一種低輻射鍍膜玻璃及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低輻射鍍膜玻璃及其制備方法，所述低輻射鍍膜玻璃包括玻璃基片及依次濺射于玻璃基片之上的內(nèi)層介質(zhì)層、功能層和外層介質(zhì)層；所述內(nèi)層介質(zhì)層和外層介質(zhì)層均為(Ti,Al)N薄膜，功能層為摻銅銀膜，并且在功能層和外層介質(zhì)層之間還可濺射一層防氧化層。所述制備方法包括：將玻璃基片于氬氣和氮?dú)夥諊袨R射內(nèi)層介質(zhì)層；然后于氬氣氛圍中在內(nèi)層介質(zhì)層上濺射功能層；再于氬氣和氮?dú)夥諊性诠δ軐由蠟R射外層介質(zhì)層，得到低輻射鍍膜玻璃。本發(fā)明的低輻射鍍膜玻璃的輻射率為0.052~0.054，光透過率為74.4~78.36%，遠(yuǎn)紅外反射率為99.8~99.99%。
【專利說明】
一種低輻射鍍膜玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及鍍膜玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低輻射鍍膜玻璃及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低輻射鍍膜玻璃是在玻璃表面上沉積多層膜物質(zhì)，使其具有高可見光透過率和高遠(yuǎn)紅外反射率，從而達(dá)到保溫隔熱的目的，其廣泛應(yīng)用于建筑及其它行業(yè)，常用來做玻璃幕墻結(jié)構(gòu)、門窗、車窗等等，以減少空調(diào)能耗，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0003]目前，市售的普通低輻射鍍膜玻璃的光學(xué)性能較差，可見光透過率低于80%，紅外反射率只有70%左右。并且它們大多采用純銀功能層，由于銀極易被氧化，會(huì)較快失去作用，從而使低輻射鍍膜玻璃喪失保溫隔熱的功能，且銀的耐候性較差，潮濕環(huán)境下空氣中的水蒸汽通過擴(kuò)散進(jìn)入銀層使膜中的銀原子發(fā)生迀移聚集，從而造成在銀層上沉積的介質(zhì)層的應(yīng)力過大而發(fā)生脫膜形成白點(diǎn)，造成鍍膜玻璃的報(bào)廢。目前關(guān)于低輻射鍍膜玻璃銀層摻雜性能的工藝研究備受關(guān)注，但大多效果不盡如人意。因此開發(fā)一種具有優(yōu)異光學(xué)性能的低輻射鍍膜玻璃及其制備方法具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于改善當(dāng)前低輻射鍍膜玻璃的缺陷，優(yōu)化其性能，提供一種高遠(yuǎn)紅外反射率、性能穩(wěn)定的低輻射鍍膜玻璃及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃基片及依次濺射于玻璃基片之上的內(nèi)層介質(zhì)層、功能層和外層介質(zhì)層;所述內(nèi)層介質(zhì)層和外層介質(zhì)層均為(Ti，Al)N薄膜，功能層為摻銅銀膜。
[0005]所述內(nèi)層介質(zhì)層和外層介質(zhì)層中鋁含量分別為0.66±0.1%、0.36±0.1%，膜層厚度分別為200?210nm和140?160nm，內(nèi)層介質(zhì)層的作用在于增強(qiáng)功能膜與玻璃基底的附著力，同時(shí)可調(diào)節(jié)膜系的光學(xué)性能和顏色，外層介質(zhì)層的作用為保護(hù)功能層，防止其被氧化，亦是減反膜，在可見光和近紅外太陽能光譜中起減反作用，以提高波長范圍內(nèi)的太陽能透射比，提高膜系物理化學(xué)性能。
[0006]所述功能層中銀銅的質(zhì)量配比為2:1，膜層厚度為90?lOOnm，該層的作用為產(chǎn)生低輻射效果，銅銀合金層太陽能反射率較高，機(jī)械性能、硬度及耐溫性能好。
[0007]為使鍍膜玻璃膜層結(jié)構(gòu)獲得更優(yōu)越的穩(wěn)定性和耐久性，還可以在上述功能層和外層介質(zhì)層之間濺射一層防氧化層，所述防氧化層為鈦薄膜，膜層厚度為10?20nm。
[0008]所述低輻射鍍膜玻璃的制備方法，包括:
(1)將玻璃基片洗凈干燥；
(2)于氬氣和氮?dú)夥諊性诓ＡЩ蠟R射內(nèi)層介質(zhì)層，濺射條件為:真空度為3X10一 3Pa,氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為(I?2):5，Ti靶和Al靶的功率分別為80?85W和90?100W，濺射時(shí)間為90min;
(3)于氬氣氛圍中在內(nèi)層介質(zhì)層上濺射功能層，濺射條件為:真空度為3X10—3Pa，Ag靶和Cu靶的功率均為96W，濺射時(shí)間為5s，濺射完畢使功能層隔絕空氣； (4)于氬氣和氮?dú)夥諊性诠δ軐由蠟R射外層介質(zhì)層，濺射條件為:真空度為3 X 10—3Pa,氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為(I?2):5，Ti靶和Al靶的功率分別為70?75W和60?65W，濺射時(shí)間為40min，得到低輻射鍍膜玻璃。
[0009]所述低輻射鍍膜玻璃的輻射率為0.052-0.054，光透過率為74.4-78.36%，遠(yuǎn)紅外反射率為99.8~99.99% ο
