟酸；

步骤3），将支撑物2坯料置于440℃硝酸钾溶液浸泡通过离子交换进行化学强化，强化时间为3h，或者将支撑物2坯料置于硝酸钾溶液中一起加热至440℃；

步骤4），将装有支撑物2坯料的漏网从熔融的硝酸钾溶液中取出，使支撑物2坯料在自然环境中缓慢冷却至常温，完成制作支撑物2。

制作后的支撑物2形状为圆柱体型，当然也可以是径向截面为环形的空心圆柱体型、圆锥台型或“鼓”型或c型，其厚度为0.1至1.0mm，当支撑物2的形状为圆柱体型、径向截面为环形的空心圆柱体型、圆锥台型时，其横向截面的外径范围为0.2mm至5mm。

实施例3

如图3和图6所示为本发明真空玻璃支撑物的制作方法的第三种具体实施方式，在本实施例中支撑物的材料选用高强度浮法玻璃制成的玻璃球5，玻璃球5的直径为0.5至2mm，具体的制作方法为：

步骤1），将玻璃球5加热至其软化温度范围内，利用上下两个压头4对玻璃球5施压，形成“鼓”型的支撑物2坯料，“鼓”型的支撑物2坯料上下端面的外径为0.5至1mm，支撑物的厚度在0.2至0.5mm；

步骤2），按质量比为：氢佛酸80%、浓硫酸10%、盐酸10%的比例配置酸性抛光液，利用酸性抛光液对支撑物2坯料进行抛光处理，使其表面光滑且防止边角料进入真空腔内，将抛光后的支撑物2坯料装于不锈钢或铜漏网中，便于对支撑物的后续操作。由于在抛光过程中，氢氟酸消耗较快且氢氟酸具备挥发性，应当定期检测各酸液的比例，适当补充氢氟酸；

步骤3），将支撑物2坯料置于400℃的强化液中进行化学强化，强化时间为4h，或者将支撑物2坯料置于硝酸钾溶液中一起加热至400℃；

步骤4），将装有支撑物2坯料的漏网从熔融的硝酸钾溶液中取出，使支撑物2坯料在自然环境中缓慢冷却至常温，完成制作支撑物2。

实施例4

如图4和图6所示为本发明真空玻璃支撑物的制作方法的第四种具体实施方式，与实施例1相比，区别在于：采用模具6来制备支撑物2坯料，模具6上设置有若干个模腔7，模腔7为圆锥台型，支撑物的厚度在0.2至0.5mm之间，其上下端面的外径在0.5至1mm之间。

实施例5

如图5和图6所示本发明真空玻璃支撑物的制作方法的第五种具体实施方式，与实施例1相比，区别在于：制备一个厚度在0.2至0.5mm之间的玻璃薄板8，利用紫光激光对玻璃薄板8进行切割，从玻璃薄板8上切割出若干个直径在0.5至1mm的圆形玻璃片作为支撑物2。

当然，支撑物2还可以通过3d打印机打印而成。

图6为按照上述实施例1至5制作出来的撑物。

实施例6

如图7、图8、图9和图10所示的真空玻璃，包括上玻璃基板11、下玻璃基板12、布置在上玻璃基板11和下玻璃基板12之间的支撑物2、封边结构9，选用上述实施例中制作的支撑物2。上玻璃基板11和下玻璃基板12中至少一片玻璃基板为低辐射镀膜玻璃。上玻璃基板11和/或下玻璃基板12其中一面的周边区域烧结有金属化层。支撑物2以支撑单元10形式支撑玻璃基板，每个支撑单元10内的支撑物2排列成三角形（参考图7）、正六边形（参考图8）、矩形、菱形、圆形、正多边形或支撑物以玻璃基板几何中心为圆心呈同心圆排列（参考图9）。支撑物2以支撑单元形式支撑玻璃基板。当支撑物2排列成正六边形时，每个支撑单元内的支撑物排列成一个正六边形，横向相邻的六边形共用一个顶点，纵向相邻的六边形共用一条边。支撑单元10内六边形边长上相邻支撑物的间距取值范围是25mm至60mm。真空玻璃的局部由不完整的支撑单元10支撑，且靠近真空玻璃边部的支撑物2排列密度小于等于其他部位的排列密度。

实施例7

如图11所示的真空玻璃与实施例6的结构基本相同，不同之处在于，上玻璃基板11上开设有抽气孔14。真空玻璃抽气口14周边的支撑物排列密度小于等于其他部位的排列密度。

以上结合附图仅描述了本申请的几个优选实施例，但本申请不限于此，凡是本领域普通技术人员在不脱离本申请的精神下，做出的任何改进和/或变形，均属于本申请的保护范围。