科技成就良心产品 创新铸就绿色未来

戚剑瑾

编者按：玻璃是我们日常生产和生活中极为常见的一种材料，其用途也随着时间的推移而越来越繁多。如今，为了满足人们更高的需求和工业化的飞速发展，一种钢化真空玻璃应运而生。那么，这种玻璃是由谁开发的？具有哪些普通玻璃所不具备的优势呢？它的问世对我国玻璃产业又能带来哪些变化？

科学技术是世界性的、时代性的，发展科学技术必须具有全球视野。当前，科技创新的重大突破和加快应用极有可能重塑全球经济结构，使产业和经济竞争的赛场发生转换。而对于任何创新产品来说，谁拥有自主知识产权，谁就拥有主动权，拥有更加广阔的市场空间。正如河南龙旺钢化真空玻璃有限公司开发的具有国际先进水平的钢化真空玻璃，让我国玻璃产业在新一轮的科技变革和产业变革中拥有了无限生机，也为我国的创新强国梦提供了新的支撑力量。而公司董事长李宏彦博士，则是这场创新变革的引领者。

目标明确，一生专注砥砺行

每个人的生命都是一种经历，生命的价值，正是在跑好自己承担的这一里程中体现出来的。出生于河南省孟州市的李宏彦似乎是为玻璃而生的，他二十余年专注玻璃事业，用智慧和勇气、执着和坚韧尽自己最大所能引领着玻璃事业的创新发展，在赢得人们认可和业界尊重的同时，也让他的人生价值无限地放大到了社会价值中。

大学期间，李宏彦学的是无机材料系硅酸盐工程专业，毕业后便进入京东方科技集团股份有限公司工作，曾担任该公司电子材料事业部总经理，培养了其优秀的创新科研和管理能力。期间，为了进一步提高自身的科研水平，他还先后到天津大学电子信息工程学院攻读电子与通信工程专业工程硕士学位，到北京有色金属研究总院攻读有色金属冶金专业博士学位，并对玻璃科研事业产生了极大兴趣。

李宏彦在1994年做毕业课题时了解到：普通中空玻璃节能性能差，而真空玻璃生产非常不成熟还在概念阶段。因此组织科研团队开始研发钢化真空玻璃。他发现最大的难点是“低熔点封边”，这是一项世界性难题。

從源自中国的两千多年前的古法琉璃中获得了灵感，李宏彦团队通过潜心研究，研制出了封接温度430℃的低熔点玻璃，广泛用于国内航空航天企业的玻璃、金属及陶瓷之间的真空密封，以及真空玻璃封边。作为目前唯一经过时间验证的合格真空玻璃封边材料，低熔点玻璃熔化后与平板玻璃浸润渗透，形成原子间的化学键连接，冷却后与玻璃板成为一个致密的整体。其气密性、强度、耐候性、使用寿命等性能均可与玻璃板相媲美，可以耐受各种恶劣的气候环境，真空玻璃寿命可达50年 。

团队欢呼雀跃，却被用户兜头一盆冷水：430℃的高温将钢化玻璃退火，只能制作非钢化普通真空玻璃，无法单独用于高层建筑。这就是全球其他真空玻璃生产企业不能生产钢化真空玻璃，必须多加一片钢化玻璃复合中空的原因。与三玻两腔中空玻璃无法形成差异化竞争优势。

能否利用其他玻璃封接技术？用熔点低于350℃的合金来封接真空玻璃：结果发现封边层不够致密，存在漏气通道，满足不了真空玻璃的长寿命真空密封要求。即使偶尔获得短期真空，由于得不到足够的焊接强度，难以满足玻璃制造、运输、安装和使用要求。用真空有机胶封边：所有有机胶都不能满足要求。一次次的失败让团队成员心灰意冷；一次次，李宏彦用报效祖国的激情点燃团队。经过六年的不懈努力，在2001年，通过采用红外局部加热的方法，首次成功制作出了钢化真空玻璃，检测时的碎片状态达到钢化玻璃国际标准。但是红外局部加热的方法生产效率不高，工艺复杂，成品率低，李宏彦进一步研发更低熔点的封接玻璃。

