除霜_隔热镀膜玻璃的性能设计及评价试验规范

第9卷第3期2003年09月真空与低温VACUUM隔热性能设计试验规范中图分类号TK5132TB43文献标识码A文章编号10062708620030320157203TESTSPECIFICATIONFORPERFORMANCEDESIGNANDEVALUATIONOFGLASSCOATEDWITHDEFROSTINGANDHEATINSULATINGFILMCHANGTIANHAISCHOOLOFELECTRONICHEAT2INSULATINGPERFORMANCEDESIGNTESTSPECIFICATION1引言一方面,目前的汽车前后挡风玻璃除霜大多采用热风电扇吹烘法和薄膜金属丝通电加热法,这2种方法的加热效率都偏低,尤其是在北方寒冷地区,除霜效果不理想并且热风电扇吹烘法易形成雾气,影响视线薄膜金属丝通电加热法影响汽车的外观。另一方面,普通的汽车挡风玻璃几乎对整个太阳光谱都具有超过80的透过率,即其没有隔热效果,这给炎热地区的汽车驾乘带来许多问题。沃尔沃汽车公司的试验证实在炎热的环境下驾驶车辆,司机的反应时间下降22,交通事故发生率会增加50。目前市场上流行的“太阳膜”具有一定的隔热效果,但它也存在一些缺点,如易出现气泡、老化等,其中最大的缺点是可见光透过率太低大多低于50,易引起交通事故。国家标准局颁布的汽车用安全玻璃规定前挡风玻璃的透光度须达到70以上1。也就是说,从法规上讲,不容许在汽车前挡风玻璃表面上贴太阳膜。为了解决上述2个问题,本文作者开发研制了一种除霜、隔热镀膜玻璃2,3,它是利用低电压磁控溅射工艺在透明浮法玻璃或钢化玻璃表面上沉积一层氧化铟锡INDIUMTINOXIDE,ITO薄膜而制成。模拟试验表明普通的汽车若装上这种玻璃,在13的寒冷环境下,通24V直流电不结霜在炎热的夏季,驾驶室里的温度可降低310同时,前挡风玻璃透光度远超过70。显然,要想将除霜、隔热镀膜玻璃真正实用于汽车领域,除了继续改进其除霜、隔热功能外,同时应满足收稿日期2003205226作者简介常天海1964,男,河南省罗山县人,副教授,从事薄膜及光电子技术研究。158真空与低温第9卷第3期汽车用安全玻璃标准规定的各项性能要求,必须适应全天候使用环境。为此,在研制过程中不断修改性能设计方案,反复进行模拟试验,以求该产品性能最佳化、实用化。本文将介绍其主要的的性能设计及评价试验规范。2除霜、隔热镀膜玻璃的性能设计21外观要求距四周边缘10MM以外的区域皆为外观品质保护区域,在该区域内不容许有裂纹、崩边及明显划痕目视时膜层色彩应均匀,无明显色差外观品质保护区域内不容许有手纹暗印及直径大于05MM的点状缺陷气泡、夹杂物、针孔等。22光电性能除霜、隔热镀膜玻璃的主要光学、电学性能指标应达到可见光550NM透过率高于73红外25M反射率高于70紫外隔断率高于95表面方阻小于208。23除霜性能对于宽度为45CM的汽车挡风玻璃,当其热面环境温度为1030、冷面环境温度为13、环境湿度为5080时,在其宽度方向通24V直流电可使玻璃表面不结霜。24隔热性能在炎热的夏季,与相同规格尺寸的普通汽车挡风玻璃未经过任何性能改进处理相比,除霜、隔热镀膜汽车挡风玻璃可降温3以上。25环境适应性能要求除霜、隔热镀膜汽车挡风玻璃完全适用于全天候的自然环境,在一定的磨损、潮湿、高低温度交变、酸碱腐蚀等工况下,其光电性能、除霜性能、隔热性能保持不变,且外观也应无明显变化。3除霜、隔热镀膜玻璃的性能评价试验规范31外观检查将除霜、隔热镀膜汽车挡风玻璃产品以80角斜靠在支撑体上,人距离产品35M,在阳光照射下,目视产品全表面,检查膜层色彩均匀性,并在近处目视检查手纹暗印、裂纹、崩边、划痕及点状缺陷等。