调光玻璃,具有光调节功能的玻璃。现代调光玻璃的技术飞速发展,各种利用新原料、新工艺制作生产的调光玻璃不断涌现。按其基本工作原理分类,可分为:光致变色、电致变色、热致变色、压致变色等四种。其中电致变色又可细分为:液晶类,可悬浮粒子类(如Hankuk公司的调光玻璃),电解电镀类(如现在国内有很多单位正在研制氧化钨类调光玻璃)等三种.类型。而采用热致变色(如日本的富士XEROX公司的调光玻璃)或压致变色工艺制作生产的调光玻璃是最有可能获得低成本高利润产品的捷径。
热致变色与压致变色调光玻璃的相同之处,都在双层透明玻璃中间填充有高分子物质,它们的不同之处仅在于一个是高分子物质的体积是随温度变化，另一个是高分子的形状随压力而改变。而这些物质体积或形状的改变都能使穿透双层透明玻璃的光线途径发生变化,进而达到变色调光的目的。
根据小批量生产的初步测算,压致变调光玻璃的生产成本大约在100 美元/平方米左右，可以说在目前现有的调光玻璃中，其生产成本可能是最低的。同时这种调光玻璃还有以下特点:a.调旋光性能好,其透明度能逐步改变。反应速度快,从完全透明到完全不透明可瞬间完成。b.调光方式多样,可手动、电动、到自动或遥控均可。c.结构简单,成本低,安装方便。d.可与任何面积的玻璃配套,也可将任何形状和曲面的玻璃改装成调光玻璃。由于以上这些特点,不难看出.其在国际调光玻璃市场将会有强大的竞争力。
2电致变色(调光)玻璃
近十年来,美国、英国、意大利.德国及其它国家就最新的玻璃产品-电致变色玻璃进行了深人广泛的研究并获得了令人满意的结果。原先,此种玻璃窗主要是为汽车工业而开发的。最近,人们又开始探讨此种玻璃窗的大规格及其在建筑上的应用。尽管此种玻璃窗还没有完全实现工业化生产,但其具有很好的市
场前景。迄今,全世界已制造出了几百万件成品玻璃窗并在德国- -家银行大楼上首次应用了电致变色玻璃窗。此种新技术在世界上被称作为“令人神往的技术”。
2.1电致变色(调光)玻璃窗及其在建筑上的应用
在近10年中，电致变色调光玻璃的研究活动与日俱增。其间,大量的科技论文和专利更是层出不穷。此种研究活动骤增的势头无不与生产能降低燃耗、更具有节能效果玻璃窗的需要息息相关的。电致变色玻璃窗的主要优势在于它能够高效地控制玻璃的透光性。此种玻璃窗为光可调节,从而可减少眩光、日光,
以及满足采暖和制冷的需求或提供夜间保温和居室的遮阳。此种玻璃窗的这些优势及其经济效益足以说明,它们要比静态控制的玻璃窗更为节能。人们发现，采用此种玻璃窗后,可明显地降低电耗。在炎热的夏季和酷冷的冬季,人们可最大程度地分别抑制近红外线的辐射和使近红外线透射,以降低空调和采暖的费
用。目前世界上的一些国家正在就电致变色玻璃窗在建筑上的应用展开进一步的研究,以拓宽大规格建筑用电致变色玻璃窗的技术范畴,但这并非是件轻而易举的事，因为其规格的增大要牵涉到许多方面的研究。
目前,人们已初步掌握了建筑用电致变色玻璃窗的技术。但大多的电致变色玻璃窗制造仍处于为数不多的基本设计阶段。从目前公布的专利文献来看,仍有一些这类基本设计的实例，其简介大致如下:
前些年推出的电致变色玻璃窗是通过有机溶液中的氧化还原反应而产生光学调制的。这种玻璃窗的构造具有透明导电镀膜的两片玻璃形成一个空腔。空腔内充入电解质溶液。应用于透明导电体的电位会在电解质中导致一种可逆电化学反应，而这些反应又会导致玻璃窗光透性方面的变化。在没有电干扰的情况下,电解质至少含有在溶液中一般为无色的两种氧化反应的形式。在透明导电膜之间通电的过程中,电解质的一种组分得以还原，而另一种组分则得以氧化。
目前有人发现，将溶液与着色物料进行某种程度的组合,可相当大地降低电耗。为解决紫外线辐射期间的稳定性问题，通过添加电解质稳定剂可减少紫外线的递降。添加高离子导电率的电解质增稠剂和降低显色物料的浓度可减少延长显色后透明导电膜触点附近的带状显色(此种现象被称作为分离)。