功夫不负有心人，通过数万次的实验，封接温度360℃的无铅低熔点玻璃和300℃的含铅低熔点玻璃相继问世，这些低熔点玻璃适应各种钢化真空玻璃制作工艺，李宏彦团队一举攻克了钢化真空玻璃“低熔点封边”的世界难题。

2003年，李宏彦博士牵头成功建设了一条中试线，中试取得成功后，“平封口钢化真空玻璃的研制与熔封技术开发”项目先后申请了国家发明专利（专利号为03160042.5）和美国发明专利（专利号为US 2005/0243451 AI），并一举夺得中国建筑材料科技进步二等奖。为该成果的生产力转化打下了坚实的基础。

科研创新，争创一流志存远

李宏彦博士发明的钢化真空玻璃由0.2毫米高的支撑物将两块玻璃分开，并用低温玻璃密封两层玻璃板的边缘，再排出其中的空气。玻璃之间的真空度为10-4Pa，所以热对流已经不存在，热传导降至极限，LOW-E层又反射了95%以上的红外线辐射，因此内外玻璃板之间的热量无法交换，达到了极佳的保温隔热效果。钢化真空玻璃尺寸：最大3000×2000毫米；最小200×200毫米；厚度6～20毫米。

通过与目前世界上最好的德国三玻两腔中空玻璃对比，证明这种钢化真空玻璃是世界上性价比最高的窗玻璃产品。

德国的三玻两腔中空玻璃含两片三银LOW-E玻璃，两个中空层都充满氩气，两个中空层都使用超级暖边条来封边，其中心传热系数K值最佳状态也只能达到0.7；而用含两片三银LOW-E玻璃制作的钢化真空玻璃，中心传热系数可达到0.23。也就是说，一片8.2毫米厚的钢化真空玻璃，保温性能是德国32毫米厚的三玻两腔中空玻璃的3倍以上。另外，这种钢化真空玻璃寿命50年，德国的三玻两腔中空玻璃最大使用寿命仅有25年。可以说，买一片这样的钢化真空玻璃比6片德国的三玻两腔中空玻璃还超值。

从能源耗费角度来看，我国目前的建筑能耗高于全国能源消费总量的30%，超过50%的建筑能耗量通过门窗散失，而玻璃又占了窗户面积的70%。李宏彦博士的产品测试表明，北美的木制房屋换上钢化真空玻璃后，可以节省32%的供暖费用。将单片钢化真空玻璃镶入木窗后，经国家建筑材料测试中心检测，完全符合被动房窗户K值小于0.8W/m2·K的要求。

另外，钢化真空玻璃已经完全达到国家安全玻璃技术要求，用于被动式绿色建筑，无需复合中空玻璃或者夹胶玻璃，窗户更加轻薄，开启关闭灵活自如，窗扇使用寿命长，不会因为过重而下垂变形。而非钢化真空玻璃或半钢化真空玻璃由于达不到国家安全玻璃技术要求，必须制成真空中空复合玻璃，窗户都容易下垂变形，窗框和五金件的寿命因此而变短。

实践还表明，钢化真空玻璃不论安装在屋顶的天窗还是其他位置，其保温性能不随安装角度的变化而降低。而当中空玻璃窗的安装角度为30度时，起保温效果降低45%；当装角度为60度时，其保温效果降低30%（原因在于：当安装角度变小时，气体从热侧对流到冷侧距离变短，导致热损失更快）。