32光电性能指标检测可见光透过率和紫外隔断率用LAMBDA9型紫外可见近红外分光光度计或其同类仪器测定,红外反射率用FT2IR1600型红外光谱仪或其同类仪器测定,表面方阻用SZ82型数字式四探针测试仪或其同类仪器测定。33除霜性能试验本试验须按下述程序进行。1在温度为1030、湿度为5080的环境中,放置一台上盖板面积超过1500MM550MM的冰柜,在其制冷室中放置1台长城牌FTI7240型或类似结构电风扇,电风扇的吹风方向向上2用厚30MM的聚氨酯泡沫板作一块冰柜上盖板,在其正中部位开一尺寸为1300MM300MM的孔,用尺寸为1500MM450MM的除霜、隔热镀膜玻璃样品覆盖该孔,膜层向上。在玻璃样品的短边接直流电源,在冰柜制冷室中,距离玻璃样品下表面10MM处放置温度仪的控温探头3开启冰柜,预运行4H,同时观察制冷温度和玻璃样品表面结霜情况4将电风扇置于强风档,通过外接的交流调压器控制吹向玻璃样品下表面的风速,将制冷温度控制于13左右5用纱布擦除玻璃样品上表面已结的霜层,然后等待10MIN或更长的时间以让玻璃样品上表面结满霜层6启动直流电源,对玻璃样品通24V直流电压,进行加热除霜,持续时间至少60MIN。观察、记录除霜情况,要求10MIN后,除霜面积占玻璃样品总面积的50,30MIN后除霜面积占玻璃样常天海除霜、隔热镀膜玻璃的性能设计及评价试验规范159品总面积的80,60MIN后,玻璃样品表面基本不结霜。34隔热性能试验本试验须按下述程序进行。1首先要准备好2只尺寸为1500MM450MM200MM的木盒壁厚至少为20MM、其尺寸为1500MM450MM5MM的除霜、隔热镀膜玻璃及普通玻璃样品各1块、2只相同牌号的温度计2在室内将2只温度计分别置于2个木盒的底部,其放置相同以尽量消除系统误差,同时读取2只温度计的示值应完全相同,并将此示值作为隔热试验的起始数据3用除霜、隔热镀膜玻璃覆盖1只木盒,膜面朝下用普通玻璃样品覆盖另1只木盒在当地炎热夏季中的任意一晴日,将2只木盒拿出室外,置于太阳光直射之下4任取一合适时刻作为起始时间,每隔5MIN,读取2只温度计的示值,比较其温度差异。整个过程应持续至少60MIN5在不同的日子和同一日子的不同时段9001100、12001400、15001700,重复14程序并记录。35耐湿性能试验试验必须在调温调湿箱中进行,条件湿度为952RH,温度为502,时间为24H样品尺寸为40MM40MM5MM。目测试验前后除霜、隔热镀膜玻璃样品的外观变化,并用32节所规定的仪器检测试验前后其光、电性能变化。36耐磨损性能试验用饱浸11乙醇丙酮混合溶液的脱脂棉团以圆周运动方式在除霜、隔热镀膜玻璃样品的膜面擦拭300圈,再用蘸乙醇的纱布清洗干净样品尺寸为40MM40MM5MM。目测试验前后除霜、隔热镀膜玻璃样品的外观变化,并用32节所规定的仪器检测试验前后其光、电性能变化。37耐冷热交变性能试验试验须在调温调湿箱中进行,条件为952RH,温度302902,100个循环周期,在两极端温度分别保持至少5MIN样品尺寸为40MM40MM5MM。目测试验前后除霜、隔热镀膜玻璃样品的外观变化,并用32节所规定的仪器检测试验前后其光、电性能变化。38耐酸性能试验在一至少300ML玻璃烧杯中装满浓度为6的HCL溶液,将尺寸为40MM40MM5MM的样品浸入其中24H。目测试验前后除霜、隔热镀膜玻璃样品的外观变化,并用32节所规定的仪器检测试验前后其光、电性能变化。39耐碱性能试验本试验须按下述程序进行。1依次将200G水和20GNAOH倒入300ML的玻璃烧杯,配制成浓度为10的NAOH溶液2将装有NAOH溶液的烧杯放在电炉上加热,同时用玻璃棒轻轻搅拌溶液至NAOH全部溶解并测试溶液温度,通过交流调压器控制加热功率使溶液保持在6053将尺寸为40MM40MM5MM的除霜、隔热镀膜玻璃样品浸入其中24H,然后取出试样,用自来水冲洗干净。