CN105531237A - 用于隔热玻璃单元的真空窗用玻璃支柱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有成层的支柱的真空隔热玻璃单元。该玻璃单元包括两个窗格玻璃和在窗格玻璃之间的边缘密封件，其中窗格玻璃之间具有足够的真空间隙。多根支柱位于窗格玻璃之间作为隔离物，以保持真空间隙。支柱具有烧结陶瓷、α氧化铝或氧化锆主体和在该主体的表面上的功能层，该主体具有楔形侧壁。

Description

用于隔热玻璃单元的真空窗用玻璃支柱
背景技术
窗户是较差的热隔热体并且显著地促进建筑物热量损失和低能量效率。符合绿色建筑标准的需要推动对包括真空设计的节能隔热玻璃单元的采用。图1和图2示出真空隔热玻璃单元10。单元10包括由真空间隙隔开的两个窗格玻璃11和12。间隙中的支柱14保持窗格玻璃11和窗格玻璃12的分隔，窗格玻璃11和窗格玻璃12由边缘密封件13，通常是低熔点玻璃料，气密地密封在一起。有效地且具有成本效益地制造真空隔热玻璃单元可存在挑战，特别是合适支柱的选择、支柱的布置以及将窗格玻璃与真空间隙密封在一起。因此，存在对用于真空隔热玻璃单元的改进的支柱及制造它们的方法的需要。
发明内容
符合本发明的具有成层的支柱的真空隔热玻璃单元包括两个窗格玻璃和在窗格玻璃之间的边缘密封件，其中窗格玻璃之间具有足够的真空间隙。多根支柱位于第一窗格玻璃和第二窗格玻璃之间。支柱具有包括任选的功能层或涂层的主体。
附图说明
附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图连同具体实施方式阐明本发明的优点和原理。在这些附图中，
图1是真空隔热玻璃单元的分解透视图；
图2是真空隔热玻璃单元的侧面剖视图；
图3A-图3H是示例性支柱主体几何形状图；
图3I-图3K是具有功能涂层的示例性支柱主体几何形状图；
图3L是示出支柱的拔模斜度的图；
图4是示出模具中的支柱的机械取向的图；
图5A是理想支柱主体形状的侧面剖视图；
图5B是具有粗糙度的支柱主体的侧面剖视图；
图5C是具有粗糙度和翘曲的主体形状的侧面剖视图；
图6A是支柱第一实施例的侧面剖视图；
图6B是支柱第二实施例的侧面剖视图；
图6C是支柱第三实施例的侧面剖视图；
图6D是支柱第四实施例的侧面剖视图；
图6E是支柱第五实施例的侧面剖视图；
图6F是支柱第六实施例的侧面剖视图；
图6G是具有功能涂层的示例性支柱的侧面剖视图；
图7是用于支柱第一实施例的支柱递送膜模具的侧面剖视图；
图8是用于第一实施例的制造过程图；
图9A是用于支柱第二实施例的第一制造过程图；
图9B是用于支柱第二实施例的第二制造过程图；
图10是用于支柱第三实施例的制造过程图；
图11是用于支柱第四实施例的制造过程图；以及
图12是用于支柱第五实施例的制造过程图。
具体实施方式
本发明的实施例包括部分地通过复制过程形成的分立的支柱，其适于在真空隔热玻璃单元中使用。支柱材料包括陶瓷和纳米粒子填充的聚合物复合物。可使用拾取和放置技术(机械传送诸如机器人技术)、递送膜以及叠层转印膜来将支柱结合到真空隔热玻璃单元中。
用于真空隔热玻璃单元的递送膜的示例在M.B.Free等人于2013年9月13日提交的名称为“VacuumGlazingPillarsDeliveryFilmsandMethodsforInsulatedGlassUnits”(真空窗用玻璃支柱递送膜以及用于隔热玻璃单元的方法)的美国专利申请14/025,931中有所描述，该专利申请如同全文陈述一样以引用方式并入本文。叠层转印膜的示例在美国专利申请公布2014/0021492中有所描述，该专利申请公布如同全文陈述一样以引用方式并入本文。
用于真空窗用玻璃的支柱
高强度支柱是具有确定形状的分立的精密模制或复制的部件，并且用于如图1和图2所示的真空隔热玻璃单元。支柱用作隔离物以保持窗格玻璃隔开以及隔热玻璃单元内的至少足够的真空间隙。如图所示，窗格玻璃通常基本上彼此共同延伸，以形成完整的隔热玻璃单元。支柱可永久性地附着到窗格玻璃，并且任选地包括涂层，以允许窗格相对于彼此的一些移动。支柱由支柱主体和下列任选层中的一者或多者构成：粘结剂(持久的、短效的，或两者)；高强度平面化层；柔顺层；粘合剂层；取向层；玻璃料玻璃涂层；防静电涂层；低系数摩擦(COF)层；低导热率层；金属层；和类金刚石玻璃(DLG)层。这些任选层可以被实现为例如涂层。
支柱优选为具有约600μm或更小的直径(最大尺寸)以及约100μm至200μm的厚度的圆盘状。另选地，支柱可具有小于1000μm、或800μm、或600μm、或400μm、或200μm、或100μm的直径(最大尺寸)。支柱对真空窗用玻璃制造条件必须是稳定的，包括高温边缘玻璃料密封(～400℃)。它们通常还必须经受多种环境中外部窗户应用的多年使用，并且因此需要显著的光稳定性、机械稳定性以及热稳定性。
支柱主体是成形的陶瓷或复合部件，其具有优选地大约大于400MPa、或600MPa、或800MPa、或1GPa或2GPa的抗压强度，以及小于约40Wm-2°K-1，更优选地小于20Wm-2°K-1，以及最优选地小于10Wm-2°K-1的热导率。在一些实施例中，支柱主体包括陶瓷，诸如α氧化铝，并且通过溶胶凝胶前体(“溶胶凝胶法”)的模制而制造。在其他实施例中，支柱主体包括由热稳定丙烯酸酯单体或低聚物，或两者和纳米粒子填料诸如纳米氧化锆制成(“浇铸和固化法”)的热或辐射固化的复合物。用于支柱主体的材料包括下列各项：陶瓷纳米粒子(Al2O3、SiO2、ZrO2、SiC、Si3N4和它们的组合)；陶瓷前体诸如SSQ和聚硅氧烷；烧结陶瓷(Al2O3、SiO2、ZrO2、SiC、Si3N4等等)；玻璃陶瓷(MACOR产品、LAS系统、MAS系统、ZAS系统)；玻璃料；玻璃珠或玻璃泡；金属；以及它们的组合。
由于陶瓷中的孔对光的散射，陶瓷外观通常是不透明的。为了实现甚至有限的半透明水平，陶瓷密度通常大于理论值的99％。较高的清晰度可需要99.9％之上或甚至99.9％的水平。本领域中已知的用于实现非常高的陶瓷材料密度的两种方法是热等静压和放电等离子烧结。然而，这些方法所需的设备是相对昂贵的，需要保护性大气环境，并且/或者在此设备中使用的石墨模具可导致通过化学还原(金属氧化物失去氧)的陶瓷的变色。