而如果将钢化真空玻璃用在冰柜上，每年更是能节省电费千余元。根据客户的不同需求，也可以在钢化真空玻璃外复合一层特殊的中空玻璃。

从抗压角度来看，李宏彦博士发明的钢化真空玻璃在外力的作用下，具有较高的抗变形能力。他们的工业钢化真空玻璃技术，提高了其抗风压性能和强度，远优于普通真空玻璃和充氩气的钢化LOW-E中空玻璃。通过将这种钢化真空玻璃安装在测试间，室内外温度100℃，连续测试385天，钢化真空玻璃完整无破损，变形量仅1%；超高保温性能依然保持不变。充分说明钢化真空玻璃已经可以在全球各地的不同恶劣环境下安全使用，成为了真正的超级玻璃。

同时，这种钢化真空玻璃隔音能力优于普通中空玻璃11分贝。单片钢化真空玻璃的最大隔音量可达到41分贝。还可以根据不同人的不同需求，复合中空或者夹胶玻璃，制成世界上隔音性能最强的超静音透明玻璃，真正让人们远离噪音危害。

最值得一提的是，目前的窗户越来越贵，作为窗户主材的玻璃在使用过程中是否依然节能，用户和制造厂都没有简易可行的评判手段。大家也不可能天天使用昂贵复杂的专业检测仪器来监测每一片玻璃，这就导致大量劣质产品充斥市场，社会能耗居高不下，用户有苦难言。为此，李宏彦博士带领科研团队在钢化真空玻璃的视野空间内，成功设置了这一指甲盖大小的“真空眼”。内部真空度不变时，真空眼就一直保持不变。当真空度下降时，真空眼变小。当真空度消失时，真空眼也就消失。真空眼消失说明玻璃漏气了，预示着玻璃内的传导与对流大大增加；也预示着LOW-E膜将很快氧化失效，辐射传热也将大大增加；也就是说在保质期内的玻璃该免费更换了。

被动房建筑自1988年提出以来，在全球得到广泛的推广。低的能耗通过高隔热、高密封性的建筑外墙、门窗来实现。舒适建筑的自然采光离不开玻璃，目前房屋中使用透光率差的四玻三腔中空玻璃或普通真空玻璃，但大量玻璃已经漏气却没引起大家的足够重视。用户如何随時知道自己的窗玻璃是否已经漏气？如何使得窗玻璃的寿命也能达到被动房的长寿命？

李宏彦博士发明的钢化真空玻璃有效解决了这些问题，通过低熔点玻璃封边，不仅彻底解决了困扰四玻三腔中空玻璃的封边胶漏气难题；同时解决了四玻三腔中空玻璃中LOW-E膜快速氧化失效的难题；强度的提升和彻底轻薄化的实现，使得被动房窗户的寿命得到大幅度的提高，玻璃寿命可达50年以上。钢化真空玻璃中“真空眼”的贴心设计，使得用户随时可以了解自己窗户的寿命。钢化真空玻璃使得被动房窗户成为真正的良心产品。

建设平台，远见卓识攀高峰

为了更好的将钢化真空玻璃技术转化为生产力，李宏彦博士于2013年底创建了河南龙旺钢化真空玻璃有限公司，位于河南孟州市，毗邻黄河小浪底水库，注册资金6250万元人民币。而之所以选择在家乡创业，除了挥之不去的浓厚的家乡情结，还源于孟州市的主要领导曾多次赴京和李宏彦对接洽谈，并用真心诚意打动了他；同时，孟州紧邻洛阳，洛阳的玻璃产业有历史、有规模，具备了办企业所需的原材料市场。

事实证明，李宏彦博士的选择是正确的，因为为了扶持这个含金量极高的高科技项目尽快落地，孟州市主要领导多次上门解决难题，河雍街道办事处全程提供“保姆式”服务，项目从立项到办完所有审批手续只用了3个月，厂房5个月就建成了。企业想不到的，办事处都想到了。因此，他始终相信“有好的土壤，种子才能成长，继而成为参天大树。”

作为“十二五”国家新材料产业重点扶持产品，经德国客户测试，龙旺钢化真空玻璃是全球最保温的透明玻璃产品，也是全球性价比最高的产品。单个手指厚的钢化真空玻璃的保温效果超过1米厚的砖墙，保温性能超过普通中空玻璃的10倍，寿命是普通中空玻璃的5倍。

