淺談惰性氣體在中空玻璃中的應用

李瑾萱

（湖南省長沙市長郡中學，長沙 410002）

淺談惰性氣體在中空玻璃中的應用

李瑾萱

（湖南省長沙市長郡中學，長沙 410002）

惰性氣體通常情況下是指元素周期表上的18族元素。隨著時代的發展，科學家們相繼合成了惰性氣體，并最終實現了惰性氣體的應用。中空玻璃就是惰性氣體應用的一個經典范例，填充了氬氣的中空玻璃不僅成本低廉，而且具有高水平的節能效果，所以迅速成為了市場的熱門，具有廣闊的發展前景。

惰性氣體；中空玻璃；應用

1　惰性氣體研究的發展

自然狀態下擁有的惰性氣體包含氦、氖等6種惰性氣體。在我們所呼吸的空氣中就有這樣的惰性氣體，而最主要的就是氬氣，它不僅無色、無味，而且微溶于水。由于惰性氣體都是通過單原子組成的，所以熔點和沸點都是相對較低的。在惰性氣體被發現的初期階段，沒有人能夠通過其他物質來合成這些氣體，所以在當時，這些惰性氣體也被稱為是氣體化學的禁區。但是隨著人類的發展，科學的進步，人類在禁區中逐步探索，也就找到了打開禁區的鑰匙。在1962年，英國化學家巴特利特宣布成功合成了氙，這也就意味著，惰性氣體對于人類來說將不再是一個未解的難題。隨著時代的發展，科學家們通過不懈的努力又相繼合成了其他惰性氣體，并最終實現了惰性氣體的應用。

2　惰性氣體在中空玻璃中的應用

中空玻璃是1865年由美國人發明的，不同于我們通常意義上的玻璃，它將惰性氣體充入到特制玻璃中，再使用高強度、高氣密性的復合黏結劑使這些惰性氣體不發生外泄，從而形成一種無論是隔熱還是隔音都遠遠超過普通雙層玻璃的美觀實用性玻璃，這種玻璃就是后來的中空玻璃。這種玻璃自從研制以來就受到世界各國的認可，憑借著其優越的性能，形成了一個非常巨大的市場空間，而且被應用到各種領域。

在中空玻璃最初被研制出來的時候，并沒有如此多的特性，而且它被研制出來的目的很單純，并不是為了節能，只是為了不用清洗玻璃內側。這個理由在現在看來也許會覺得非常不可思議，但是在那個時代，單單是這個想法就已經突破了我們既有的社會規則的束縛。但是當人們開始設置這些玻璃的時候，新的狀況也就隨之出現了，那就是將兩片玻璃密封起來之后，會發現玻璃之間存在的水冷凝無法去除，這就意味著我們還需要一種能夠去除水的干燥劑。而后期密封性能的改善不僅將水排除在外，同時也為其他氣體的進入留下了非常廣闊的空間，所以美國人就開始研究是否能夠用一些特殊的氣體來填充雙層玻璃內的巨大空間。惰性氣體的發現讓美國人有了更大的技術突破，進而以惰性氣體作為填充物的中空玻璃也就隨之誕生了。但是自然生態中的惰性氣體有許多種，不同的惰性氣體對于中空玻璃性能的影響也不盡相同，目前常用的惰性氣體主要有氬、氪、氙。由于他們具有性能穩定的氣體特性，而且在空氣導熱性能上也比較小，所以用它們來進行中空玻璃的制取是非常合適的。特別是氬氣在空氣中有1%的含量，作為經濟實惠的中空玻璃填充氣體，在市場上也是最為常見的。

在中空玻璃的諸多特性中，保溫特性是最主要的特性之一，而惰性氣體恰恰是這一特性最主要的因素，所以如果增加空氣層，就必然會使整個窗戶的熱阻值

3　惰性氣體在中空玻璃行業的發展前景

在中空玻璃最初走向市場的時候，其賣點就是節能，但是隨著在生活中的大量應用，人們發現在玻璃附近的人會感覺到十分舒服，這是由于玻璃表面具有相當高的溫度所造成的。而伴隨著科學家的深入研究，惰性氣體開始應用于中空玻璃的研制，再加上常用的氬氣本身又具有低廉的成本和高水平的節能效果，所以填充惰性氣體的中空玻璃迅速成為了市場的熱門，并成為人們生活家居中必不可少的建材。特別是對于現代人來講，在保證生活基本水平的前提下，人們開始對生活質量有了更高的追求，也就導致中空玻璃的市場需求越來越大，人們對中空玻璃的期望也就越來越多樣化。在這樣的情況下，我們應當看到中空玻璃未來的發展空間，在未來的發展過程中，我們所有的需求與渴望都會對中空玻璃的發展產生巨大的影響。所以從發展的角度上來說，惰性氣體在中空玻璃中的應用具有非常廣闊的發展空間。

［1］ 高淑蘭，嵇書偉，王鐵華.淺析中空玻璃惰性氣體泄露的原因及解決方案［J］.玻璃，2008，（12）：96.

［2］ 文忠.中空玻璃質量優劣鑒別基本方法及質量控制途徑［J］.中國建筑金屬結構，2009，（05）：75.

On the Application of Inert Gas in Hollow Glass

LI Jin-xuan
（Changsha Changjun Middle School ofHunan,Changsha 410002,China）

Inert gases typically refer to 18 elements on the periodic table.With the development of the times,scientists have synthesized inert gases in succession，and ultimately achieve the use of inert gases.Hollowglass is a classic example of the application of the inert gas，insulating glass filled with argon gas is not only inexpensive，but also has a high level of energy saving effect，it quickly became popular in the market，and has broad prospects for development.

Inert gas；Hollowglass；Application

TD712

A

1674-8646（2015）12-0146-02

2015-08-24增加。而提到中空玻璃的熱阻值，一般來說正常家用玻璃的內含空氣與中空玻璃的最佳距離是12～18mm，而當空氣層小于最低標準12mm的時候，就意味著整個玻璃的熱傳導會迅速增加。當空氣層高于最高標準18mm的時候，在玻璃內部又會出現空氣對流層，這種空氣對流層將會嚴重影響到家居的節能。所以說對于中空玻璃而言，只有適宜的玻璃距離才能夠保證中空玻璃發揮其最大效用。在中空玻璃中填充惰性氣體之所以能夠起到明顯的防護作用，原因就在于惰性氣體所具有的傳導性比空氣本身低。而且就熱效能來講，惰性氣體在相同的外界環境下，所需要的空氣層只是正常空氣的1/3，這對于中空玻璃來說更容易發揮其效能。中空玻璃的保溫是空氣層內的氣體起作用，因此增加空氣層的厚度可以提高整窗的熱阻值。例如，同樣是中空玻璃，1/2英寸的空氣層的熱阻值比1/4英寸的熱阻值要高，但是提高空氣層厚度的效果卻是有一定局限的。