CN101723602B - 深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃及其生产方法。它需要解决的技术问题是提供颜色鲜明耐久、从不同角度观察具有稳定反射色、且具有低辐射特性的深宝石蓝反射色镀膜玻璃。本发明以玻璃为基片(1)，玻璃单面依次镀覆有氮化硅底层(2)，功能层(3)和保护层(4)，采用真空磁控溅射技术逐层沉积在玻璃基片表面，其特征在于：所述功能层(3)从内到外依次为铬阻挡层(3-1)、镍铬阻挡层(3-2)、银层(3-3)、铬层或氧化镍铬复合物层(3-4)。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃的表面处理，特别是深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃及其生产方法。
背景技术
镀膜玻璃，特别是低辐射镀膜玻璃，除具有采光遮阳节能作用外，对建筑物的美化、装饰效果也很重要。现代商业建筑和民用住宅对玻璃的装饰性要求越来越高，各种功能和色彩都是建筑师追求的目标。镀膜玻璃制造商设计了不同颜色的镀膜玻璃以适合不同色彩的要求。低辐射镀膜玻璃是一种禁止绝大部分红外频率透过，允许可见光透过的功能材料。由于低辐射镀膜玻璃具有很高的可见光透过率以及极好的隔热性能，在建筑幕墙、门窗、天窗和汽车玻璃上得到广泛应用。
如图1所示，典型的磁控溅射低辐射镀膜玻璃包括玻璃基片10和在玻璃基片上形成的低辐射膜层。构成深宝石蓝反射色的低辐射膜包括透明层20，功能层30，保护层40。透明层20，功能层30，保护层40采用真空磁控溅射技术逐个依次沉积在玻璃基片表面。透明层20直接附着在玻璃基片表面，并对功能层30的附着起到关键作用。通常，透明层20由金属氧化物材料制作。功能层30调节低辐射镀膜玻璃的光学特性。例如，功能层30对太阳光谱具有选择性，可以反射红外光谱，而允许可见光透过，并可调节可见光透过的比例。功能层30通常由正金属材料制作，例如，金、银和铜等。保护层40可对功能层30提供保护，防止功能层30膜层划伤。保护层40通常由金属氧化物或金属氮化物材料制作。
低辐射镀膜玻璃按沉积的银层数量主要有以下几种：
单银低辐射镀膜玻璃；
双银低辐射镀膜玻璃；
三银低辐射镀膜玻璃。
低辐射镀膜玻璃在可见光(380nm-780nm)范围由较高的透过比，通常在50％到80％。玻璃面的反射色呈中性，浅灰色、浅蓝或浅绿色。如果需要深色低辐射镀膜玻璃，通常采用着色基片来实现，这样成本较高，有时没有合适的基片供选择。
发明内容
本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种颜色鲜明耐久、从不同角度观察具有稳定反射色、且具有低辐射特性的深宝石蓝反射色镀膜玻璃。
为实现上述目的，本发明的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃，以玻璃为基片，玻璃单面依次镀覆有氮化硅底层，功能层和保护层，采用真空磁控溅射技术逐层沉积在玻璃基片表面，其特征在于：所述功能层从内到外依次为铬阻挡层、镍铬阻挡层、银层、铬层或氧化镍铬复合物层；其中，
氮化硅底层(亦称透明层)厚度为20～90nm，它能显著增强薄膜与玻璃基体之间的附着力，改变本层的厚度有调节反射色的作用；由于耐水性和耐污染性能好，硬度高，绝缘性好，因此能防止玻璃中析出的钠离子影响银层稳定性。本发明通过增加与玻璃基片接触的氮化硅底层之厚度(背景技术一般厚20～80nm)，可以使颜色b*获得极负的值，而a*维持在中性值区间。
所述铬阻挡层厚度为3～5nm，该层利用Cr的吸收特性，可以降低玻璃面的反射比；
所述镍铬阻挡层厚度为3～5nm，
所述银层的厚度为10～15nm，
所述铬层(作用：光的反射率提高，吸收色可以变蓝)或氧化镍铬复合物层的厚度为3～8nm(优选为4～6nm)，该层能够防止银层在高温热处理中发生凝块或氧化变色；
