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賓西法尼亞州立大學開發新型玻璃抗損能力提高10倍

時間:2023-07-07 12:02  來源:蓋世汽車  編輯:許一諾   閱讀量:7438   

蓋世汽車訊 在全球范圍內,每年玻璃制造業至少產生8600萬噸二氧化碳。一種新型玻璃有望減少一半的碳排放。據外媒報道,賓西法尼亞州立大學的研究人員開發了一種名為LionGlass的新型玻璃。比起標準的鈉鈣硅酸鹽玻璃(soda lime silicate glass),生產耗能明顯減少,并且更加抗損壞。

該項目首席研究員John Mauro表示:“這項研究旨在促進玻璃制造業實現長期可持續發展。LionGlass不使用含碳批料,并且玻璃熔點明顯降低?!?/p>

在日常生活中,鈉鈣硅酸鹽玻璃得到廣泛應用,如窗戶和玻璃餐具。這種玻璃由三種主要材料熔融制成,包括石英砂、純堿和石灰石。純堿是碳酸鈉,石灰石是碳酸鈣,二者在融化時均釋放二氧化碳。另外,將熔爐加熱至熔化玻璃所需的高溫,需要大量耗能,由此產生大部分CO 2排放。Mauro表示,生產LionGlass時,熔化溫度降低約300-400攝氏度,與傳統鈉鈣玻璃相比,可減少約30%的能耗。除了更具環保性,LionGlass還更加堅固。研究人員表示,這種以賓夕法尼亞州立大學吉祥物尼塔尼獅子(Nittany Lion)命名的新型玻璃,比傳統玻璃具有明顯更高的抗裂性。

這種玻璃的一些成分具有很強的抗裂性,即使在維氏金剛石壓頭的一公斤力載荷下,玻璃也不會破裂。LionGlass的抗裂性至少是標準鈉鈣玻璃的10倍,后者在約0.1公斤的載荷下會產生裂縫。研究人員表示,目前還未發現LionGlass的極限,因其已通過壓痕設備的最大載荷。研究人員Nick Clark表示:“研究人員一直增加LionGlass上的重量,直至達到設備允許的最大負荷。玻璃根本沒有破裂?!?/p>

在玻璃測試中,抗裂性是最重要的測試要素之一,因為這是材料最終失效的原因。Clark指出,隨著時間的推移,玻璃表面會產生微裂紋,由此成為薄弱點,最終導致一塊玻璃破裂。因此,防止玻璃形成微裂紋,具有重要意義。Mauro表示:“對玻璃來說,抗損性是一種特別重要的特性。想想汽車工業、電子工業、建筑和通信技術,在很多方面都取決于玻璃強度。”

Mauro認為,LionGlass的強度更高,由此制成的產品可能更輕。因為LionGlass的抗損能力是目前玻璃的10倍,可能薄得多。他表示:“減輕產品重量,更有益于環境,因為使用的原材料越少,生產耗能越少。另外,這也減少了運送玻璃所需的能源?!?/p>

目前,該團隊仍在評估LionGlass的潛力,并已為整個玻璃系列提交了專利申請。

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