支撑战略性新兴产业
随着玻璃组分体系、流程工艺、应用场景等的加速创新,当前的玻璃材料已经成为按需求设计,集高强、高韧、耐蚀、耐高温、抗辐射、表面活性等优异性能于一体的先进材料,并广泛应用于信息显示、新能源、半导体、生物医疗、航空航天等战略性新兴领域。
作为智能化时代的关键信息“媒介”,新型显示是玻璃功能化应用的先行和主导领域。从液晶显示、OLED(有机发光二极管)柔性显示到Mini/Micro-LED(微米量级发光二极管)显示,每次显示技术的更新迭代都离不开玻璃的创新支撑。如在两片薄膜晶体管TFT-LCD(液晶显示器)玻璃基板中间填充液晶分子,结合驱动电路和透明电极,便构成了液晶显示的核心器件——液晶显示屏。当玻璃薄到70微米以下,在保证韧性和强度的同时,可以实现屏幕的折叠,带动显示新业态柔性可折叠手机的迭代发展。当前,中国显示玻璃技术整体已达到国际先进水平,特别是在玻璃柔性化方面,实现了30微米柔性可折叠玻璃的工业化量产与批量应用,不断推动柔性显示业态成为“新蓝海”。
太阳能事业同时也是玻璃事业,目前主流的太阳能发电电池基本都需要玻璃。对晶硅电池封装材料来说,透光率是决定其转换效率的关键因素之一。玻璃的透光率达91.6%以上,是晶硅电池封装的首选和必备材料。碲化镉和钙钛矿薄膜电池对前电极材料的透光率和导电率同时提出较高要求,在玻璃表面制备均匀、高透、低阻的透明导电氧化物薄膜,成为实现前电极功能的关键路径。目前玻璃在钙钛矿电池成本中的占比已超30%,是薄膜电池产业链中最重要的材料之一。当前,中国新能源玻璃的工艺、材料、应用已实现高效协同,上游玻璃全球市场占有率超过90%,中游电池组件全球占比超过80%。
新型显示和新能源领域的应用让玻璃“无处不在”,但玻璃还有一些“不为人知”的应用,体现其“小而美”的特性,比如在深海深空领域都有着广泛应用的空心玻璃微珠。作为一种中空的微米级玻璃粉体,它的粒径为5—150微米,密度最低仅为水的1/10。由于轻质高强,空心玻璃微珠是深海探测装置的关键浮力材料、石油领域油气田开采中最佳的密度调节材料;同时由于兼具防火阻燃性能,它还是飞船返回舱的重要隔热材料,因此空心玻璃微珠被称为21世纪的“空间时代材料”。可以看到,当前的玻璃已经不仅仅是应用于建筑上的普通材料,在信息、能源等领域也起到不可替代的作用。经联合国大会全体会议正式批准,2022年被定为联合国国际玻璃年,这也是联合国第一次以单一材料来命名一个年份,折射出玻璃在经济、社会、科技和环境等领域的重要地位。 |