所述保护层的厚度为20～90nm(优选为20～40nm)，该保护层可以避免后续加工划伤。保护层选自金属氧化物层、金属氮化物层或高含硅量合金的氮化物层中的一种，其中高含硅量合金，是指硅含量在90％以上的合金；所述的金属选自锡、钛或铝。
保护层优选金属氧化物层中的氧化锡层、氧化钛层，金属氮化物层中的氮化硅层、氮化钛层中的一层。
以上所有层优化组合，能够使玻璃呈现出色泽鲜明的深宝石蓝反射色。
上述镍铬层和氧化镍铬复合物层中镍铬两材质的比例与镍铬合金靶材一致，该镍铬合金靶材是Ni80Cr20。
本发明的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃的生产方法，其特征在于：氮化硅底层、铬阻挡层、镍铬阻挡层、银层、铬层或氧化镍铬复合物层和保护层采用真空磁控溅射技术逐层沉积在玻璃基片表面；其中
镀制铬阻挡层、镍铬阻挡层、银层和铬层的气氛为氩气。
镀制氧化镍铬复合物层和保护层中的金属氧化物层的气氛为氧气和氩气的混合气体，其中氧气占体积比为20～50％。
当保护层为金属氮化物层，靶材为含硅90％以上的金属材料，溅射气氛中氮气和氩气的体积比为10～40∶100；氮化硅底层的镀制气氛与此相同。
由于采用了以上的方案，使本发明具备的有益效果在于：
本发明的深宝石蓝反射色镀膜玻璃，色泽鲜明，颜色稳定耐久，能保持永久不变色，呈现稳定的反射色，而且在镀膜后还可以进行热处理加工。并且，由于所用的银本身是低辐射膜的材料，使本发明的镀膜玻璃也具有了低辐射特性，能有效地起到隔热效果，是一种高档建筑节能装饰材料；经检测，本发明的深宝石蓝反射色低辐射镀膜玻璃可见光透过率为50％～65％。经高温热处理(620℃)后颜色仍然稳定。
附图说明
图1是背景技术玻璃的剖面示意图；
图2是本发明一个实例玻璃的多层剖面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明作进一步描述。
本发明采用磁控溅射方法，选用金属物作为靶材，在特定气氛下于玻璃基片上镀上氮化物、金属物或金属氧化物复合物层，并加镀保护层后得到。特定气氛为惰性气体或者混有氧气和氩气混合的气体。惰性气体一般选用氩气。在纯氩气气氛下，采用镍铬合金靶、银靶材利用磁控溅射镀膜可以得到对应功能层。若在氩气中混入体积百分含量为10～80％(优选20～50％)的氧气，则可以得到金属氧化物层和金属氧化物复合物层。若以氮气和氩气混合气体作气氛，氮气和氩气的体积比为10～40∶100，则可以得到金属氮化物层或氮化硅层。
镀膜玻璃实施例1。
见图2，本例的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃，依次由玻璃为基片1、厚度为50nm的氮化硅底层2、厚度为3nm的铬阻挡层3-1厚度为3nm的镍铬阻挡层3-1、厚度为10nm的银层3-3、厚度为4nm的铬层3-4和厚度为60nm的保护层4枛氮化硅层。
本实例的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃具有非常好的隔热性能，构成标准结构6mm镀膜+12空气+6mm中空玻璃的U值为1.7。可以节省空调和采暖费用。本实例的另一个特点是，使用透明玻璃基片来镀膜，即能达到与使用蓝色玻璃基片镀通常的灰色基调膜相同的装饰效果。而通常蓝色玻璃基片要比透明玻璃基片成本增加很多。
上述镀膜玻璃的生产方法1。本例采用真空磁控溅射技术，逐层沉积在玻璃基片1表面；其中镀制铬阻挡层3-1、镍铬阻挡层3-2、银层3-3、铬层3-4的溅射气氛为氩气；镀制氮化硅底层2、保护层4枛氮化硅层的气氛为氮气和氩气的混合气体，氮气和氩气的体积比例为10∶100。得到上述厚度为50nm的氮化硅底层2、厚度为3nm的铬阻挡层3-1、厚度为3nm的镍铬阻挡层3-2、厚度为10nm的银层3-3、厚度为4nm的铬层3-4和厚度为60nm的保护层4枛氮化硅层的实例1产品。
镀膜玻璃实施例2。本例的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃，依次由玻璃为基片1、厚度为60nm的氮化硅底层2、厚度为4nm的铬阻挡层3-1、厚度为4nm的镍铬阻挡层3-2、厚度为15nm的银层3-3、厚度为5nm的铬层3-4和厚度为60nm的保护层4枛氮化硅层。
