摘要:汽车玻璃的安全性能是非常重要的。且不说如果安全性能低则它对乘员身体的危险程度,就是对汽车本身,如果档风玻璃出现裂纹或者有明显疵点,就好像人脸破相一样,严重损害整车的外观形象。因此,汽车挡风玻璃的安全性要求要十分高。随着汽车玻璃技术的发展,新挡风玻璃技术也陆续出现。
关键词:夹层玻璃 智能玻璃
前言:汽车上的玻璃是必不可少的,它有挡风遮雨以及遮阳等作用,当然提供全方位的良好视线也是其作用之一。汽车在中国进入私家领域是近几年的事情,多数车主和准车主都还不是很了解汽车玻璃的知识,其实这个简单的汽车零件也有很多深奥的地方,对它多了解一些对日后的行车生活是很有帮助的。
一. 普通汽车玻璃的材料介绍:
一般的玻璃是不会使用在汽车上的,即便是侧面风窗的玻璃也必须采用钢化玻璃,它的好处是表面受压,内层则受拉机械性能很高,其弯曲程度、冲击程度、热稳定性等都大大高于普通玻璃。侧面的风窗玻璃发生破碎后碎块不会产生尖角,用手触摸也不会有划伤的危险。普通汽车的挡风玻璃通常采用夹层玻璃,即在两层玻璃之间夹上一层塑料薄膜,在发生正面碰撞后挡风玻璃不会破碎,只会产生局部裂痕,整块玻璃维持完整,以提供相对良好的视野让汽车可以继续驾驶以及减少对人体的伤害。有的进口汽车的挡风玻璃技术含量更高,中间的薄膜很厚,有一定的弹性,可以吸收一部分冲击能量,可以尽量地避免对面部的毁容或失明,这种挡风玻璃叫做高穿透抗力(HPR)夹层玻璃。
一般的汽车玻璃采用硅玻璃,其中主要成份氧化硅含量超过70%,其余由氧化钠、氧化钙、镁等组成,通过浮法工艺制成。在制作过程中,材料加热到1500℃温度时熔化,溶液通过1300℃左右的精练区时浇注到悬浮槽(液态锡)上,冷却到600℃左右,在此阶段形成质量特别好的平行的两面平面体(上面是溶液平面,下面是液态锡平面),再通过冷却区域后形成玻璃并被切割成规定的尺寸。然后玻璃进一步加工成钢化玻璃(TSG)或夹层玻璃(LSG)。
加工完毕的成产品汽车玻璃,从外观上看应没有明显的气泡和划痕。为了保证汽车玻璃质量,行业将汽车玻璃按照工艺加工分成A类与B类夹层玻璃、区域钢化玻璃和钢化玻璃四类,其中A类夹层玻璃安全性能最高。国家标准规定,前档风玻璃必须要使用A类夹层玻璃、B类夹层玻璃或区域钢化玻璃,它们在认证标志中的代号分别是LA、LB、Z,认证标志采用丝网印刷、喷砂等工艺永久标识在玻璃的下边角位置,钢化玻璃的代号是T,只能用于除前档风玻璃以外的位置,而有LA、LB、Z标志玻璃可以应用在汽车所有玻璃位置上。
随着汽车玻璃技术的发展,新挡风玻璃技术也陆续出现。例如能减少阳光对轿车车厢内的影响,提高舒适性的水平。目前广泛使用的“绿色玻璃”就是采用反射涂层工艺或改善玻璃的成分,只让阳光中的可见光进入车厢内,挡住紫外线和红外线。目前有一种反红外线辐射银膜玻璃,在多片夹层玻璃中加入镀银薄膜,其红外线反射率为48%。当阳光通过这种看似普通的玻璃时,光和热会减少23%。这种玻璃实际上还起到隔热节能作用,可相对减少空调能量损失。另外,在北方寒冷地区的汽车挡风玻璃容易雾化结冰,一种可加温的汽车玻璃可解决这一问题。这种玻璃将极细小的几乎看不见的电热丝做成波状放在夹层玻璃中的塑料粘膜上,通过电阻器与电路联接。车窗加热丝具有一定的加热范围,热功率可达到3-5瓦/平方厘米,起到防霜、防雾化、防结冰的作用。
二. 特殊夹层玻璃:
夹层玻璃(又称高抗穿透性夹层玻璃)夹层玻璃共有三层,两层玻璃夹着厚度为0.76mm的中间层,总厚度为338mm。夹层玻璃中间膜的材料通常采用性能较好的聚乙烯醇丁醛PVB。夹层玻璃具有很高的强度、韧性,而且抗碰撞能力、安全性好、透明度高。一旦破碎,内外两层玻璃的碎片仍能粘结在PVB膜片上。膜片具有较大的韧性,在承受撞击时会拱起从而吸收一部分撞击能量,具有一定缓冲作用,其高速冲击强度要高于钢化玻璃。现场调查记录也表明钢化玻璃与夹层玻璃相比具有更高的伤亡率,其碎片扎伤眼睛的比率也较高。
