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玻璃上的光芒--第一太阳能发展史

发表于:2013-12-05    

玻璃,无疑是人类历史上最伟大的发明之一。公元前2000年,埃及人发现高温烧灼苏打粉和硅酸盐可以产生的这种奇妙的材料,具有极高的可塑性和装饰性,然而在过去的3000多年里,其发展极其缓慢。Alastair还能记得,只有教堂和贵族的家里才可以使用超过大面积玻璃做窗户。20岁的时候,朋友从新世界美国带回来的Tiffany平板透明玻璃,小小一块居然需要1万美金。(折合今天大约12万美金) 随着近代建筑业和工业的发展,制造大面积平整的玻璃成为其是否能广泛应用的关键,也成为Alastair的梦想。

对于当时的平板玻璃制造主流是两种方法:拉伸法和铸造法。前者因为拉伸过程中手工误差,玻璃很容易有曲率,而后者虽然玻璃可以保证平整,但是铸造用的模具成本非常高,而且很多时候表面还需要抛光,整体材料人工成本非常昂贵。

1843年Henry Bessemer提出的“浮法工艺”引起了他的极大兴趣:既然抛光玻璃和保持平整在加工上如此困难,那如果有办法利用自然力才是最佳的选择。浮法工艺就是一种利用重力的方法,使液态的玻璃体漂浮在密度高的液体金属(锡)上,可以产生平整而均匀的玻璃。如果表面张力的关系控制得当,玻璃不需要传统抛光就可以透明。

这个方法提出之初就获得了很多关注,但是却无人能够成功低价量产。Alastair念的是力学机械工程,对材料特性非常敏感。他仔细研究了这个工艺,得出以下结论:

1.浮法工艺是理论上唯一有可能取代传统工艺,大幅度降低成本,让高质量玻璃走进大众日常生活的途径

2.浮法工艺的成功关键在于金属材料的选取,玻璃的气体环境调整,设备的设计,温度的选取,进料的条件等多方面的设计。

1952年,Alastair带着一份报告和初步实验数据,说服了董事会斥巨资开始了艰苦的浮法玻璃研发之路。经过大量的资金人力投入,多种材料和工艺的实验,失败,重新设计,终于在1959年,也就是本文开头的时候,成功使用浮法玻璃工艺生产出高质量的,平整而无需抛光的高透明玻璃。

这是工业界的一道闪电。浮法工艺也被命名为Pilkington工艺。不到10年的时间,大面积高质量玻璃的成本下降了接近100-1000倍。全世界99%的玻璃都使用浮法工艺,玻璃,作为建筑,运输行业不可或缺的一部分,走进了平常人的生活。Pilkington也在1970年代一跃成为世界最大的玻璃制造商。Alastair也因为这项伟大的发明被授予英国皇家爵士爵位。

然而,玻璃对人类的贡献还远远没有结束。没人能想到,更耀眼的光彩还在后面。

超大面积玻璃幕墙

1989年的亚利桑那的夏天仍旧是教科书般的灿烂阳光,在凤凰城市郊的一座豪宅中,高朋满座。众人正在聚精会神的听着主人的演讲。主人的名字叫Harold Mcmaster。

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责任编辑:solar_robot
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