上述镀膜玻璃的生产方法2。本例采用真空磁控溅射技术，逐层沉积在玻璃基片表面；其中镀制铬阻挡层3-1、镍铬阻挡层3-2、银层3-3、铬层3-4的气氛为氩气；镀制氮化硅底层2的气氛和镀制保护层4枛氮化硅层的气氛均为氮气和氩气的混合气体，氮气和氩气的体积比例为20∶100。得到上述实施例2的产品。
镀膜玻璃实施例3。本例的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃，依次由玻璃为基片1、厚度为80nm的氮化硅底层2、厚度为5nm的铬阻挡层3-1、厚度为5nm的镍铬阻挡层3-2、厚度为12nm的银层3-3、厚度为8nm的氧化镍铬复合物层3-4和厚度为30nm的保护层4枛氧化钛层。
上述镀膜玻璃的生产方法。本例采用真空磁控溅射技术，逐层沉积在玻璃基片表面；其中镀制铬阻挡层3-1、镍铬阻挡层3-2、银层3-3的气氛为氩气；镀制氮化硅底层2的气氛为氮气和氩气的混合气体，氮气和氩气的体积比例为20∶100；镀制氧化镍铬复合物层3-4的气氛为氧气和氩气的混合气体，其中氧气占体积比为30％；镀制保护层4枛氧化钛层的气氛为氧气和氩气的混合气体，氧气和氩气的体积比例为10∶100。得到上述实施例3的产品。
本发明的镀膜玻璃，使用分光测色仪所测得的颜色，当从外侧(玻璃表面)看时：RG约为15至16，a*G约为-1至-2.5，b*G约为-11至-17。当从内侧看时：RF约为4至6，a*F约为6至9，b*F约为-30至-34。
本文中所用术语撏獠啵úAΠ砻妫
意指观察者从房屋的外面经自然光照后所看到的一侧。镀膜玻璃为中空玻璃组件。擎诓鄶意指观察者从房屋里面所看到的一侧。
以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃，以玻璃为基片(1)，玻璃单面依次镀覆有氮化硅底层(2)，功能层(3)和保护层(4)，采用真空磁控溅射技术逐层沉积在玻璃基片表面，其特征在于：所述功能层(3)从内到外依次为铬阻挡层(3-1)、镍铬阻挡层(3-2)、银层(3-3)、铬层或氧化镍铬复合物层(3-4)；其中
所述氮化硅底层(2)厚度为20～90nm；
所述铬阻挡层(3-1)厚度为3～5nm，
所述镍铬阻挡层(3-2)厚度为3～5nm，
所述银层(3-3)的厚度为10～15nm，
所述铬层或氧化镍铬复合物层(3-4)的厚度为3～8nm；
所述保护层(4)的厚度为20～90nm；它选自金属氧化物层、金属氮化物层，氮化硅层或高含硅量合金的氮化物层中的一种，其中高含硅量合金，是指硅含量在90％以上的合金；所述的金属氧化物层、金属氮化物层或高含硅量合金的氮化物中的金属选自锡、钛或铝。
2.根据权利要求1所述的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述铬层或氧化镍铬复合物层(3-4)的厚度为4～6nm；所述保护层(4)的厚度为20～60nm。
3.根据权利要求1或2所述的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述保护层(4)为氧化锡层、氧化钛层、氮化硅层、氮化钛层中的一层。
4.一种生产如权利要求1所述的深宝石蓝反射色的低辐射镀膜玻璃的方法，其特征在于：氮化硅底层(2)、铬阻挡层(3-1)、镍铬阻挡层(3-2)、银层(3-3)、铬层或氧化镍铬复合物层(3-4)和保护层(4)采用真空磁控溅射技术逐层沉积在玻璃基片表面；其中，
镀制铬阻挡层(3-1)、镍铬阻挡层(3-2)、银层(3-3)和铬层(3-4)的气氛为氩气；
镀制氧化镍铬复合物层(3-4)和保护层(4)中的金属氧化物层的气氛为氧气和氩气的混合气体，其中氧气占体积比为20～50％；
镀制保护层(4)中的金属氮化物层和氮化硅底层(2)的气氛为氮气和氩气混合气体，氮气和氩气混合气体的体积比为10～40∶100。
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