分级纳米多孔层玻璃(HNL玻璃)
在玻璃表面具有纳米多孔质层,兼具低反射率和高透过性的化学强化玻璃。
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产品概述
NSG的层级纳米多孔层玻璃(以下简称HNL玻璃)是在化学强化用玻璃的表面,具有由数十纳米尺寸的网状空隙孔向玻璃内部逐渐变小的梯度结构,由厚度为数百纳米的富含氧化铝和二氧化硅成分构成的表面改性型多孔层玻璃。
由于纳米尺寸的梯度结构產生的折射率的缓慢变化,HNL玻璃兼具可见光的低反射率和高透过性,通过形成多孔层,还具备比传统化学强化玻璃更高的机械强度。
此外,HNL玻璃的表面表现出超亲水性,但通过利用空隙孔承载功能性纳米粒子等,有望拓展为新的功能性材料。(例如:通过涂上疏水剂,提高的疏水性能等。)
HNL玻璃的特点
可采用环保的弱碱性蚀刻处理的NSG的HNL玻璃具有以下特点:
・对可见光具有低反射率和高透过性
・机械强度比传统的化学强化玻璃更高
・由于纳米级的梯度结构,玻璃表面呈现亲水性
・利用空隙孔提高功能膜的性能
高透光性
直接形成在玻璃表面的分级纳米多孔结构,在多孔层与基材之间没有明显的界面。空隙的渐变结构带来了平缓的折射率变化,在可见光范围内呈现低反射率和高透过率。
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荧光灯的反射(反射性能)和透过性(左:未处理玻璃,右:HNL玻璃)
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HNL形成前后的玻璃厚度和光谱透过率
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SEM照片(截面照片)
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SEM照片(表面照片)
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发光计实验(无玻璃)
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发光计实验(未处理的玻璃)
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发光计实验(HNL玻璃)
破坏强度
通过在化学强化玻璃表面直接形成纳米多孔层,可以提高其相较于传统化学强化玻璃的破坏强度。
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未处理的化学强化玻璃与具有分级纳米多孔结构的化学强化玻璃的ROR强度比较。
ROR Strength Test_Chemically strengthened glass
ROR Strength Test_HNL glass after chemical strengthening
超亲水性
由于纳米级的梯度结构,玻璃表面表现出小于10度的低接触角(超亲水性)。
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显示超亲水性的接触角
利用空隙孔的功能膜的复合例(携带防水剂时)
通过在HNL玻璃的空隙孔中负载功能性膜(纳米粒子),有望开发出新的功能性材料。
例如,当负载疏水剂时,未处理玻璃的透过率会降低,但由于HNL玻璃的深层空隙孔未被疏水剂填充,所以透过率比未处理玻璃更高,且疏水性也增强。
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在未处理玻璃上喷涂市售疏水剂(Glaco)后的接触角
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HNL玻璃上喷涂市售疏水剂(Glaco)后的接触角
透过率的改善
NSG的HNL玻璃可以通过环保的弱碱性蚀刻进行处理。通过在可大量生产的廉价钠钙玻璃上,在短时间内形成分级纳米多孔层(HNL),可以显著改善透过率。
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光谱透过率(0.33mmt UFF)
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光谱透过率(0.7mmt UFF)
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光谱透过率(1.8mmt UFF)
多孔质层的界面
直接形成在玻璃表面的分级纳米多孔结构,在多孔质层与基材之间没有明显的界面。因此,由于孔隙的梯度结构,导致折射率的逐渐变化,在可见光区域呈现低反射率和高透过率。
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SEM照片(多孔质层)