本发明的一个实施例提供了无裂缝结晶金属氧化物制品，所述制品具有等于或小于600m的x、y和z维度，以及至少98.5％(在一些实施例中，99％、99.5％、99.9％或甚至至少99.99％)理论密度的密度，其中至少70摩尔％的结晶金属氧化物为Zr02，其中1摩尔％至15摩尔％(在一些实施例中1摩尔％至9摩尔％)的结晶金属氧化物为Y2O3，并且其中Zr02具有75纳米至400纳米的范围内的平均晶粒尺寸。在计算理论密度时，通过XRD针对每种组合物测量单位晶胞的体积，或经由离子半径和晶型来计算。
其中
N＝单位晶胞中的原子数；
A＝原子重量[kgmol']；
V＝单位晶胞体积[m3]；以及
N＝阿伏伽德罗数[原子mol']。
支柱主体可通过模制方法制造。如图3A-3F所示，主体的形状由在制造过程中使用的模具确定，并且优选具有用于侧壁的六边形或八边形。主体还在侧壁之间具有表面，用于抵靠真空隔热玻璃单元的窗格玻璃放置。以下内容是示例性支柱形状。支柱16具有楔形六边形形状(图3A)。支柱17具有包括缺口18的楔形六边形形状(图3B)。支柱19具有包括缺口20和凹口21的楔形六边形形状(图3C)。支柱22具有楔形八边形形状(图3D)。支柱23具有包括缺口24的楔形八边形形状(图3E)。支柱25具有包括缺口26和凹口27的楔形八边形形状(图3F)。支柱28具有楔形圆盘形状(图3G)。支柱29具有包括成形的侧壁的楔形圆盘形状(图3H)。其它形状是可能的，诸如12边形主体和非楔形形状。
另外，如通过图3I-3K中示例性支柱所示，支柱主体可包含功能涂层。烧结的陶瓷主体150包功能涂层151(图3I)。烧结的陶瓷主体152包括功能涂层153(图3J)。烧结的陶瓷主体154包括功能涂层155(图3K)。
如图3A-H所示，通过设计，支柱侧壁是倾斜的或楔形的，以便改善模具释放。如图3L所示，其示出支柱的侧视图，面37(具有小于相背对表面38的面积)和倾斜侧壁39之间的拔模斜度可以变化以改变每个面37和38的相对尺寸。在各种实施例中，拔模斜度可在约95°至约130°之间、或在约95°至约125°、或在约95°至约120°之间、或在约95°至约115°之间、或在约95°至约110°之间、或在约95°至约105°、或在约95°至约100°之间。
如图3B、图3C、图3E和图3F所示，主体可具有中心缺口，以在溶胶凝胶陶瓷前体的干燥期间改善均匀度，以改善平面化材料的粘结，或在涂布、分类或定位过程期间促进两个主表面的机械分化。例如，图4示出模具30，其具有与支柱31上的缺口33配合的突出部32。如图3C和图3F所示，如果主体具有中心缺口，其还可在凹进侧面的最外表面中具有一个或多个凹口，以有助于在降压期间通风以及降低干燥引起的应力。中心缺口不需要中心位于支柱主体上的中心处，而是在支柱主体的中心区域内。
支柱可是单一的或复合的。复合支柱可包括高抗压强度的烧结陶瓷芯和一个或多个功能层。另选地，复合支柱可包括热稳定的有机、无机或混合聚合物粘结剂和无机纳米粒子填料。
单一的支柱主体可通过溶胶凝胶法制造。该过程涉及在连续带上凝胶团粒的模制、干燥、脱模以及烧结。该过程可产生具有一些不对称性的主体。制造侧面期间与模具接触的表面可比接触空气界面的表面平滑。此外，干燥期间样本可翘曲或轻微地横向翘曲，以形成具有凹面空气侧面和凸面模具侧面的支柱。例如，图5A示出具有理想横截面形状的支柱主体34，图5B示出具有粗糙度的支柱主体35，并且图5C示出具有粗糙度和翘曲的支柱主体36。使用较高固含量的溶胶和较慢的干燥过程导致由于干燥收缩的降低的横向翘曲。最优化材料和工艺参数以补偿不均匀收缩，以及保持支柱平坦。用于制备溶胶凝胶支柱主体的最佳条件可产生分立的支柱，其适于在不具有另外修改的真空隔热窗用玻璃中使用。
涉及气凝胶中间体致密化的修改的溶胶凝胶法已显示出在干燥过程期间大大地改善了保真性并且最小化横向翘曲或失真。
在任选步骤中，通过浸渍法引入改性添加剂可为期望的。水溶性盐可通过浸渍引入到已煅烧的支柱主体的孔中。然后支柱主体被再次预先点火。该选项在欧洲专利公布293,163中进一步有所描述。将支柱主体在大约650℃下煅烧，然后用以下浓度(以氧化物记录)的混合硝酸盐溶液饱和：MgO、Y203、Nd203以及La203中每种的1.8％。去除过量的硝酸盐溶液，并使具有开口的饱和的支柱主体干燥，然后在650℃下再次煅烧，并在大约1400℃下烧结。煅烧和烧结均采用管式回转炉进行。
基于纳米粒子填充聚合物的复合支柱可作为糊剂浇铸到模具中。糊剂包含热或辐射固化复合粘结剂制剂和无机纳米粒子。
粘结剂制剂可基于热稳定的有机、无机或混合聚合物。这些材料通常在暴露于最多至350℃的温度时在尺寸上稳定。优选地，粘结剂材料具有低的热导率，这将减少热量从外部到内部窗格玻璃的转移。
热稳定的有机聚合物粘合剂组分可从，但不限于，以下组中选择材料：聚酰亚胺、聚酰胺、聚亚苯基、聚苯醚、聚芳酰胺(例如，来自杜邦(Dupont)的KEVLAR产品)、聚砜、聚硫化物、聚苯并咪唑以及聚碳酸酯。可使用的一种示例性聚合物是由沙伯基础创新塑料(SABICInnovativePlastics)制造的ULTEM产品(聚醚酰亚胺)。另一种示例性材料是酰亚胺扩展的双马来酰亚胺诸如购自设计师分子公司(加利福尼亚州圣地亚哥)(DesignerMolecules(SanDiego，CA))的BMI-1700，其可在低温下熔化处理并然后固化以形成交联的聚酰亚胺网络。
聚合物粘结剂可包括热稳定的无机物、硅氧烷或混合的聚合物种类。这些材料通常在暴露于最多至350℃的温度时在尺寸上稳定。无定形有机聚硅氧烷网络，由有机硅氧烷前体的缩合衍生的化学键网络，是合适的热稳定聚合物粘合剂的示例。倍半硅氧烷或聚倍半硅氧烷由具有与三个桥氧原子配位的硅的基本分子单元衍生。正因为如此，倍半硅氧烷可形成各种各样的复杂的三维形状。可使用各种聚倍半硅氧烷，例如，聚甲基倍半硅氧烷、聚辛基倍半硅氧烷、聚苯基倍半硅氧烷以及聚乙烯基半硅氧烷。合适的具体的聚倍半硅氧烷包括但不限于，来自密西西比州哈蒂斯堡的混合塑料(HybridPlasticsofHattiesburg,Mississippi)芳基聚低聚倍半硅氧烷(acrylopolyoligomericsilsesquioxane)(产品编号MA0736)；来自俄亥俄州哥伦布的Techneglas(TechneglasofColumbus,Ohio)且以标签GR653L、GR654L以及GR650F出售的聚甲基硅半倍氧烷；来自俄亥俄州哥伦布的Techneglas(TechneglasofColumbus,Ohio)且以标签GR950F出售的聚苯基倍半硅氧烷；来自俄亥俄州哥伦布的Techneglas(TechneglasofColumbus,Ohio)且以标签GR9O8F出售的聚甲基苯基倍半硅氧烷。
