高通量低温玻璃制作



Title: https://science.sciencemag.org/content/372/6538/182/tab-pdf

Author: Markus Mader, Oliver Schlatter, Barbara Heck, Andreas Warmbold, Alex Dorn, Hans Zappe,Patrick Risch, Dorothea Helmer, Frederik Kotz, Bastian E. Rapp

Journal: Science 09 Apr 2021: Vol. 372, Issue 6538, pp. 182-186 DOI: 10.1126/science.abf1537


玻璃是人类最早开始使用的材料之一,从灯泡到光纤再到显示器和触摸屏,生活中处处都有它的身影。 透明玻璃器件是由熔融或软化的二氧化硅/石英通过漂浮,拉伸,吹塑,浇铸或吹塑成所需的形状。 由于二氧化硅的熔点很高,因此玻璃的生产需要较高的生产温度(接近2000°C),很大程度上拖慢了生产速度限制了复杂柏林器件的生产。 新一代的低温加工技术旨在延续这一重要趋势,并使更广泛的玻璃组件批量生产成为可能。 Mader 等人近期在Science上发表了一种创新的低温玻璃加工工艺:将含有PVB/PEG支撑物的二氧化硅复合材料通过低温注塑成型预制成所需的形状; 接下来,将预制型坯干燥并去除用于粘合颗粒的有机支撑物;最后,在低于玻璃熔点的温度(~1300度)烧结形成透明的熔融石英玻璃。

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该方法制备的玻璃,透光性能比肩甚至优于传统方法制备的玻璃。同时,由于在凝结成玻璃的温度低于玻璃的熔点,并不会破会预制的形状,因此该方法可以用于制作复杂的玻璃器件,如微流电解槽,齿轮等。

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可以预见的是,这种低温玻璃制作工艺会很大程度上改变现有行业,突破目前光学器件,复杂玻璃试验器件制作的瓶颈,带来一轮产业“革命”。