專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自清潔玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有自清潔功能的玻璃。
通常的房屋建筑、汽車(chē)等使用的玻璃暴露在空氣中時(shí)間稍長(zhǎng)，就會(huì)有灰塵污染，使玻璃的透射性能降低。另外，當(dāng)小水滴(如雨水、霧水等)積在玻璃上時(shí)不會(huì)滾落，而是粘著在玻璃上，這樣會(huì)影響人們的視線(xiàn)。因此，這種玻璃需要經(jīng)常擦拭，才能保持清潔。
本實(shí)用新型的目的在于提出一種具有自清潔功能的玻璃。
本實(shí)用新型提出的自清潔玻璃，以通常的玻璃為基板，其上由磁控濺射法鍍有一層二氧化鈦(TiO2膜，該二氧化鈦膜層的厚度為100nm-1000nm。
已有的研究表明，二氧化鈦薄膜在紫外線(xiàn)照射下具有親水、親油的雙親特性，具有這種特性的膜有殺菌、防污、防霧、防臭等作用。因此，本實(shí)用新型將二氧化鈦用磁控濺射法鍍?cè)谕ǔ２Ａ?，增加了一層TiO2膜層，使之具有自清潔功能。其結(jié)構(gòu)如


圖1所示。
本實(shí)用新型提出的這種自清潔玻璃可采用磁控濺射法制備。具體步驟如下1．將玻璃基板清洗干凈后放入真空鍍膜室內(nèi)，玻璃基板與磁控濺射靶的距離為3-15cm，濺射靶鈦板的表面磁場(chǎng)強(qiáng)度為200-500高斯。其中靶材鈦板純度優(yōu)于99.5％為好。
2．鍍膜室抽真空，本底真空到2.66×10-3pa以下，充入氬氣和氧氣，控制氧氬的流量比為1∶9到1∶0，并使鍍膜室內(nèi)保持10-2pa數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)平衡壓強(qiáng)。
3．調(diào)節(jié)主閥，使鍍膜室內(nèi)達(dá)到濺射所需的總壓強(qiáng)，其范圍為1.33×10-1pa～13.3pa。
4．濺射鍍膜時(shí)，調(diào)節(jié)濺射電壓為-500V～-800V，濺射電流為100mA～600mA，基板溫度為室溫到500℃范圍，膜的沉積速率一般可控制在1nm/min到30nm/min?？刂茷R射時(shí)間，便可鍍上所需厚度的二氧化鈦層，從而制得自清潔玻璃。
經(jīng)過(guò)測(cè)試證明，本自清潔玻璃具有良好的親水性能和分解有機(jī)物的能力
1．在300μw/cm2，波長(zhǎng)為365nm紫外光照射下(遠(yuǎn)低于陽(yáng)光下紫外光的功率密度)，測(cè)試自清潔玻璃的膜表面水接觸角隨時(shí)間變化關(guān)系，見(jiàn)圖2所示。經(jīng)過(guò)30分鐘，接觸角就達(dá)5°，呈現(xiàn)出優(yōu)良的親水性能。
2．在普通玻璃和本自清潔玻璃上分別涂敷有機(jī)染料羅丹明，在氙燈照射下，測(cè)試其透射率變化。透射率曲線(xiàn)如圖3所示。曲線(xiàn)表明，本自清潔玻璃呈現(xiàn)良好的分解有機(jī)物質(zhì)的能力。
3．將四片本自清潔玻璃與四片普通的玻璃一起置于室外，暴露于大氣中，時(shí)間為2000年2月25日～2000年3月15日，期間下過(guò)二次雨，經(jīng)觀察，四片自清潔玻璃表面清潔光亮，而四片普通玻璃積有灰塵，比較臟。
此外，本自清潔玻璃具有使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，在自然狀態(tài)下可達(dá)10年以上。
本自清潔玻璃可廣泛用作房屋建筑門(mén)窗玻璃和汽車(chē)車(chē)窗玻璃等。
圖1為本自清潔玻璃的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本自清潔玻璃在紫外線(xiàn)照射下水滴接觸角變化圖。
圖3為本自清潔玻璃和普通玻璃分解有機(jī)染料羅丹明的比較圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為玻璃基板，2為二氧化鈦鍍層。
實(shí)施例1氧氬比為1∶2，濺射氣壓為2.66Pa，靶與基板的距離為5cm，基板溫度為250℃，沉積速率為11.2nm/min，TiO2膜厚度為500nm，在380nm-680nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均透射率為82％。自清潔玻璃在波長(zhǎng)為365nm、功率為280μw/cm2的紫外光照射1小時(shí)，接觸角由10.4度下降到3.6度，具有明顯的防霧效果。在室內(nèi)光源的輻照下，可保持良好的自清潔功能。
實(shí)施例2氧氬比為1∶2，濺射氣壓為5.32×10-1Pa，靶與基板的距離為5cm，基板溫度為200℃，沉積速率為5.7nm/min,TiO2膜厚度為340nm。在380nm-680nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透射率為72％。該自清潔玻璃在波長(zhǎng)為254nm、功率為20μw/cm2的紫外燈照射1時(shí)，接觸角由36度下降為8度，具有較好的自清潔功能。
權(quán)利要求1．一種自清潔玻璃，以通常的玻璃為基板，其特征在于該玻璃基板上直接由磁控濺射法鍍有厚度為100nm-1000nm的二氧化鈦膜層。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有自清潔功能的玻璃。它以普通玻璃為基板,其上由磁控濺射法鍍有二氧化鈦膜層。本自清潔玻璃具有良好的親水性能和分解有機(jī)物的能力,因而具有很強(qiáng)的自清潔功能,使用壽命可長(zhǎng)達(dá)10年以上。該玻璃可以廣泛用作房屋建筑的門(mén)窗玻璃和汽車(chē)玻璃等。
文檔編號(hào)C23C14/35GK2417168SQ0021721
公開(kāi)日2001年1月31日 申請(qǐng)日期2000年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月11日
發(fā)明者楊錫良, 章壯健, 沈杰, 陳華仙, 張永熙, 董昊 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)