聚合物粘合剂还可包含其它的烷氧基硅烷，诸如四烷氧基硅烷和烷基三烷氧基硅烷，其具有下式：(R')xSi--(OR2)y，其中R'可为烷基、烷基芳基、芳烷基、芳基、乙醇、聚乙二醇或聚醚基团或它们的组合或混合物；R2可以是烷基、乙酰氧基或甲氧基乙氧基基团或它们的混合物，x＝0至3且y＝4至1，附带条件x+y＝4。可加入包括一烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷的一种或多种烷氧基硅烷，以控制有机硅氧烷网络的交联密度，并控制有机硅氧烷网络的物理特性，其包括柔韧性和附着力促进。此类烷氧基硅烷的示例包括但不限于四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷以及甲基三甲氧基硅烷。此类成分可以约0重量％至50重量％的量存在。
纳米粒子可包括二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、氧化铝、粘土、金属或其他无机材料。纳米粒子的填塞通常大于50vol％。
柔顺平面化层是功能层的一个示例，其可作为层或包层涂层围绕高抗压强度的烧结陶瓷支柱主体涂覆，并且柔顺平面化层是用来使主要的支柱主体表面的一个或两个平坦和平滑的热稳定的交联纳米复合物。平面化层还可允许在隔热玻璃单元的制造期间支柱的轻微压缩，并且因此降低在排空时对减压或其他环境冲击的玻璃破裂引发或传播的可能性。平面化层包含有机、无机或混合聚合物粘结剂和任选的无机纳米粒子填料。
聚合物粘结剂可包括热稳定的有机聚合物种类。这些材料通常在暴露于最多至350℃的温度时在尺寸上稳定。优选地，粘结剂材料具有低的热导率，这将减少热量从外部到内部窗格玻璃的转移。
热稳定的有机聚合物粘组分可从，但不限于下列组中选择材料：聚酰亚胺、聚酰胺、聚亚苯基、聚苯醚、聚芳酰胺(例如，来自杜邦(Dupont)的KEVLAR产品)、聚砜、聚硫化物、聚苯并咪唑以及聚碳酸酯。可使用的一个种示例性聚合物是由沙伯基础创新塑料(SABICInnovativePlastics)制造的ULTEM产品(聚醚酰亚胺)。另一种示例性材料是酰亚胺扩展的双马来酰亚胺诸如购自设计师分子公司(加利福尼亚州圣地亚哥)(DesignerMolecules(SanDiego，CA))的BMI-1700，其可在低温下熔化处理并然后固化以形成交联的聚酰亚胺网络。
柔顺层聚合物粘结剂可包括热稳定的无机物、硅氧烷或混合的聚合物种类。这些材料通常在暴露于最多至350℃的温度时在尺寸上稳定。无定形有机聚硅氧烷网络，从有机硅氧烷前体的缩合衍生的化学键网络，是一个合适的热稳定聚合物粘合剂的实例。倍半硅氧烷或聚倍半硅氧烷从具有与三个桥氧原子配位的硅的基本分子单元衍生。正因为如此，倍半硅氧烷可形成各种各样的复杂的三维形状。各种聚倍半硅氧烷可被使用，例如，聚甲基硅倍半氧烷、聚辛基倍半硅氧烷、聚苯基倍半硅氧烷以及聚乙烯基倍半硅氧烷。合适的具体的聚倍半硅氧烷包括但不限于，来自密西西比州哈蒂斯堡的混合塑料(HybridPlasticsofHattiesburg,Mississippi)芳基聚低聚倍半硅氧烷(acrylopolyoligomericsilsesquioxane)(产品编号MA0736)；来自俄亥俄州哥伦布的Techneglas(TechneglasofColumbus,Ohio)且以标签GR653L、GR654L以及GR650F出售的聚甲基硅半倍氧烷；来自俄亥俄州哥伦布的Techneglas(TechneglasofColumbus,Ohio)且以标签GR950F出售的聚苯基倍半硅氧烷；来自俄亥俄州哥伦布的Techneglas(TechneglasofColumbus,Ohio)且以标签GR9O8F出售的聚甲基苯基倍半硅氧烷。
柔顺层聚合物粘合剂还可包含其它的烷氧基硅烷，诸如四甲氧基硅烷和烷基三烷氧基硅烷，其具有下式：(R')xSi--(OR2)y，其中R'可为烷基、烷基芳基、芳烷基、芳基、乙醇、聚乙二醇或聚醚基团或它们的组合或混合物；R2可以是烷基、乙酰氧基或甲氧基乙氧基基团或它们的混合物，x＝0至3且y＝4至1，附带条件x+y＝4。可加入包括一烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷的一种或多种烷氧基硅烷，以控制有机硅氧烷网络的交联密度，并控制有机硅氧烷网络的物理特性，其包括柔韧性和附着力促进。此类烷氧基硅烷的示例包括但不限于四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷以及甲基三甲氧基硅烷。此类成分可以大约0重量％至50重量％的量存在。
复合支柱的平面化过程可通过在支柱主体上一个或两个主表面上的平面化材料的热或辐射固化来进行，同时它在两个平坦表面之间。组合物可与复合支柱的组合物相同。平面化层可具有粘合剂或润滑剂特征。
柔顺粘合剂层含热或辐射敏感性倍半硅氧烷、光引发剂以及纳米粒子填料。材料可光化学地交联，然后被加热以引发倍半硅氧烷的硅醇基的缩合，从而形成耐久的、热稳定的材料。除提供在支柱和窗格玻璃中的一个之间的粘附性之外，粘合剂层可用于设定最终支柱高度，并且限定(最小化)支柱高度变化。
取向层是施加至支柱主体的材料，同时它仍然在模具中。取向可在模具侧面或空气侧面上。取向层的功能是在将支柱放置到表面期间物理地或化学地区分模具侧面和空气侧面。取向层可是导电的或静电耗散的、铁磁性的、离子的、疏水的或亲水性的。
玻璃料玻璃涂料是低熔点玻璃微粒在牺牲粘结剂中的分散体，其均匀地施加至支柱主体外部。在真空隔热玻璃单元装配过程期间，牺牲粘结剂被热分解，并且玻璃料流动以形成粘合于窗格玻璃中的一个或两个的粘合剂。牺牲聚合物诸如，例如，硝化纤维素、乙基纤维素、亚烃基聚碳酸酯、[甲基]丙烯酸酯以及聚降冰片烯可以用作粘结剂。