2015年，单片钢化真空玻璃产品通过中国建筑材料科学研究总院的检测，完全达到被动房的要求。同年10月，钢化真空玻璃量产线建成投产。钢化真空玻璃的大批量生产一直是一项世界性难题。龙旺公司的钢化真空玻璃量产技术为世界首创，2016年该技术已经先后被国家工业和信息化部评价为国际领先科技成果；被工信部评为2016工业和信息化领域优秀科学技术成果；在法国斯特拉斯堡国际发明展览会暨第115届国际列宾发明竞赛上获得专利金奖。并已经广泛用于门窗、幕墙、冰柜、平板太阳能热水器、车船等领域。并且公司还可以根据客户的特殊需求，在钢化真空玻璃外为您复合中空玻璃、复合夹胶玻璃、复合显示玻璃、复合调光玻璃、复合太阳能发电玻璃等。

目前，龙旺公司生产的钢化真空玻璃主要供应美国、德国、加拿大等国家，主要用于建筑门窗、高铁、冰柜、平板太阳能等方面。龙旺公司的产品主攻寒冷和热带地区。像北美地区，由于寒冷，为了保温，窗户设计的都比较小。用上钢化真空玻璃后，就可以设计大落地窗，不仅保温性能大大提高，透光度也非常好。以加拿大为例，一户人家原来一个月供暖费要700加元，用上龙旺公司的钢化真空玻璃后，供暖费节约三分之一。在热带地区，优良的隔热性能让龙旺的产品同样非常受欢迎。

目前国家强制推行建筑节能，玻璃占窗户面积70%以上，钢化真空玻璃面临巨大的商机。由于实现了高保温与高透光的完美结合。在全球多个高端阳光房项目上得到应用。使得阳光房也能获得与被动房一样的节能效果与舒适度。彻底解决了阳光房耗能高；夏天太热；冬天太冷，室内结露结霜，温度舒适性差的世界难题。龙旺的单片真空夹胶复合玻璃高保温、不会自爆脱落伤人，可以广泛用于各种普通幕墙结构，无需采用昂贵的呼吸式幕墙等复杂结构，即可实现高保温与高安全性的完美结合。解决了传统幕墙造价高，耗能高，玻璃容易脱落伤人等世界难题。既可用于新建幕墙，也可用于旧幕墙玻璃的节能更换。使目前的高耗能幕墙也能达到被动房的要求。

长期以来，我国的玻璃生产和深加工处于产业链的中低端，产能过剩已让行业举步维艰。因此，李宏彦博士希望能用核心技术带动全国玻璃领域整体提升，实现产业转型升级，弯道超车。龙旺公司以专利技术为依托，大力发展系列钢化真空玻璃产品，并在国家发改委支持下开展相关的研发工作。上游扶持了多家玻璃原片企业、3D成型工厂、钢化厂和镀膜生产线，提升了其技术水平，实现了原材料的配套。下游帮助多家窗户厂开发了钢化真空玻璃塑料窗、钢化真空玻璃木窗、钢化真空玻璃铝木窗、钢化真空玻璃铝合金窗和钢化真空玻璃幕墙，节材降耗的同时提高了下游产品附加值，打造了一条健康的产业链。据了解，龙旺公司二期工程将上2个厂房9条生产线，届时可实现年产100万片的规模，实现销售收入21.8亿元。

“建立全球钢化真空玻璃生产基地，不仅仅停留于梦想。认真去做，牢牢占领行业制高点，紧紧抓住供给侧，梦想就一定可以成为现实。”正是带着这份梦想，李宏彦博士将继续怀着对玻璃事业的热爱，不断进取，勇攀高峰，一步一个脚印，用与时俱进的战略战术真正推动我国玻璃行业的转型升级，为祖国的经济建设贡献一份力量。