这种玻璃除具有夹层玻璃的功能外,还有特殊的功能。(1) 防弹玻璃。它是在夹层玻璃中夹一层非常结实而透明的化学薄膜。这不仅能有效地防止枪弹射击,而且还具有抗浪涌冲击、抗爆、抗震和撞击后也不出现裂纹等性能。(2) 电热玻璃。在两层玻璃与PVB薄膜结合时,中间夹入极细的钨丝,通电后钨丝热,可将玻璃表面的水分蒸发。这种玻璃主要用于冬天防止风挡玻璃上结冰、结霜及阴雨潮湿地区结雾。(3) 天线夹层玻璃。在玻璃夹层中夹有很细的康铜丝,用以代替拉杆天线,即可避免天线杆拉进拉出的麻烦,又不致发生腐蚀。一般在前风挡玻璃上。(4) 遮阳夹层玻璃。在前风挡玻璃上方夹层上一层彩色膜片,由深而浅,在某种程度上起遮阳作用。(5) 隔热夹层玻璃。在两夹层玻璃间夹有尼龙热线反射薄膜,它可以让太阳的可见光透入,而对于近红外光谱热线都能大部分反射回去,从而降低车内的温度。
1.防盗玻璃
防盗玻璃由多片不同厚度的透明浮法玻璃和多片PVB胶片科学地组合而成,为了增强玻璃的防盗性能,玻璃的厚度和PVB的厚度均增加了。由于玻璃和PVB胶片粘合得非常牢固,几乎成为一个整体,且因玻璃具有较高的硬度而PVB胶片具有良好的韧性,当子弹接触到玻璃后,它们的冲击能量被削弱到很低的程度乃至为零,所以不能穿透。同样,金属的撞击也只能将玻璃击碎而不能穿透,因此起到防盗的效果。各单片玻璃的厚度和成品玻璃的总厚度视其使用场所而定。防盗玻璃可用作军事防御、银行柜台的护卫玻璃、珠宝玉器、金银手饰等贵重物品展示柜以及其他特定的工作、生活场所。
2.防弹玻璃
防弹材料的选用是防弹运钞车的核心技术之一。防弹运钞车采用的防弹材料分防弹钢板和防弹玻璃两部分。由于防弹钢板往往被隐蔽在车体的内饰之内,选择防弹钢板的标准相对简单一些,主要是防弹性能必须达到公安部《GA164专用运钞车防护技术条件》规定要求,即必须抵抗79式轻型冲锋枪钢芯弹(口径7.62毫米,弹速480-490米/秒)多发射击,对其它性能则没有过多要求。相对而言,选择防弹玻璃的标准就复杂得多,因为防弹玻璃不但保证运钞车的防护性能,还直接影响运钞车的外观和驾驶,由于防弹玻璃是改装部分中增重最大的部件之一,且所处位置是直接影响铰链变形的边窗和直接考验前桥承载的风挡,其重量至关重要。一辆同样底盘的防弹运钞车经不同改装厂改装后,其机动性能的优劣、返修率的高低、使用寿命的长短,很大程度上取决于防弹玻璃的选用。
运钞车防弹玻璃品种差异较大。同为抵御79式微型冲锋枪钢芯弹的多发射击,有的防弹玻璃需要23毫米厚,有的则只需要15毫米厚。二者之间并非质量优劣的区别,而是两种完全不同的产品。23毫米厚的防弹玻璃称为“全玻璃防弹玻璃”,其面密度为53公斤/平方米。这是一种由多层无机玻璃通过PVB胶片夹层而成的经济型防弹玻璃,早期防弹运钞车大都采用这种防弹玻璃,特点是制造成本低、价格低廉,缺点是笨重、防弹可靠性差,尤其低温下防弹能力大幅度下降。一些防弹运钞车在冬天检测时容易被打漏,多因于此(注:《GA164》和《GA165防弹复合玻璃标准》均未对防弹玻璃做出低温防弹性能的要求)。15毫米厚的防弹玻璃称为“PC板防弹玻璃”,面密度为33公斤/平方米,比全玻璃防弹玻璃减重1/3强。这是一种采用高强度聚碳酸酯板(简称PC板)和玻璃复合的轻质防弹玻璃,几乎具备了防弹运钞车需要的所有特点:防弹可靠性好、防暴能力特别强、低温弹性能稳定、厚度薄、面密度低。一辆防弹运钞车采用轻质PC板防弹玻璃后,可减重50-60公斤,至今在各运钞车检测中还没有被打漏的记录,其缺点是制造成本高、价格昂贵,因此推广阻力不小。但目前一些品牌意识较强的防弹运钞车生产厂已在采用这种防弹玻璃。