低COF层可为促进支柱主体和平坦表面(例如，真空隔热玻璃单元中内玻璃表面中的一个)之间滑动的热稳定材料。层可以包括氟硅烷单层、氟化纳米粒子填充的聚酰胺(例如，CorinXLS、NeXolve、Huntsville、AL)，低表面能量聚合物的薄涂层(例如，PVDF或PTFE)、类金刚石碳(DLC)层或包含石墨或其它热稳定的润滑材料的层状层。
复合支柱构造
如图6A到图6F所示，描述了高强度支柱的六种基本构造类型。每种构造还可包括附加层和涂层，诸如上面列出的那些。
图6A是由高强度单一支柱40组成的支柱第一实施例的侧面剖视图；支柱主体是包含无机纳米粉末(例如，硅石、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、粘土或银)和热稳定粘结剂的高度填充的纳米复合物。制造过程导致具有平滑平坦主表面的支柱主体。
图6B是由烧结陶瓷支柱主体41组成的支柱第二实施例的侧面剖视图。支柱主体是具有平滑的模具侧表面54和空气侧表面53的烧结陶瓷。在一些实施例中，支柱模制过程可产生有平滑的空气侧表面和模具侧表面。在其它实施例中，过程可导致具有平滑的模具侧表面和粗糙的空气侧表面的支柱。平滑的表面被定义为那些具有小于1微米的平均粗糙度(Ra)的表面。如果微刺具有大于10微米、5微米或1微米的高度，空气侧表面的粗糙度可需要平面化。侧壁可具有在90°和130°之间的拔模斜度。
图6C是由封入平面化材料43中的陶瓷支柱主体42组成的支柱第三实施例的侧面剖视图。支柱主体与支柱41相同或类似，并且完全封入在热稳定复合涂层内。复合涂层的主表面是平滑和平坦的，虽然支柱主体可为粗糙或翘曲的。
图6D是由具有陶瓷和复合主表面的陶瓷支柱主体44组成的支柱第四实施例的侧面剖视图。支柱主体具有锥形缺口46，以在支柱制作期间确保其取向。这种取向允许顶表面借助复合材料45被平面化，从而导致一个陶瓷主表面和另一个复合主表面。表面都是平滑和平坦的。
图6E是由具有带涂层的和复合主表面的陶瓷支柱主体47组成的支柱第五实施例的侧面剖视图。支柱主体具有锥形缺口50，以在支柱制作期间允许其取向。如下所述，在接收烧结陶瓷支柱之前放置模具是预涂覆的，从而允许顶表面借助复合材料48被平面化，并且允许底部包括辅助性涂层49(例如，低COF、粘合剂、金属、DLG或DLC)。表面都是平滑和平坦的。
图6F是由封入包含涂层52的玻璃中的烧结陶瓷支柱主体51组成的支柱第六实施例的侧面剖视图。支柱主体是支柱40类型的，并且被完全封入在涂层内，所述涂层包含低熔点玻璃超细粉(玻璃料)、任选的无机纳米粒子以及可热分解的热塑性粘结剂。表面不必要是平滑或平坦的。在真空隔热玻璃单元制造过程期间，热塑性粘结剂通过分解被去除，并且玻璃料流动并弄湿一个或两个窗格的玻璃表面。
图6G是具有功能涂层的示例性支柱的侧面剖视图。具体地，烧结陶瓷主体55被封入功能涂层56内。
支柱制造过程
图6A所示的支柱作为未固化树脂制剂被直接浇铸到支柱递送膜模具中。图7是用于支柱第一实施例的支柱递送膜模具的侧面剖视图。膜模具包括支撑膜60和具有腔62的牺牲热塑性树脂模具61。不发生脱模直到支柱被传输到窗格玻璃表面上。膜递送设计需要牺牲模具和模制复合物两者的叠层转印。通过加热玻璃基底，在转印后去除牺牲材料。
支柱递送膜模具上模具腔的间距与真空隔热玻璃单元上所需的间距相同。
图8是用于支柱第一实施例的制造过程图。树脂64可通过喷嘴或通过涂覆和多于材料的刮除递送到模具腔63中(步骤65)。模具材料是牺牲热塑性树脂，其可被均匀地涂覆在支撑膜上，或作为小点或斑点涂覆在模具腔区域内中。一旦模具腔被填充，就应用具有剥离表面(衬件)的层压膜，以使树脂的顶表面平滑和平面化树脂的顶表面(步骤66)。然后在模具中固化树脂(步骤67)，以形成纳米复合物支柱递送膜(步骤68)。在这个阶段，附加涂层(例如，粘合剂或润滑剂)可通过去除衬件印刷或涂覆。
图9A是用于图6B所示的支柱第二实施例的第一制造过程图；使用溶胶-凝胶材料71，陶瓷支柱作为溶胶凝胶前体被浇铸到支柱主体模具70中。溶胶凝胶前体由室温去离子水、勃姆石，例如，来自沙索(Sasol)的氧化铝DIPERSAL产品，以及使用高剪切搅拌器混合15分钟的硝酸组成。使所混合的制剂胶化一段时间(2小时-24小时)。溶胶凝胶粘度是由成分和老化时间控制的工艺参数。释放剂被大量地施加至支柱主体模具，并且溶胶凝胶通过刮刀涂覆法被压入模具腔中，最优化所述刮刀涂覆法以确保良好的填充(步骤72)。模具的填充取决于涂覆材料、涂覆方法以及涂覆工艺参数。所经涂覆模具被放置在230℉的烘箱中，并且溶胶凝胶首先被干燥到预定的潮湿水平(0％-35％)(步骤73)，并且然后通过具有任选成形的控制过程从支柱主体模具去除(步骤74)。然后分立的支柱在旋转窑中在高温下煅烧(缩合和粘结剂去除)和烧结(致密化)(步骤75和步骤78)，从而产生烧结陶瓷支柱主体(步骤79)。步骤75可任选地包括支柱与另一种材料的浸渍，例如以填充空隙，以及组合的煅烧(步骤76和步骤77)。支柱主体模具经设计在两个加热步骤期间补偿溶胶凝胶的收缩。
图9B是用于支柱第二实施例的第二制造过程图。使用加入聚合性表面调节剂和任选的共聚单体132的溶胶-凝胶131，陶瓷支柱作为溶胶凝胶前体被浇铸到支柱主体模具130中。溶胶凝胶前体由包含室温去离子水、勃姆石，例如，来自沙索(Sasol)的氧化铝DIPERSAL产品，以及使用高剪切搅拌器混合15分钟的硝酸组成。允许经混合的制剂胶化一段时间(2小时-24小时)。溶胶凝胶粘度是由组合物和老化时间控制的工艺参数。释放剂被大量地施加至支柱主体模具，并且溶胶凝胶通过刮刀涂覆法被压入模具腔，最优化所述刮刀涂覆法以确保良好的填充(步骤133)。模具的填充取决于涂覆材料、涂覆方法以及涂覆工艺参数。经涂覆模具被放置在230℉的烘箱中，并且溶胶凝胶首先被干燥到预定的潮湿水平(0％-35％)(步骤73)，然后通过控制过程从支柱主体模具去除，所述控制过程包括具有任选成形的脱模以及然后去除溶剂或去除溶剂以及然后具有任选成形的脱模(步骤137和步骤138)。然后分立的支柱在旋转窑中在高温下烘除、煅烧(缩合和粘结剂去除)和烧结(致密化)(步骤139、步骤140和步骤141)，产生烧结陶瓷支柱主体(步骤142)。支柱主体模具经设计在两个加热步骤期间补偿溶胶凝胶的收缩。
图6C-图6E所示的三根支柱类型的制造包括将陶瓷主体插入支柱递送膜模具中，所述支柱递送膜模具比陶瓷支柱主体大。
