[发明专利]单件式多功能纳米层压复合窗玻璃

说明书

本发明涉及单件式多功能纳米层压复合窗玻璃。提供了用于车辆、设备或结构中的单件式多功能窗组件以及用于制造它们的方法。所公开的窗组件可包括各自由多个纳米层压层形成的保护面板和结构面板。纳米层压窗组件是自支撑的并且不需要框架。对于特定应用，例如在飞行器中，单件式多功能纳米层压窗可直接附接到机身以提供承载能力、较大窗面积、冲击保护、防冰积累和/或电磁效应保护。

技术领域

本公开总体上涉及窗组件，并且更具体地涉及用于无框结构窗组件的方法和系统。

背景技术

用于车辆或结构的窗组件通常包括安装在框架中的由玻璃、塑料或复合材料制成的窗。框架支撑窗并加强窗安装在其中的车辆或结构中的切口。例如，飞行器窗组件通常包括由安装在金属框架中的两个丙烯酸窗玻璃形成的窗。窗装配到飞行器蒙皮中的切口中，并且金属框架机械地附接到形成机身的飞行器蒙皮。框架确保结构负载由框架而不是丙烯酸窗承载。图1描绘了包括窗组件110的放大横截面视图的飞行器100。窗组件110包括均由丙烯酸形成的内窗120和外窗125。内窗120和外窗125附接到框架130并由框架130支撑。框架130通过多个紧固件185附接到飞行器100的飞行器蒙皮190。

然而，包括框架的窗组件具有若干限制。切口可能会增加例如飞行器蒙皮中的局部应力。并且，丙烯酸窗和金属框架之间的材料特性不匹配会在切口处产生局部应力。虽然框架为窗组件提供了结构支撑，但是它也增加了重量并限制了窗尺寸。

特别是对于飞行器应用，丙烯酸窗不是理想的，这是因为丙烯酸具有低热导率和低强度。结果，窗尺寸通常很小，影响乘客的体验。并且，因为丙烯酸窗不导电，所以需要向窗和框架添加附加的电磁效应(EME)解决方案。

发明内容

根据本教导，提供了一种窗组件。该窗组件包括保护面板和结构面板，该保护面板包括保护面板边缘，该结构面板布置在保护面板上。该结构面板包括延伸超过该保护面板边缘的结构面板边缘。该结构面板具有约30ksi至约2000ksi的拉伸应力，并且该窗组件对可见光具有约45％至约99％的透射率。

根据本教导，提供了另一种窗组件。该窗组件包括保护面板，该保护面板包括表面阻挡层和设置在该表面阻挡层上的电磁效应(EME)保护涂层。窗组件还包括设置在保护面板上的结构面板。该结构面板包括底表面保护层、设置在底表面保护层上的结构层、以及设置在结构层上的透明传导涂层。所述窗组件对可见光具有约45％至约99％的透射率。

根据本教导，提供了一种用于制造无框纳米层压窗组件的方法。该方法包括通过以下步骤来形成底表面保护层：沉积第一增强层，该第一增强层包括一层或多层Al₂O₃、一层或多层石墨烯、或者一层或多层Al₂O₃和石墨烯，然后将包含热塑性材料的第一透明聚合物层沉积在第一增强层上。该方法还包括通过以下步骤来形成设置在底表面保护层上的结构层：沉积包括一层或多层Al₂O₃、一层或多层石墨烯、一层或多层SiO₂、或者它们的组合的第二增强层，然后将包含热塑性材料的第二透明聚合物层沉积在第二增强层上，以及将包括一层或多层Al₂O₃、一层或多层石墨烯、或者一层或多层Al₂O₃和石墨烯的第三增强层沉积在第二透明聚合物层上。该方法还包括在第三增强层上形成包括ITO和石墨烯中的一者或多者的透明传导涂层。该方法还包括通过以下步骤在透明传导涂层上形成表面阻挡层：将包含热塑性材料的第三透明聚合物层沉积在透明传导涂层上并将包括一层或多层Al₂O₃、一层或多层石墨烯、或者一层或多层Al₂O₃和石墨烯的第四增强层沉积在第三透明聚合物层上。该方法还包括将电磁效应涂层沉积在第四增强层上。

应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和解释性的，而不是对所要求保护的本公开的限制。