2.2.2具有固态电致变色镀膜的电致变色玻璃窗
大多的电致变色玻璃窗都是依赖固态镀膜显色的,此种显色会影响电致变色玻璃窗光学调制方面的变化。这样的电致变色镀膜大致上被分为阳极(电化学氧化时显色的)显色镀膜和阴极(电化学还原时显色的)显色镀膜。
由于电化学的反应包括固态膜内部和外部阳离子的嵌人和迁移，因而,在如此的电致变色玻璃窗中还需要有另外--种组分,以在从电致变色镀膜中迁移的过程中起到嵌人阳离子和电子的作用。主要有三种方式，即还原到实际的离子储藏层、阳极和阴极电致变色材料偶合,以及在电解质中引入氧化还原助催化
剂。下面就此类产品作一阐述:
(1)离子储存层的电致变色玻璃窗
引用离子储存层的电致变色玻璃窗,其两个表面通常是由透明的具有导电氧化物镀膜的玻璃基板组成。借助间隔件使一片玻璃与另一片玻璃对置,从而形成一个空腔。诸如氧化钨的电致变色材料被镀敷于一个电极的内表面。对置的电极具有在从电致变色层迁移期间能够可逆嵌人阳离子和电子的镀膜。据此，
要将一种适用的具有低电子导率和高离子导电率的电解质放到电致变色层和离子储存层之间。在导电电极之间应用直流电位的情况下,可将阳离子和电子嵌入到会导致电致变色的变色电极中去。在变换此种所用的电位时,阳离子依赖电解质往复运动并进入离子储存层。在那里,它们通过由靠外部电路的电致变色层传输而来的电子得以补偿。这样,通过应用适合的直流电位，即可反复地校准光学调剂。这些电致变色玻璃窗引人注目的特性之一就是能够 进行变色储存(在变换所用电位后，仍可维持一种选定级别的透射)。由于要镀敷多层薄膜,这些玻璃窗的构造可能要比液态的那种玻璃窗难度更大。
在此类玻璃中，有很多不具有快速自动退色功能,这是没有考虑此种结构的缘故。对于此种情况,建议在用于此种玻璃窗密封的材料中采用低的导电率。
由于此种密封材料要同两片透明的导电体接触，因而在出现玻璃窗电故障的情况下能起到会导致自动退色不充分短路的作用。此外,在要求安全使用的过程中,还可以打开这些电致变色玻璃窗的门。
由于降低功率需求的效果,在密封大规格电致变色玻璃窗时，其储存的范围可验证它们是有利可图的。在玻璃窗生产过程中，要注视多层镀膜的质量,否则会降低产品合格率和加大生产成本。
(2)具有阳极与阴极电致变色层的电致变色玻璃窗可将这些电致变色玻璃窗看成是上述含有离子储存层的玻璃窗组的子系统。它与离子储存电致变色玻璃窗的相同性。在此种情况下,有色电致变色层取代了离子储存层。此种电致变色层在电致变色层的补偿状态下变色。可选用氧化钨(呈现阴极变色的材料),或氧化镍(呈现阳极变色的材料)。玻璃窗在应用直流电位情况下，电致变色层还原,而其它的则氧化。
由于氧化钨在还原状态下变色,氧化镍在氧化状态下变色,因而可观察到互补变色。此种互补变色会导致两种电致变色镀膜的有效应用,从而获得所要求光学调制的水准。同样,当氧化钨处于氧化状态时,氧化镍还原,从而导致产生出具有高透光率的玻璃窗。而这些玻璃窗在加载的应用过程中或许是更为有效的。这
些玻璃窗的特性与具有离子储存层玻璃窗的特性大致相同。当诸多的离子储存层显示出适度的电致变色功效时,有少量专门用于这些玻璃窗中的物质,它们可显现较强的电致变色功效。
(3)具有液态校正助催化剂的电致变色玻璃窗
补偿脱离电致变色镀膜时的阳离子和电子的另.外一种方法就是基于液态校正助催化剂。此种玻璃窗有两片对置的玻璃基板,其中玻璃的内表面镀敷有透明导电膜并形成玻璃窗的主框架。电致变色膜是镀敷在一层导电膜上的，而另外一层上则无电致变色膜。具有一种或多种校正助催化剂的电解质沉积在电致
变色膜与对电极的透明导电膜之间。校正助催化剂作为电致变色镀膜电化学还原与氧化的电子源与吸收剂来使用。据有关资料介绍,首次推出的校正助催化剂为碘酊。这些校正助催化剂经历了可逆碘化物和三碘化物还原。有的校正助催化剂还涉及到了金属茂与吩噻嗪的化合。阳离子源和校正催化剂可以是单独的组分。在转变的过程中,这些阳离子可介人到电致变色材料中去。