图10是用于图6C所示支柱的制造过程图。对于这些类型的支柱，具有腔81的膜模具80在陶瓷主体83被插进之前预填充有复合树脂，直到它们被材料82封闭(步骤85和步骤86)。填充的递送膜用剥离衬件84覆膜，以在热或辐射固化前使复合树脂的顶表面平面化(步骤87)。结果是具有复合支柱的递送膜(步骤88和步骤89)，各自具有平滑的、平坦的、平行的主表面。
图11是用于图6D所示支柱的制造过程图。对于这些类型的支柱，具有腔91的膜模具90具有突出部92，其相对应于烧结陶瓷主体93的平滑模具侧面上的缺口94。填充过程经设计选择性地将烧结陶瓷主体安置在具有成对的锥形表面的模具腔中(步骤97)。具有烧结陶瓷主体的模具腔然后填充有复合树脂95(步骤98)，用剥离衬件96覆膜，以及按照图10所示的过程固化(步骤99)。结果是具有平坦的、平行的主表面的复合支柱(步骤100)，一个表面由烧结陶瓷组成，另一个表面由复合物组成。
图12是用于图6D所示支柱的制造过程图。对于这些类型的支柱，具有腔111的膜模具110具有锥形突出部112，其相对应于具有如图6D所示类型支柱的陶瓷主体113的平滑的模具侧面上的缺口114。模具腔首先通过真空沉淀、喷墨印刷、丝网印刷等等涂覆有薄膜115。腔然后组装有陶瓷主体(步骤120)，填充复合树脂116(步骤121)，以及用剥离衬件117覆膜以及按照如图10中所示的过程固化(步骤122)。结果是具有平坦的、平行的主表面的复合支柱(步骤123)，一个表面由烧结陶瓷组成，另一个表面由薄的涂覆材料组成。
图6F所示的支柱被封装在低熔点玻璃料粉末和牺牲热塑性粘结剂的薄分散体中。涂覆可在溶液中或通过在流化床中喷涂完成。带涂层的支柱被干燥，以去除溶剂。
在上述制造过程中，可在所述步骤内使用附加的或补充的步骤。在上述制造过程的一些侧面剖视图中，仅为了进行示意性的说明，仅示出一个模具和相对应的支柱。这些过程通常包括许多制作用于递送到真空隔热玻璃单元的支柱的模具和支柱。用于制作支柱的其它材料的示例在PCT专利申请公布WO2013/0055432中公开，该专利申请公布如同全文陈述一样以引用方式并入本文。
在一些实施例中，使用本文所述的工艺、支柱构造以及材料，可使多根支柱基本上类似。例如，可使1000或更多的支柱包括沿它们的横截面具有小于5％的标准偏差的支柱主体。
实例：
实例1：支柱第一实施例(图6A)
FILTEKSupremePlus产品(明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany,St.Paul,MN))，硅石和氧化锆纳米粒子填充的甲基丙烯酸酯树脂经刮刀涂覆在聚合物工具和2密耳未涂底漆的PET薄板之间。样品在空气中50fpm下使用4道次紫外线辐射(RPC工业紫外处理器QC120233AN/DR，伊利诺伊州普兰菲尔德(RPCIndustriesUVProcessorQC120233AN/DR,Plainfield,IL))通过PET交联。去除PET，并且通过将工具弯曲较小半径，固化的支柱从聚合物工具释放。UV固化的纳米复合物的共焦显微镜表面分析示出这个支柱的表面是平滑的(Ra～500nm)，并且示出这个支柱是平坦的，横跨整个支柱的高度有+/-1μm的变化。
实例2：支柱第二实施例(图6B)
烧结的Al 2 O 3 支柱主体。
使用以下配方制备的勃姆石溶胶-凝胶样品：通过将含水(2400份)和70％水性硝酸(72份)的溶液高剪切混合约15分钟，分散商标为“DISPERAL”的氧化铝一水合物粉末(1600份)。在涂覆前将所得溶胶-凝胶老化至少1小时。用油灰刀将溶胶凝胶压入聚合物模具的三角形形状腔中，从而腔被完全地填充。腔具有约250m的深度，并且每一个侧面上是1mm。模具侧壁和底部的拔模斜度是8°。在用凝胶溶胶填充模具之前，脱模剂被涂覆到模具上，然后多余的甲醇通过在45℃的烘箱中加热5分钟被去除。溶胶凝胶填充的模具放置在45℃的空气对流烘箱中至少45分钟，以进行干燥。通过将成形的部件弯曲较小的半径，成形的部件从模具去除，然后将支柱主体在约650℃下煅烧，然后用以下浓度(以氧化物记录)的硝酸盐溶液饱和：1.8％MgO。去除过量的硝酸盐溶液，并使饱和的支柱主体干燥，然后再次将粒子在650℃下煅烧并然后且在约1400℃下烧结。煅烧和烧结均采用管式回转炉进行。
烧结的Al2O3支柱主体的共焦显微镜表面分析示出这个支柱的工具侧表面(Ra～3.6μm)比空气侧表面(Ra～1.1μm)平滑，并且示出这个支柱是横向翘曲的，横跨整个支柱表面的高度有+8/-2μm的变化。
实例3：支柱第三实施例(图6C)。
具有包括约250m的深度，在每个侧面上是1mm以及8°的拔模斜度的三角形腔的聚合物工具填充有FILTEKSupremePlus产品，并且来自实例2中的各个烧结的Al2O3支柱主体被压人树脂中。多余的树脂从工具上刮掉，一片2密耳的未涂底漆的PET被放置在填充的工具的顶部，并且样品在空气中50fpm下使用4道次的紫外线辐射(RPC工业UV处理器QC120233AN/DR，伊利诺伊州普兰菲尔德(RPCIndustriesUVProcessorQC120233AN/DR，Plainfield，IL))通过PET交联。通过将工具弯曲较小半径，封装的和平面化的支柱从聚合物工具释放。这个带涂层的、平面化的支柱在50X下的光显微镜图像示出支柱表现为由不透明的纳米粒子树脂围绕的光芯。
实例4：支柱第四实施例(图6D)
FILTEKSupremePlus产品被逐滴施加至2密耳未涂底漆的PET，并且来自实例2的各个类型的烧结Al2O3支柱主体被压入树脂中。样品在空气中50fpm下使用4道次紫外线辐射(RPC工业UV处理器QC120233AN/DR，伊利诺伊州普兰菲尔德(RPCIndustriesUVProcessorQC120233AN/DR，Plainfield，IL))交联。使用剃须刀刀片去除围绕支柱的任何多余的树脂。通过将其弯曲较小半径，平面化的支柱从PET释放。这个带涂层的平面化的支柱在50X下的光显微镜图像示出支柱表现为具有使一个表面平面化的不透明的纳米粒子树脂的光核心。
实例5：支柱第三实施例(图6C)
AcryloPOSS(多面体低聚倍半硅氧烷)溶液