3.新型汽车玻璃——超吸热玻璃
太阳光主要由可见光、红外线和紫外线三部分组成。对于开车一族来说,红外线的直接影响就是会造成车内气温上升,增加车载空调使用量,增加油耗;而紫外线的照射则会加速车内织物褪色、塑料部件老化,并给皮肤带来伤害。因此,人们迫切希望有这样一种玻璃材料,它既能保持良好的透光性,又能尽量减少阳光热辐射和紫外线的透过,超吸热玻璃便由此应运而生。
超吸热玻璃,顾名思义就是与普通玻璃相比有着非同一般的吸热性能的玻璃产品,而且除了吸收热量以外,这种玻璃还能吸收阳光中大部分的紫外线。是什么魔力使得这种玻璃能够对光线具备了选择能力了呢?原来,科学研究表明物体中所含的不同金属离子可以调节其对不同波长光线的吸收能力。通过科研工作者们的不懈努力,终于找到了可以在不过分牺牲玻璃透光率的前提下,大幅度改善红外线及紫外线吸收性能的玻璃原料添加剂的配方,并将这一配方成功地运用于商业化生产。
4.控制雨刷玻璃
有一种玻璃可自动控制雨刷,因为这种玻璃具有雨点传感作用,其传感器可测出雨点,然后打开风挡玻璃上的雨刷,并根据雨量的大小变化,随时改变雨刷速度。其原理是:它向风挡玻璃发射一束红外光,温度能影响玻璃反射这道光束的能力,这一信息被装在驾驶员视镜后面的一个控制器收到,就能控制雨刷速度。憎水玻璃。这种憎水玻璃是在普通玻璃上涂了一层硅有机化合物薄膜,它不沾雨水,落到其上面的水滴形成圆珠自动滚落下去。因此,汽车前风挡玻璃采用这种玻璃,就可省去刮水器。
5.控制阳光的玻璃
这种玻璃可以在汽车所有车窗关闭和阳光直接暴晒情况下,使车内保持凉爽,因它能挡住多达84%的太阳能。
三.汽车玻璃发展趋势:
1.节能、安全的汽车玻璃
从发展趋势看,汽车上的玻璃面积在日益增大,由此使车内日照热增加,人们从环保节能角度对玻璃的隔热性能提出了更高要求。一般来说,标准无色的4mm厚玻璃只能挡住11%的太阳能。为防止太阳热量进入车内,必须降低玻璃透射率,提高玻璃吸收率和反射率。而单纯提高反射率会产生强烈的玻璃反光,这对行车不利。因此只能三者综合考虑。一种经发黑处理的称为“太阳光控制玻璃”能有效阻挡和吸收84%的太阳能,从而可节省车内制冷设备的能耗。另外,使用这种新型玻璃,不但可保持车内凉爽,不能保护车内纺织品和装饰品长久不褪色。北美1996年型车中,已有50%使用“太阳光控制玻璃”。2000年前,美国所有汽车都将采用这种新型玻璃。
为获取轻量化汽车的节能效果,汽车玻璃厂商正纷纷致力于薄型强化玻璃的研究。GIC已研制出3mm厚的强化风挡玻璃,以取代目前使用的4.3mm玻璃。拜尔(Bayer)公司正推出新型的聚碳酸酯板来取代汽车玻璃,这种板材只要封上一层8微米厚的半透明涂膜,就可防止表面划伤(只有玻璃一半)和抗碎裂。目前需做的努力是降低非玻璃材料的成本以及提高它的扭曲刚度。进一步提高汽车玻璃的安全性仍是玻璃厂商的主要研究方向。为提高玻璃的耐贯通性以及防止玻璃破裂时闲碎片引起的划伤,在车窗玻璃内侧表面粘帖塑料膜片的安全玻璃已进入实用阶段。一种与前风挡玻璃同样结实的防碰、防砸、隔噪声、隔热及挡紫外线辐射的新型安全侧窗玻璃已首次用于奥迪及BMW96年型轿车。
2.智能化的汽车玻璃
为提高轿车的舒适性,轿车的附加功能装置越来越多。这些新功能有许多是通过智能玻璃赋予的。
(1) 电热除霜玻璃 在汽车前挡风玻璃上涂上透明导电膜。当玻璃表面结冰时,只要一通电即可迅速使冰霜融化,以保证汽车正常行驶。
(2) 电热融雪玻璃 下雪时,汽车
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