车窗玻璃为驾驶员及乘员提供清晰的视野、挡风并防止异物侵入,保护乘客的安全。早在20 世纪20、30 年代,玻璃已装在美国福特汽车厂出产的T 型车上,当时是用平板玻璃装在车厢的前端,使驾车者免除风吹雨打之苦,随着汽车的不断发展,玻璃技术已经完全渗入汽车行业之中,成为汽车技术领域中不可缺少的一员。作为汽车被动安全设施之一,汽车玻璃必须满足以下安全因素:良好的视线、足够的强度、意外事故时对乘员起到保护作用。
汽车挡风玻璃一般都做成整体一幅式的大曲面型,上下左右都有一定的弧度。它采用曲面玻璃,首先从空气动力学的角度出发,因为现代轿车的正常时速大都超过100 km/h,迎面气流流过曲面玻璃能减少涡流和紊流,从而减少空气阻力,加上窗框边缘与车身表面平滑过渡,玻璃与车身浑然成一体,从视觉上既感到整体的协调和美观,又可以降低整车的风阻系数。另外,曲面玻璃具有较高的强度,可以采用较薄的玻璃,对轿车轻量化有一定的意义。现代轿车的曲面挡风玻璃要做到弯曲拐角处的平整度要高,不能出现光学上的畸变,从驾驶座上的任何角度观看外面的物体均不变形,不炫目。以前轿车玻璃通常用整
齐的条带沿玻璃边缘修饰或保护,现在轿车上的玻璃都采用陶瓷釉,即所谓“黑边框”。
1.普通汽车玻璃的分类
常见的汽车玻璃有以下两种:调质(钢化)玻璃、层压玻璃。
(1)调质玻璃。调质玻璃是将普通玻璃板加热与淬火而成,使其内部存有内应力,这种内应力使玻璃具有很高的抵抗物理冲击的能力,调质玻璃的抗力比普通玻璃高出4 倍。
当受到强大冲击时,将碎成粒状,不致对人产生伤害。此外,由于经过了热处理,其耐温度变化的能力增强。一块5 mm 厚的普通玻璃,温度变化大于70℃就会破裂,而调质玻璃约能承受170℃的温度变化。
(2)层压玻璃。层压玻璃是由两块普通玻璃胶合而成,中间夹有一层薄膜,经强力胶压制而成。当它破裂时,会形成特殊形状和大小的碎片,中间夹薄膜可以防止石块或其他飞掷物件穿透到另一面,亦能防止碎玻璃飞溅。层压玻璃可以保证驾驶所需的最小能见度。
2.新型汽车玻璃
传统的汽车玻璃具有良好的光学和机械性能,随着科学技术的进步以及汽车玻璃工业的发展,各种新型汽车玻璃不断涌现,除了具有上述的功能以外,还能够满足许多特殊的要求。现举例介绍如下。
(1)阳光控制镀膜玻璃与低辐射镀膜玻璃。这种玻璃一面涂有一层膜。根据不同的功能要求,涂以不同的镀膜,这也产生了两大类:一类是阳光控制镀膜玻璃,另一类是低辐射镀膜玻璃。
阳光控制镀膜玻璃的镀膜层以硅或金属钛为主。这种玻璃有很好的反射作用,对可见光有一定吸收能力。此特性使得这种玻璃产生了神奇的阻挡夏天酷热的本领。使用这种玻璃,室内空调至少节能50%以上,很多高楼的幕墙玻璃就使用这种玻璃。低辐射镀膜玻璃表层涂了以二氧化锡为主的涂层,这种涂层能隔热,阻挡人体发射出来的一定波长的红外线,热量就不会散发出去。把隔热和防冷的镀膜通过一定技术一起涂上玻璃,普通玻璃马上脱胎换骨,在夏天能抗热,在冬天能抗冷,成了地地道道的“聪明玻璃”。
(2)防污玻璃。在玻璃表面涂敷氧化钛薄膜,通过太阳光中的紫外线激发,氧化钛中产生电子和空穴,使水和氧能通过,将玻璃表面上的有机污物分解。
(3)防紫外线玻璃。阳光中的紫外线,对人体造成伤害的同时还会降低天然材料制成的汽车内饰件的性能。近年来,随着大气臭氧层空洞的扩大,辐射到地面的紫外线强度越来越大。为此科研人员开发了这种玻璃。目前抗紫外线玻璃主要包括两种类型。
① 紫外线吸收剂涂敷型。在汽车玻璃表面涂敷一层紫外线吸收剂,例如氧化铈、氧化锌,氧化钛等。
② 紫外线吸收剂本体型。将紫外线吸收剂(例如铁、钛离子,卤族元素化合物结晶等)融化在玻璃基体中,这类玻璃可将400 nm以下的紫外光和1100 nm附近的红外光大幅阻断。
(4)电热风窗玻璃。在玻璃内侧表面涂敷透明的导电膜,通电后对玻璃加热,使玻璃上的冰霜融化,防止玻璃模糊。
3.车窗玻璃的去油膜和抛光