通过加入10克AcryloPOSSMA0736(混合塑料公司，55WLRunnelsIndustrial大道，宾夕法尼亚州哈帝斯堡39401(HybridPlastics，Inc.，55WLRunnelsIndustrialDrive，Hattiesburg，PA39401))和0.1克Irgacure1173(BASF公司，11501SteeleCreek路，北卡罗莱纳州夏洛特28273(BASFCorporation，11501SteeleCreekRoad，Charlotte，NC28273))到40ml小瓶制成树脂预混物。预混物混合约30分钟，以确保光引发剂完全溶解。
硅石/氧化锆微粒粉末：
1,065.6克的31重量％胶态二氧化硅水溶胶(37LudoxLS"，商购自美国明尼苏达州哥伦比亚W.R.格雷斯公司(W.R.Grace&Co.Columbia，MD，USA))通过加入11克浓硝酸被酸化，以1:1的比例用去离子水稀释，然后通过串联放置的2微细过滤器过滤。第一微细过滤器是具有2微米的孔径的“BallstongradeB”过滤器，并且第二微细过滤器是具有0.25微米的孔径的“BallstongradeAA”过滤器。492.8克水性乙酸氧锆(包含25重量％等效的Zr02)被类似地稀释和过滤。水性乙酸氧锆被放置在玻璃烧杯中并用安装在玻璃棒上的尼农刀片搅拌，且通过空气搅拌电机旋转。胶态二氧化硅水溶胶慢慢地倾注到形成于搅拌的水性乙酸氧锆中的涡旋，以提供包含摩尔比为5.5:1的等效的Si02:Zr02。所得混合物搅拌15分钟，然后喷雾干燥以形成弱凝聚粉末。通过12毫米长陶瓷棒介质，该粉末然后在12毫米直径的陶瓷磨罐中球磨45分钟的总研磨时间。
研磨的粉末被放置在深度约为19毫米的矩形玻璃状硅石烧箱中，并在马弗炉中400℃下加热16小时。然后每半个小时马弗炉的温度升高100℃。在900℃下半个小时后，马弗炉的温度升高到950℃维持一个小时和1000℃维持三个小时。将烧箱从马弗炉中去除，并使之在空气中冷却。所得经焙烧的粉末呈弱凝聚且外观为白色。它在上述的陶瓷球磨机中研磨5分钟至15分钟。研磨的粉末具有通过动态光散射的强度测量的颗粒的双峰分布，范围为1-2微米的大颗粒和范围为100纳米-300纳米的小颗粒。
通过将100克具有200毫升环己烷的粉末制浆30分钟，研磨的粉末经硅烷处理。7.5克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(商购自美国马萨诸塞州阿法埃莎沃德山(AlfaAesarWardHill,MA,USA)和2克正丙胺的混合物被加入浆液。允许混合持续一个小时。然后浆液被喷雾干燥以去除环己烷，从而导致硅烷处理的硅石/氧化锆微粒。
AcryloPOSS硅石/ZrO 2 粉末溶液：
2.0克硅烷处理的硅石/ZrO2粉末和0.5克AcryloPOSS溶液被加入PET小瓶。将混合物在行星式混合器(新基公司，型号AR-250，日本大阪(ThinkyCorporation,modelAR-250,Osaka,Japan))搅动两个各为2分钟的周期，以形成均匀的混合物。
带涂层的支柱
具有包括约250m的深度，在每个侧面上是1mm以及8°的拔模斜度的三角形腔的聚合物工具填充有AcryloPOSS硅石/氧化锆树脂混合物，并且来自实例2中的各个烧结的Al2O3支柱主体被压人树脂中。多余的树脂从工具上刮掉，一片2密耳的未涂底漆的PET被放置在填充的工具的顶部，并且样品在空气中50fpm下使用4道次的紫外线辐射(RPC工业UV处理器QC120233AN/DR，伊利诺伊州普兰菲尔德(RPCIndustriesUVProcessorQC120233AN/DR,Plainfield,IL))通过PET交联。通过将工具弯曲较小半径，封装的和平面化的支柱从聚合物工具释放。
实例6：支柱第六实施例(图6F)
通过在行星式混合器(新基公司，型号AR-250，日本大阪(ThinkyCorporation,modelAR-250,Osaka,Japan))中混合以下成分，配制包含树脂的玻璃料/硅石纳米粒子：0.97克聚氨酯丙烯酸酯低聚物GX-8755A(商购自从第一工业制药，日本京都(Dai-ichiKogyoSeiyaku,Kyoto,Japan))、1.0克三丙二醇正丁醚(美国密苏里州圣路易斯西格玛奥德里奇公司(Sigma-AldrichSt.Louis,MO,USA))、0.4克Disperbyk-111(购自康涅狄格州沃灵福德的BYK美国公司(BYKUSA,Wallingford,CT))、0.3克LucirinTPO(美国新泽西州巴斯夫弗伦翰公园(BASFFlorhamPark,NJ,USA))、7克Ferro2934玻璃料(美国俄亥俄州克利夫兰菲柔公司(FerroCorporation,Cleveland,OH,USA))以及1克硅烷处理的硅石/ZrO2粉末。树脂被混合两个分别为2分钟的周期，以形成均匀的混合物。
具有包括约250m的深度，在每个侧面上是1mm以及8°的拔模斜度的三角形腔的聚合物工具填充有玻璃料树脂混合物，并且来自实例2中的各个烧结的Al2O3支柱主体被压人树脂中。多余的树脂从工具上刮掉，一片2密耳的未涂底漆的PET被放置在填充的工具的顶部，并且样品在空气中50fpm下使用4道次的紫外线辐射(RPC工业UV处理器QC120233AN/DR，伊利诺伊州普兰菲尔德(RPCIndustriesUVProcessorQC120233AN/DR,Plainfield,IL))通过PET交联。通过将工具弯曲较小半径，封装的和平面化的支柱从聚合物工具释放。
实例7：支柱第三实施例(图6C)
Si/Zr树脂制剂：
2.0克硅烷处理的硅石/氧化锆粉末和0.2克LucirinTPO美国新泽西州巴斯夫弗伦翰公园(BASFFlorhamPark,NJ,USA))，其中加入12克双马来酰亚胺BMI-1700(设计师分子公司,加利福尼亚州圣地亚哥(DesignerMolecules,SanDiego,CA,USA))，并且在高速混合器器(FlackTek公司，美国南卡罗来那州(FlackTekInc,Landrum,SC,USA))中3000rpm下混合1分钟。
带涂层的支柱：