[0010]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用銀銅質(zhì)量配比為2:1的摻銅銀膜作為功能層，在降低鍍膜玻璃輻射率的同時(shí)提高其光透射率和遠(yuǎn)紅外反射率，本發(fā)明的低輻射鍍膜玻璃的輻射率為0.052-0.054，光透過率為74.4-78.36%，遠(yuǎn)紅外反射率為99.8-99.99%，而現(xiàn)有的市售單銀低輻射鍍膜玻璃的輻射率為0.1左右，光透過率最高達(dá)到約70%，遠(yuǎn)紅外反射率只有70%左右。同時(shí)，本發(fā)明為優(yōu)化制備工藝，還提出在功能層和外層介質(zhì)層之間增加濺射一層防氧化層以解決換靶時(shí)易氧化的問題。此外，本發(fā)明采用濺射鍍膜法在玻璃基片上制備薄膜，膜基結(jié)合力較強(qiáng)，使用壽命較長，膜的均勻性較好且性能較穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所制備的低輻射鍍膜玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2所制備的低輻射鍍膜玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1 一玻璃基片;2—內(nèi)層介質(zhì)層((Ti，Al)N);3—功能層(摻銅銀膜);4一外層介質(zhì)層((Ti，Al)N);5—過渡層(Ti)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下通過具體實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施過程進(jìn)行敘述，但實(shí)施例的內(nèi)容并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0013]實(shí)施例1
一種低輻射鍍膜玻璃，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括鈉鈣玻璃基片及依次濺射于鈉鈣玻璃基片之上的內(nèi)層(Ti，A1)N薄膜層、摻銅銀膜層和外層(Ti，A1)N薄膜層;其中鈉鈣玻璃基片厚度為1臟；內(nèi)層(打，六1州薄膜層和外層(1^1州薄膜層中鋁含量分別為0.66±0.1%、0.36±
0.1%，膜層厚度分別為206nm和150nm;摻銅銀膜層中銀銅的質(zhì)量配比為2:1，膜層厚度為90nmo
[0014]所述低輻射鍍膜玻璃的制備方法，采用磁控濺射技術(shù)，包括:
(1)將鈉鈣玻璃基片經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)清洗程序清洗干凈，然后用蘸有無水乙醇的脫脂棉擦拭干凈，放入裝有無水乙醇的燒杯中超聲波清洗15min，取出置于裝有去離子水的燒杯中超聲波清洗lOmin，取出并經(jīng)氮?dú)獯蹈珊笾糜诟稍锵渲袀溆茫?br> (2)將鈉鈣玻璃基片放入磁控濺射鍍膜機(jī)真空室內(nèi)可隨轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的樣品托架上，設(shè)定轉(zhuǎn)動(dòng)樣品托架的轉(zhuǎn)速為80%，以純度為99.99%的氬氣為離化氣體，純度為99.99%的氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，在鈉鈣玻璃基片上濺射內(nèi)層(Ti，A1 )N薄膜層，濺射條件為:真空度為3 X 10—3Pa，氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為(I?2):5，Ti靶和Al靶的功率分別為80?85W和90?100W，濺射時(shí)間為90min；
(3)于氬氣氛圍中在內(nèi)層(Ti，A1)N薄膜層上濺射摻銅銀膜層，濺射條件為:真空度為3X I O—3Pa，Ag靶和Cu靶的功率均為96W，濺射時(shí)間為5 s，濺射完畢使鍍膜的鈉鈣玻璃基片隔絕空氣以防摻銅銀膜層被氧化；
(4)于氬氣和氮?dú)夥諊性趽姐~銀膜層上濺射外層(Ti，Al)N薄膜層，濺射條件為:真空度為3X10—3Pa,氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為(I?2):5，Ti靶和Al靶的功率分別為70?75W和60?65W，濺射時(shí)間為40min，得到低輻射鍍膜玻璃。
[0015]所述低輻射鍍膜玻璃的輻射率為0.052，光透過率為74.4%，遠(yuǎn)紅外反射率為99.8%ο
[0016]實(shí)施例2
本實(shí)施例的低輻射鍍膜玻璃的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相似，如圖2所示，與實(shí)施例1的區(qū)別點(diǎn)在于:玻璃基片為單晶硅片，并且為使鍍膜玻璃膜層結(jié)構(gòu)獲得更優(yōu)越的穩(wěn)定性和耐久性，在功能層和外層介質(zhì)層之間濺射一層鈦薄膜防氧化層，并且鈦薄膜厚度為20nm。
[0017]所述低輻射鍍膜玻璃的制備方法，采用磁控濺射技術(shù)，包括:
(1)將單晶硅片經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)清洗程序清洗干凈，然后用蘸有無水乙醇的脫脂棉擦拭干凈，放入裝有無水乙醇的燒杯中超聲波清洗15min，取出置于裝有去離子水的燒杯中超聲波清洗lOmin，取出并經(jīng)氮?dú)獯蹈珊笾糜诟稍锵渲袀溆茫?br> (2)將單晶硅片放入磁控濺射鍍膜機(jī)真空室內(nèi)可隨轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的樣品托架上，設(shè)定轉(zhuǎn)動(dòng)樣品托架的轉(zhuǎn)速為80%，以純度為99.99%的氬氣為離化氣體，純度為99.99%的氮?dú)鉃榉磻?yīng)氣體，在鈉鈣玻璃基片上濺射內(nèi)層(Ti，Al )N薄膜層，濺射條件為:真空度為3 X 10—3Pa，氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為(I?2):5，Ti靶和Al靶的功率分別為80?85W和90?100W，濺射時(shí)間為90min;
(3)于氬氣氛圍中在內(nèi)層(Ti，A1)N薄膜層上濺射摻銅銀膜層，濺射條件為:真空度為3X I O—3Pa，Ag靶和Cu靶的功率均為96W，濺射時(shí)間為5 s，濺射完畢使鍍膜的鈉鈣玻璃基片隔絕空氣以防摻銅銀膜層被氧化；
(4)于氬氣氛圍中在摻銅銀膜層上濺射Ti膜層，濺射條件為:真空度為3X 10—3Pa，Ti靶的功率取起輝功率，濺射時(shí)間為I Omin;
(5)于氬氣和氮?dú)夥諊性趽姐~銀膜層上濺射外層(Ti，Al)N薄膜層，濺射條件為:真空度為3X10—3Pa,氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為(I?2):5，Ti靶和Al靶的功率分別為70?75W和60?65W，濺射時(shí)間為40min，得到低輻射鍍膜玻璃。
[0018]所述低輻射鍍膜玻璃的輻射率為0.054，光透過率為78.36%，遠(yuǎn)紅外反射率為99.99%ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃基片及依次濺射于玻璃基片之上的內(nèi)層介質(zhì)層、功能層和外層介質(zhì)層;其特征在于所述內(nèi)層介質(zhì)層和外層介質(zhì)層均為(Ti，A1)N薄膜，功能層為摻銅銀膜。2.—種低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃基片及依次濺射于玻璃基片之上的內(nèi)層介質(zhì)層、功能層和外層介質(zhì)層;其特征在于所述功能層和外層介質(zhì)層之間還有一層防氧化層，所述內(nèi)層介質(zhì)層和外層介質(zhì)層均為(Ti，Al)N薄膜，功能層為摻銅銀膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低輻射鍍膜玻璃，其特征在于所述內(nèi)層介質(zhì)層和外層介質(zhì)層中鋁含量分別為0.66±0.1%、0.36±0.1%，膜層厚度分別為200~21011111和140~1601111104.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低輻射鍍膜玻璃，其特征在于所述功能層中銀銅的質(zhì)量配比為2:1，膜層厚度為90?10nm05.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低輻射鍍膜玻璃，其特征在于所述防氧化層為鈦薄膜，膜層厚度為10?20nmo6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低輻射鍍膜玻璃，其特征在于所述低輻射鍍膜玻璃的輻射率為0.052-0.054，光透過率為74.4-78.36%，遠(yuǎn)紅外反射率為99.8-99.99%。7.權(quán)利要求1或2所述的一種低輻射鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于工藝步驟包括: (1)將玻璃基片(厚度為1_)洗凈干燥； (2)于氬氣和氮?dú)夥諊性诓ＡЩ蠟R射內(nèi)層介質(zhì)層，濺射條件為:真空度為3X10一3Pa,氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為(I?2):5，Ti靶和Al靶的功率分別為80?85W和90?100W，濺射時(shí)間為90min; (3)于氬氣氛圍中在內(nèi)層介質(zhì)層上濺射功能層，濺射條件為:真空度為3X10—3Pa，Ag靶和Cu靶的功率均為96W，濺射時(shí)間為5s，濺射完畢使功能層隔絕空氣； (4)于氬氣和氮?dú)夥諊性诠δ軐由蠟R射外層介質(zhì)層，濺射條件為:真空度為3X 10—3Pa,氮?dú)夂蜌鍤獾捏w積比為(I?2):5，Ti靶和Al靶的功率分別為70?75W和60?65W，濺射時(shí)間為40min，得到低輻射鍍膜玻璃。
【文檔編號(hào)】C03C17/36GK106045333SQ201610653469
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月11日 公開號(hào)201610653469.4, CN 106045333 A, CN 106045333A, CN 201610653469, CN-A-106045333, CN106045333 A, CN106045333A, CN201610653469, CN201610653469.4
【發(fā)明人】時(shí)方曉, 仝玉蓮, 高旭
【申請(qǐng)人】沈陽建筑大學(xué)