SBIR Phase I: Ambient-Pressure Plasma Degassing for Low Cost Vacuum Glass

SBIR 第一阶段:低成本真空玻璃的常压等离子体脱气

基本信息

  • 批准号:
    1416488
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-07-01 至 2015-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this project will be to remove a barrier to commercialization of low-cost vacuum glass, a major building energy efficiency improvement. Universal use (unachievable but a useful point of reference) could reduce total U.S. energy use by 5% (about 4 quadrillion BTU/year), more than $15 billion/year at today?s natural gas prices, while adding minimal cost to building infrastructure. This disruptive technology will claim a large share of the new and retrofit building market. Rapid market penetration will be driven by the classic value proposition much better performance for the same cost, eliminating the need for government subsidy. In the near term, the customers will be manufacturers of high-end windows for use in homes around the world. Germany and Russia have their own vacuum glass development programs; a successful development will ensure the U.S. stays at the forefront.This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project aspires to demonstrate the feasibility of removing residual surface gases from the inside of vacuum glass assemblies using a room temperature process. This necessary manufacturing step is traditionally achieved using a high-temperature bakeout process, which eliminates the possibility of supplying tempered vacuum glass (25% of the market). Research will be performed on an ambient pressure plasma degassing process, which can be carried out at room temperature. Risks include 1) failure to prevent re-adsorption of moisture prior to sealing leading to longer cycle times and short product life, 2) arcing due to the presence of the metal foil seal, low-emissivity metal coatings, 3) varying pane sizes in the same machine, and 4) excessive cycle time and inert gas wastage leading to high cost. This project will build upon atmospheric pressure surface treatment research by the subawardee, the Center for Plasma-Aided Manufacturing at the University of Wisconsin at Madison.
该项目更广泛的影响/商业潜力将是消除低成本真空玻璃商业化的障碍,这是一项重大的建筑能源效率改进。普遍使用(无法实现,但一个有用的参考点)可以减少美国总能源使用的5%(约4夸脱BTU/年),超过150亿美元/年在今天?的天然气价格,同时增加最低限度的成本,建设基础设施。这种颠覆性的技术将占据新建筑和改造建筑市场的很大份额。快速的市场渗透将受到经典价值主张的推动,即以相同的成本获得更好的性能,无需政府补贴。在短期内,客户将是世界各地家庭使用的高端窗户制造商。德国和俄罗斯都有自己的真空玻璃开发计划;成功的开发将确保美国保持领先地位。这个小型企业创新研究(SBIR)第一阶段项目旨在证明使用室温工艺从真空玻璃组件内部去除残留表面气体的可行性。传统上,这一必要的制造步骤是通过高温烘烤工艺实现的,这消除了供应钢化真空玻璃的可能性(市场份额为25%)。研究将在室温下进行的常压等离子体脱气工艺。风险包括:1)密封前无法防止水分重新吸附,导致循环时间延长和产品寿命缩短; 2)由于金属箔密封、低辐射金属涂层的存在而产生电弧; 3)同一机器中不同的窗格尺寸;以及4)过度循环时间和惰性气体浪费,导致成本升高。该项目将建立在大气压力表面处理研究的次级获奖者,中心等离子辅助制造在威斯康星州大学麦迪逊。

项目成果

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