具有包括约250m的深度，在每个侧面上是1mm以及8°的拔模斜度的三角形腔的聚合物工具填充有硅石/氧化锆树脂混合物，其在100℃下在烘炉中加热10分钟-15分钟。来自实例2中的各个烧结的Al2O3支柱主体被压入树脂中，同时其仍然是温热的。多余的树脂从工具上刮掉，一片2密耳的未涂底漆的PET被放置在填充的工具的顶部，并且样品通过在空气中50fpm下使用4道次的紫外线辐射(RPC工业UV处理器QC120233AN/DR，伊利诺伊州普兰菲尔德(RPCIndustriesUVProcessorQC120233AN/DR,Plainfield,IL))通过PET交联。通过将工具弯曲较小半径，封装的和平面化的支柱从聚合物工具释放。
实例8：支柱第三实施例(图6C)
Si/Zr/PTFE树脂制剂：
1.0克硅烷处理的硅石/氧化锆粉末，1.0克PTFE珠(微粉公司，美国新泽西州塔利顿(Micropowders,Inc.Tarrytown,NJ,USA))，以及0.2克LucirinTPO(美国新泽西州巴斯夫弗伦翰公园(BASFFlorhamPark,NJ,USA))，其中加入12克双马来酰亚胺BMI-1700(设计师分子公司,加利福尼亚州圣地亚哥(DesignerMolecules,SanDiego,CA,USA))，并且在高速混合器器FlackTek公司，美国南卡罗来那州(FlackTekInc,Landrum,SC,USA))中在3000rpm下混合1分钟。
带涂层的支柱：
具有包括约250m的深度，在每个侧面上是1mm以及8°的拔模斜度的三角形腔的聚合物工具填充有Si/Zr/PTFE树脂混合物，其已在100℃的烘炉中加热10分钟-15分钟。来自实例2中的各个烧结的Al2O3支柱主体被压入树脂中，同时其仍然是温热的。多余的树脂从工具上刮掉，一片2密耳的未涂底漆的PET被放置在填充的工具的顶部，并且样品通过在空气中50fpm下使用4道次的紫外线辐射(RPC工业UV处理器QC120233AN/DR，伊利诺伊州普兰菲尔德(RPCIndustriesUVProcessorQC120233AN/DR，Plainfield，IL))通过PET交联。通过将工具弯曲较小半径，封装的和平面化的支柱从聚合物工具释放。
实例9：ZrO 2 支柱
溶胶制备程序
水热反应器
反应器由50英尺(15米)的不锈钢交织的平滑的管软管制备(DuPontT62ChemfluorPTFE,0.25英寸外径，0.065英寸壁厚的管材，购自圣戈班高功能塑料，密歇根州比弗顿(Saint-GobainPerformancePlastics,Beaverton,Michigan))。将该管浸入加热到所需温度的花生油浴槽中。顺着反应器管，另外10英尺(3米)不锈钢编织光面管软管(DuPontT62ChemfluorPTFE，0.25英寸内径，0.065英寸壁厚加10英尺(3米)的0.25英寸不锈钢管材(其直径为0.25英寸(0.64cm)、壁厚度为0.035英寸(0.089cm))的盘管浸在冰水浴中以冷却材料，并且使用背压调节阀使出口压力保持为400psi(磅/平方英寸)。
溶胶组成以无机氧化物摩尔％形式记录。
溶胶制备
ZrO 2 /Y 2 O 3 /La 2 O 3 (93.5/5.0/1.5)溶胶
通过将乙酸锆溶液(2,000克)与去离子水(1680克)合并，制备前体溶液。加入乙酸钇(126.46克)和乙酸镧(18.62克)，并且混合直到完全溶解。通过重量测定法(120C/1hr鼓风烘箱)测量所得溶液的固体含量为21.6重量％。加入去离子水(517克)，以将最终浓度调节至19重量％。将该过程重复四次，以获得共约17,368克前体材料。将所得溶液以11.48mL/min的速率泵送通过水热反应器。温度为225℃，且平均停留时间为42分钟。获得透明且稳定的氧化锆溶胶。
溶胶渗滤和浓缩过程
使用膜筒(购自光谱实验室(SpectrumLabs)的M21S-100-01P；加利福尼亚州多明格斯18617Broadwick圣牧场90220(18617BroadwickSt.RanchoDominguez,CA90220))，所制备的溶胶通过超过滤作用浓缩(20重量％-35重量％固体)。最终组合物通过渗滤、超滤和或蒸馏来调节。溶胶的最终组合物是49.184％的固体，2.336毫摩尔乙酸/gZrO2，ETOH/水比是68/32。
凝胶制备过程
将以上溶胶(2087.7g)装入大广口瓶中。借助搅拌将丙烯酸(95.04g)和HEMA(48.68g)装入溶胶中。将Vazo67(4.95g)溶解于乙醇(51.14g)中，并且借助搅拌装入溶胶中。
溶胶浇铸
使用递送溶胶的移液管将溶胶(93.5mol％ZrO2/5mol％Y2O3/1.5mol％La2O3，0.05wt％Irgacure819，HEMA)浇铸成聚丙烯三角形片模具。模具由边长为5mm的等边三角形的阵列和深度为2mm的腔组成。这在配备有黄化灯的区域完成。将涂覆有Stoner模具释放薄层的玻璃板放在填充溶胶的模具上，并且被夹在适当位置。使用460mmmLED光组将溶胶固化2分钟。固化后，三角形从模具释放，但是粘结于玻璃板。薄玻璃盖片用于在三角形凝胶片和玻璃之间得到，并且轻轻地除去三角形凝胶片。将这些片放置在铝盘中，并且留在露天，以干燥成干凝胶。这些干凝胶三角形按照下列烧完和预烧结：
通过热装置去除有机物
将三角形设置在氧化铝坩埚内的氧化锆珠床上，覆盖氧化铝纤维板，然后根据下列计划表在空气中烧制：
1-以18℃/hr的速率从20℃加热到220℃，
2-以1℃/hr的速率从220℃加热到244℃，
3-以6℃/hr的速率从244℃加热到400℃，
4-以60℃/hr的速率从400℃加热到1090℃，
5-以120℃/hr的速率从1090℃冷却到20℃，
然后，预烧结的三角形按照下列烧结：
烧结过程
将三角形设置在氧化铝坩埚内的氧化锆珠床上，覆盖氧化铝纤维板，然后根据下列计划表在空气中烧结：
1-以600℃/hr的速率从20℃加热到1020℃，
2-以120℃/hr的速率从1020℃加热到1267℃，
3-在1267℃下保持2小时。
3-以600℃/hr的速率从1267℃冷却到20℃。
烧结的ZrO2支柱主体的共焦显微镜表面分析示出该支柱的工具侧表面具有粗糙度(Ra～1.1μm)并且空气侧面是(Ra<1μm)，并且支柱视觉上看起来是半透明的。该支柱的跨整个支柱表面的高度有+2/-2μm的最大变化，同时顶表面和底表面基本上平行。
使用InstronModel5500R和ASTMstandardC1424-10测量烧结的Al2O3和ZrO2支柱主体的抗压强度：环境温度下先进陶瓷的单一抗压强度。结果提供于下列表中。