目测试验前后除霜、隔热镀膜玻璃样品的外观变化,并用32节所规定的仪器检测试验前后其光、电性能变化。4结论本规范是基于多年的除霜、隔热镀膜玻璃的研制开发基础,其间经历了多次修改和完善。主要参考了1988年国家标准局发布的国家标准汽车用安全玻璃、上海市标准计量局1990年发布的上海市企业标准镀膜装潢玻璃以及多家企业关于ITO导电玻璃产品的企业标准。但不可否认的是,本文作者的评价试验下转第174页174真空与低温第9卷第3期JSOLARENERGY,2001,7163653762MARIANATALIARDIMAANO,TAKAYUKIWATANABETHECAPRIC2LAURICACIDANDPENTADECANECOMBINATIONASPHASECHANGEMATERIALFORCOOLINGAPPLICATIONSJAPPLIEDTHERMALENGINEERING,2002,223653773HIDEOINABA,KENJISATOLATENTCOLDHEATENERGYSTORAGECHARACTERISTICSBYMEANSOFDIRECT2CONTACT2FREEAINGBETWEENOILDROPLETSANDCOLDWATERSOLUTIONJINTERNATIONALJOURNALOFHEATMASSTRANSFER,1997,4013318932004赵镇南,吴挺,时雨荃,等相变乳浆液的流变和传热性能研究J工程热物理学报,2001,2255895925HUXIANXU,ZHANGYINPINGNOVELINSIGHTANDNUMERICALANALYSISOFCONVECTIVEHEATTRANSFERENHANCEMENTWITHMICROENCAPSULATEDPHASECHANGEMATERIALSLUMESLAMINARFLOWINACIRCULARTUBEWITHCONSTANTHEATFLOWJINTERATIONALJOURNALOFHEATMASSTRANSFER,2002,45316331726姜勇,丁恩勇,黎国康一种新型的相变储能功能高分子材料J高分子材料科学与工程,2001,1731731757徐伟亮水合乙酸钠相变蓄热研究J科学通报,1999,1542882918陈传福,习复,潘增福,等一种新型贮能材料的研制及其应用前景J中国空间科学技术,1995,531369FELDMAND,SHAPIROMM,BANUD,ETALFATTYACIDSANDTHEIRMIXTURESASPHASECHANGEMATERIALSFORTHERMALENERGYSTORAGEJSOLARENERGYMAT,1989,1820121610CANTORSAPPLICATIONOFDSCTOTHESTUDYOFTHERMALENERGYSTORAGAJTHERMOACTA,1978,2663946上接第133页39陈旭,张启亮,刘庆,等正压漏孔漏率校准装置的研制第十届全国质谱分析和检漏会议文集C江苏无锡中国真空学会质谱与检漏专业委员会,20012840张涤新,李得天,张建军,等正压漏孔校准装置J真空科学与技术,2001,15541WAELCHLIU,STOECKLIAL,RAPPF,ETALFUNDAMENTALLEAKCALIBRATIONSYSTEMFORGASLEAKSWITHADEFINEDPRESSUREDIFFERENCEOVERTHELEAKELEMENTJJVACSCITECHNOLA,1996,1431247上接第159页具有局限性,尤其是耐湿、磨损、冷热交