[01079450]具有红外反射和防结雾功能的汽车风挡玻璃

在半导体功能材料中，一些金属氧化物薄膜对太阳光中的可见光部分几乎或大部分(透过率≥80％)是透过的，同时对太阳光中红外线的大部分(78％)是反射的。当人或物体被太阳光辐照以后，感觉到热或温度升高，也就是说发生热效应，实际上只是红外线部分在起作用。以上物理现象可以发挥实际应用。在汽车风挡玻璃中应用就极具产业化前景。目前汽车使用风挡玻璃(前窗玻璃)的结构中，PVB薄膜只是为了安全需要。当太阳光照射到前窗玻璃时，包括可见光和红外线的太阳光基本上透过玻璃进到了驾驶室内，使驾驶室内的温度升高，尤其在烈日当头的夏天驾驶汽车，若不开空调的话，温度甚至可以高到威胁驾乘人员的生命安全的地步；若开空调，那么无疑会增加油耗费用。如果在外侧玻璃的里侧采用磁控溅射的方法镀制一层具有红外反射性能的薄膜，这一层薄膜对可见光则是透明的。课题组暂且称这种结构的风挡玻璃为红外反射风挡玻璃。在夏天，当太阳光照射到前窗玻璃的时候，可见光部分可以透过，透明度与原来的玻璃几乎一样，不影响视觉，而起热效应的红外光谱部分的绝大部分(≥78％)被这层金属氧化膜反射掉。而且，在驾驶室内的驾乘人员会有如在树荫底下的感觉，从节能的角度看，可以大大减少空调的功率甚至不用空调；而在冬天，驾驶室外面寒冷，驾驶室里面暖和，此时是驾驶室内的人体和物体在以红外线的形式向外辐射热量。现在由于有了红外反射的金属氧化膜，可以使驾驶室内的红外线又反射回来，不损失驾驶室内的热量。因此，这种新型的汽车前窗玻璃可以起到冬暖夏凉的作用。实际上，这种新型的汽车前窗玻璃不仅可以起到冬暖夏凉的作用，而且还可以起到防结雾的作用。汽车上的玻璃之所以会结雾，是因为结雾那一侧的空气与结雾-侧的玻璃有一个比较大的温度差，一旦空气中的水分子运动到玻璃表面时，水分子就会以微小颗粒的形式凝结，即结雾。现在由于有红外反射薄膜的存在，最终可以使外侧的玻璃的温度与外侧空气温度保持一致，内侧玻璃的温度与驾驶室内的空气温度保持一致，所以，无论是在夏天还是冬天均可以防止内外侧玻璃结雾。同时，为了强化防结雾的功能，还可以在前窗玻璃的外侧镀制一层具有亲水性能很好和同时具有自清性能薄膜。最终使前窗风挡玻璃兼具红外反射(东暖夏凉)、防结雾、自清洁的功能。这种玻璃在国外的汽车上的使用已经开始，这是一个有待开发的非常巨大潜在市场。技术指标：清华大学对铟锡氧化物、锡氧化物、锌铝氧化物、以及过渡族金属的氧化物等半导体薄膜的制备方法和工艺，以及这些氧化物薄膜的光学性能、电子学和表面化学性能进行了仔细与系统的研究。经过工艺比较试验和性能试验，优化得到了红外反射薄膜和亲水自清洁薄膜的种类和优化工艺。可以为产业化研究和产业化提供可靠的依据。效益分析：考虑到由于前窗风挡玻璃的弯曲面而带来的自动化清洗作业、玻璃传递、磁控溅射镀膜等工序以及相应的设备设计的难度，一条自动化控制水平高的生产线的投资规模大约在2500万元。生产规模约为25万平米，每辆轿车的前窗风挡玻璃的用量约1平米。考虑国内的轿车生产量，以及考虑更重要的因素：丰田等汽车的风挡玻璃也有国内的配套厂家提供，因此，红外反射风挡玻璃的市场容量不成为问题。不管原来的玻璃原料成本(假设为100元)，只考虑其他车间成本的话(包括溅射靶材成本、水电成本、设备折旧、人员工资)，估计不会超过100元/平米，总体车间成本应为200元/平米。鉴于红外反射风挡玻璃所具备的节能、防结雾和自清洁功能，这种玻璃的每平米的销售价(尤其是在初始期)预期可达500元。因此有：年产值：500×25=12500万元=1.25亿元；毛利润：300×25=7500万元。合作方式：合作开发或成立股份公司等多种合作方式。