在上述的系统中，转换玻璃窗中所用的直流电位,会导致高透光状态系统的复原。快速的自动退色通常还表明,要保持所需水准的变色,其电能的消耗是较高的。由于它获得的透明导电膜的导电率受到限制,因而,较高的电耗会给确定玻璃窗的规格带来一定的难度。所建议的方法就是在所要求的透光范围内,减小维持此种特性电致变色玻璃窗所需的电流。
2.23新型电致变色玻璃窗
据有关资料介绍,在过去的十年内推出了另外两种新产品，即:用户控制的光致变色玻璃窗和气致变色玻璃窗。虽然迄今这些玻璃窗还没有完全实现工业化生产。但与上述电致变色玻璃窗融合的窗户结构及其潜在的用途有其独特适用的一面。
(1)用户控制光致变色玻璃窗
对于上述电致变色玻璃窗来说,有明显利害冲突的就是用户控制光致变色玻璃窗。传统光致变色玻璃窗的特点是在出现光的时候能减小玻璃的透光率,在没有人射光的情况下,玻璃恢复到原有高透明度。然而,此种新型的玻璃窗可在出现光辐射的时候按照用户的意图控制光透射。
在出现辐射光的情况下,此种玻璃窗可根据需要降低透光度。此外,按照用户的意图,还可将此种玻璃窗调整到原来的高透光状态,即使在出现辐射光的情况下,亦可通过外接电源达到这一目的。
在出现辐射光的情况下，玻璃窗在其光致变色范围内可实现较高程度的控制。当玻璃窗导线短路时，就能获得- -定程度的光致变色动作。有关的实例表明,在15分钟暴鳄于标准阳光辐射的情况下,对比率为5:1。在透明导电膜之间应用普通电位的情况下,即使在出现阳光辐射的情况下,玻璃窗亦可恢复到原来
的高透光度。当玻璃窗的导线呈开路状态时,在同样的阳光暴晒下,光致变色动作受到抑制。
目前已有一-种为用户控制光致变色玻璃窗的标准框架。此种框架为两片对置的具有透明导电膜氧化物镀膜的玻璃基板。一层导电膜是在玻璃基板上镀敷光敏电极(即:Ti02)而制得的。玻璃基板预镀有透明导电膜。另外一层导电膜镀有显色电极。间隔空腔内填充至少含有一种氧化还原助催化剂和潜在阳离子
源的电解质。在有光线的情况下,借助短路透明导电膜,玻璃窗变色。发生在辐射光敏电极表面的氧化还原反应会在玻璃窗的横向产生电位和电子。
通过外部短路导线,电位会将来自电解质的阳离子注人显色电极中,同时将来自氧化还原反应的电子输入到显色电极中去。此种双重的注入过程可导致玻璃窗的变色。将普通的外来电位应用于玻璃窗，可出现来自显色电极的阳离子和电子的迁移,从而导致玻璃窗的退色。此种玻璃窗采用的就是基于这种工作原理的。
(2)气致变色玻璃窗
目前,关于气致变色玻璃技术的探讨,在有关专利文献中已有所发现。实质上，诸如单独为氢气的气体或借助于电催化层同惰性载体进行混合的气体用作为介人电致变色电极的离子源。在电催化层和透明导电膜之间应用电位的情况下,在催化剂中形成的离子可通过离子导电体得以迁移,并进人会导致玻璃窗
变色的电致变色层。电位的转换会导致离子从电致变色电极中迁移和玻璃窗的退色。而典型玻璃窗的调制在约两分钟的时间和550nm的范围内仅为较小的15%。此种电致变色玻璃窗对于目前的开发也许能够提供可以借鉴的技术。
(3)电控(瞬间调光)透光幕安全玻璃
近来,一种现代高科技的新成果一电控透 光幕玻璃在国内开始应用。这是电控(瞬间调光)透光幕和夹层玻璃组合成的新型复合安全玻璃。通过电动开关控制,这种玻璃可在1/100~1/1000秒时间内由磨砂玻璃状态转为安全透明状态,所以也称为"瞬间透光玻璃"。在上海博物馆的贵宾室,你可以看到一扇磨砂玻
璃状的大窗,而一旦操作电源开关,这扇大窗变为安全透明,窗外显示了一种山林洞穴的外景。在浦东证券大楼的一个楼面的大办公室和董事长的办公室也是用.上述新型电控透光幕安全玻璃组成的大型室内隔断,平时呈透明状,一旦需要即星磨砂不透明玻璃状,使董事长室顿呈隐蘞保密的状态。在新加坡,当高