Claims (33)

1.一种具有成层的支柱的真空隔热玻璃单元，包括：
第一窗格玻璃；
第二窗格玻璃，所述第二窗格玻璃与所述第一窗格玻璃相对并且与所述第一窗格玻璃基本上共同延伸；
边缘密封件，所述边缘密封件位于所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃之间，其中所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃之间具有足够的真空间隙；和
多根支柱，所述多根支柱位于所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃之间，所述支柱包括：
主体；和
功能层，所述功能层在所述主体的至少一部分上，
其中所述支柱的直径等于或小于600微米，并且所述支柱的抗压强度等于或大于400Mpa。
2.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述功能层包括包含热稳定聚合物的柔顺层。
3.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述功能层包括包含无机纳米粒子的柔顺层。
4.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述功能层包括铁磁层。
5.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述功能层包括导电层或静电耗散层。
6.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述功能层包括粘合剂。
7.根据权利要求6所述的真空隔热玻璃单元，其中所述粘合剂包含牺牲材料。
8.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述主体包含烧结陶瓷。
9.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述陶瓷主体包含α氧化铝。
10.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述主体包含氧化锆。
11.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述主体具有包括至少一个楔形侧壁的6边形、8边形或12边形。
12.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述主体具有包括楔形侧壁的圆形形状。
13.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃单元，其中所述主体具有楔形侧壁，所述楔形侧壁具有在95°和100°之间的拔模斜度。
14.一种具有支柱的真空隔热玻璃单元，包括：
第一窗格玻璃；
第二窗格玻璃，所述第二窗格玻璃与所述第一窗格玻璃相对并且与所述第一窗格玻璃基本上共同延伸；
边缘密封件，所述边缘密封件位于所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃之间，其中所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃之间具有足够的真空间隙；和
多根支柱，所述多根支柱位于所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃之间，所述支柱包括：
包含烧结陶瓷或氧化锆的主体，
其中所述支柱的直径等于或小于600微米，并且所述支柱的抗压强度等于或大于400Mpa。
15.根据权利要求14所述的真空隔热玻璃单元，其中所述主体具有包括至少一个楔形侧壁的6边形、8边形或12边形。
16.根据权利要求14所述的真空隔热玻璃单元，其中所述主体具有包括楔形侧壁的圆形形状。
17.根据权利要求14所述的真空隔热玻璃单元，其中所述主体具有楔形侧壁，所述楔形侧壁具有在95°和100°之间的拔模斜度。
18.一种在真空隔热玻璃单元中使用的支柱，包括：
包含氧化锆的主体，
其中所述支柱的直径等于或小于600微米，并且所述支柱的抗压强度等于或大于400Mpa，
其中所述主体具有楔形侧壁，所述楔形侧壁具有在95°和100°之间的拔模斜度。
19.根据权利要求18所述支柱，其中所述主体具有6边形、8边形或12边形。
20.根据权利要求18所述支柱，其中所述主体具有圆形形状。
21.一种在真空隔热玻璃单元中使用的支柱，包括：
包含烧结陶瓷、α氧化铝或氧化锆的主体；和
功能层，所述功能层在所述主体的至少一部分上，
其中所述支柱的直径等于或小于600微米，并且所述支柱的抗压强度等于或大于400Mpa，
其中所述主体具有楔形侧壁，所述楔形侧壁具有在95°和100°之间的拔模斜度。
22.根据权利要求21所述支柱，其中所述主体具有6边形、8边形或12边形。
23.根据权利要求21所述支柱，其中所述主体具有圆形形状。
24.根据权利要求21所述的支柱，其中所述功能层包括包含热稳定聚合物的柔顺层。
25.根据权利要求21所述的支柱，其中所述功能层包括包含无机纳米粒子的柔顺层。
26.根据权利要求21所述的支柱，其中所述功能层包括铁磁层。
27.根据权利要求21所述的支柱，其中所述功能层包括导电层或静电耗散层。
28.根据权利要求21所述的支柱，其中所述功能层包括粘合剂。
29.根据权利要求28所述的支柱，其中所述粘合剂包含牺牲材料。
30.根据权利要求21所述的支柱，还包括在所述主体的表面内的缺口。
31.根据权利要求30所述的支柱，其中所述缺口是中心锥形缺口。
32.根据权利要求30所述的支柱，还包括在所述主体的所述缺口和所述楔形侧壁之间的凹口。
33.一种在真空隔热玻璃单元中使用的多根支柱，包括：
至少1000根支柱，所述支柱中的每根支柱包括：
包含氧化锆的主体，
其中所述支柱的主体的直径等于或小于600微米，并且所述支柱的主体的抗压强度等于或大于400Mpa，
其中所述支柱的主体沿所述支柱的主体的横截面具有小于5％的标准偏差。
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