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HNL玻璃的截面SEM照片和HNL下层的EDAX分析结果
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EDX照片(多孔质层)
防污效果
观察到附着的指纹痕迹随着时间的推移而变得模糊的现象。
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在未处理玻璃和HNL玻璃上指纹附着后半天的变化
用途实例
本技术的基本功能如下:
・可见光的宽带高透过性/低反射性
・亲水性
・防污功能
利用这些功能,正在考虑在显示领域、标牌领域、太阳能电池板、光出射部件等方面的应用。
另外,在利用多孔层的领域,如传感器等,也在探讨应用和用途的拓展。
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触摸面板
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太阳能电池板
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标牌领域
词汇表
阶层性、梯度性结构
这些术语指状态(结构)逐渐变化的结构。阶层性纳米多孔质层(HNL)是由数十纳米级的空隙孔形成的纳米多孔质结构,从玻璃表面侧向玻璃内部,孔隙大小逐渐减小。
HNL玻璃
Hierarchy Nanoporous Layer Glass 的缩写,即阶层性纳米多孔质层玻璃。
GNL Glass
Graded Nanoporous Layer Glass的缩写,即梯度纳米多孔层玻璃。
多孔质材料
由无数空隙孔组成的物质称为多孔质材料。各孔彼此独立的称为独立多孔质材料(独立气泡体),各孔相互连接的称为连续多孔质材料(连续气泡体)等。HNL玻璃是在玻璃表面形成由连续多孔质组成的层,并且这些个别空隙孔的尺寸从玻璃表层向玻璃内部逐渐减小,具有连续空隙层的玻璃。
化学强化
通过将玻璃浸入高温的熔融盐(KNO₃)中,交换玻璃中离子半径较小的钠离子和熔融盐中离子半径较大的钾离子,使玻璃表层形成压缩应力层的强化方法。
化学强化用玻璃
在成分中含有大量钠离子等的玻璃。已知的典型化学强化方法是,通过交换硝酸钾盐中的钾离子和玻璃中的钠离子,在玻璃表层形成压缩应力层(CS)。钠钙玻璃和铝硅酸盐玻璃等玻璃类型被用作化学强化用玻璃。
离子交换
指玻璃中的离子和熔融盐中的离子的交换(移动)。
CS:Compressive stress(表面壓宿應力)
代表玻璃表面壓縮應力的強弱數值。數值越大,越能抵抗因破損所產生的微缺口擴展。
DOL:Depth of Layer(化學強化層深度)
由化學強化所產生的離子交換令表面形成的交換層深度數值。
中央拉伸应力(CT)
在化学强化玻璃中,玻璃表面形成压缩应力层,玻璃内部产生与该压缩应力平衡的拉伸应力(中心张力)。
弱碱性
表示水溶液的性质,弱碱(碱)性是指pH超过8且不高于11的液体。碱性(或酸性)越强,玻璃的腐蚀能力越高。
蚀刻法
利用酸、碱、离子等的腐蚀性,对金属、玻璃、半导体等表面进行加工的技术。
ROR(Ring On Ring)试验
评估强化玻璃表面强度的方法之一,在大直径环和小直径环之间夹住玻璃并施加压力的破坏评估方法。
亲水性
在水滴接触角小于10°的表面,玻璃表面上的水滴会在平面内展开。
疏水性
在水滴接触角为90°以上的表面上,玻璃表面的水滴容易滚动。
研磨
使用氧化铈粒子,用聚氨酯或绒面革垫对玻璃表面进行抛光的工序。
担载
指在纳米多孔质层的空隙孔中留存纳米微粒等,根据所担载的粒子,会显现新的功能。
可见光透过率
表示可见光线(人眼可见的光:380nm~780nm)的光,相对于入射光,有多少透过玻璃的比例的数值。
HAZE
表示透明物质的浑浊程度或光的散射程度的指标,用除去平行成分的散射透过率(DIF)与包含平行成分P.T和所有散射成分的全光线透过率(T.T)的比率来表示。
常见问题
可提供樣品嗎?
可以。查詢時請提供尺寸・厚度及規格要求等資訊。
随时咨询可以在我们自己的玻璃上形成吗?
虽然根据玻璃的组成,形成的难易度会有所不同,但如果您提供,我们可以进行評估。
随时咨询產品尺寸?
目前,最大尺寸为300mm x 300mm。
从技术上讲,可以對應更大的尺寸。
玻璃的厚度可以支持到什么程度?
在形成技术上没有特别限制,但我们建議厚度在2毫米以下的玻璃。
厚度是如何测量的?
由于是梯度膜,没有界面,使用光学测量设备较为困难,所以我们目前通过SEM图像进行观察。
我们也在考虑通过透过率数据来推算厚度。
折射率是多少?
由于是梯度膜,折射率会随着深度而逐渐变化。
可以通过玻璃基材和空气的折射率平均值来获得近似值。
可施加各種鍍膜?
可在HNP glass上鍍膜。詳細請查詢。
随时咨询價格、交期?
詳細請查詢。
随时咨询