架轻轨列车夜间通过居民区时,列车的车窗玻璃也能瞬间"失透" ,使列车灯光不致于扰民。
电控透光幕安全玻璃目前所述是电控透光幕和夹层安全玻璃的组合,前者使玻璃具有瞬时透明或失透的功能,后者使玻璃具有玻璃受力作用破碎时碎体仍粘在一起而防止伤人的安全性。同时,由于夹层玻璃的PVB塑料能吸收紫外线，当选择颜色片时有多种彩色可增强装饰性,其功能也体现在更多的方面。电控(瞬间调光)透光幕是聚合物分散液晶.(PDLC)技术的一种应用,其基本功能是一种"光阀"。从外表上看这是一种厚度约0.4毫米的塑料薄膜,在制作复合夹层玻璃前二侧引出控制电极,然后在制作夹层的设备上用特定的工艺参数制作电控透光幕安全玻璃。电控(瞬间调光)透光幕中的液晶在电场作用下,液晶分子作定向排列,薄膜呈透明状,反之,不加电场,液晶分子无序的不定向排列,对可见光呈漫反射效应,薄膜则呈乳白色，造成磨砂玻璃状的不透明效果。
目前该类电控透光幕的尺寸最小为305x405毫米,最大为1200x3000毫米,工作驱动电压为65伏，工作温度为-20C-85C。与单一PVB膜不同的是,电控(瞬间调光)透光幕新使用的ITO透明导电膜率与对红外线具有绝缘性(可反射75%的红外线),因而这种新型复合夹层玻璃具有良好的热绝缘性，是-种节能材料。
电控(瞬间调光)透光幕安全玻璃的用途十分广阔,目前正在开发之中,其主要用途可分为下列几个方面。l用于隐蔽保密性和安全性要求的建筑工程或裝饰工程。现今用于在玻璃上实现隐蔽保密的材料有两类:-是用织物或塑料、金属物质组成的帘幕或帘栅;二是用深色或反光膜的玻璃。但是它们均无法实现“瞬
间可控”的要求。而电控透光幕既可利用手动、遥控、电控自动控制来实现。在建筑物中,可用于首长办公室与秘书室之间、重要的来宾会议室、保密会议室大办公室与走廊之间的隔墳,必要时有隐蔽要求的实验室、车间、手术室、财务室、监狱、公用电话亭、试衣间、法庭、教堂;也可用于高级住宅、总统套房健身房、练功房、游泳馆、酒吧、夜总会的隔断、屏风、栏板;大厅的玻璃穹顶等。: b.用于信息显示和广告显示。由于电控透光幕玻璃屏可在复合制作过程中预先表现出图形和文字,因此开辟了一种实现大屏膜显示装置的崭新途径。在动态驱动条件下,它的特殊的若隐若现的对比效果为信息显示和广告宣传提供了一个有实用价值的方法。这种显示屏具有大视角、低能耗、高可靠、长寿命等优点。C.用于交通工具的领域。.将电控(瞬间调光)透光幕安全玻璃装置于汽车或其它交通工具的侧窗、顶窗或后窗上可以随心所欲地控制其透明或不透明状态。既可满足瞬间隐蔽保密要求也可反射红外线有利于车内的温度控制。尤其适用于警车、囚车、运钞车、救护车演员用车等专业用车。据有关资料表明，目前国内可供的电控(瞬间调光)透光安全玻璃的可供规格如表2所示。
电控(瞬问调光)透光安全玻璃的光学性能对可见光(入=380~-780nm)的光投射率:Tang>80%(很高);对红外光反射(λ=1~2μm) :可超过>90%;高抗紫外线;广视角:>130度。物理性能:根据不同的基材玻璃,本产品具有防风雨、防霜冷、防爆、钢化、抗腐蚀、透光率高等特点;工作温度适应范園:-20~ +85C工作无异常,对环境温度变化不敏感;产品使用寿命长，连续工作时间可以达到8~10年左右,且无明显变化;可任意分割、打孔而不影响其性能,产品规格尺寸可调可变。.电器性能及技术参数:
工作电压:20V-50V AC;最佳工作电压:30V~40V AC;工作频率:50Hz-3000Hz;最佳工作频率:400Hz~ 1000Hz;电容:≤0.2nF/cm2;绝缘电阻:20m;功能:<0.6mW/em2;响应速度:<25ms。
控制方式:1)人工开关2)人工调光 3)光控开关4)光控民币/平方米-1.5万元人民币/平方米调光5)声控开关6)温控调光7)遥控开关8)远程国产瞬间调光玻璃市场价格: 6000-8000元人民网控9)可以根据客户要求随意组合。
