CN102180601A

CN102180601A - 高透型低辐射镀膜玻璃及其制备方法

Info

Publication number: CN102180601A
Application number: CN 201110060562
Authority: CN
Inventors: 蔡焱森; 路海泉
Original assignee: HANGZHOU REJUVELAC COATING GLASS CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU REJUVELAC COATING GLASS CO Ltd
Priority date: 2011-03-13
Filing date: 2011-03-13
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明公开了一种高透型低辐射镀膜玻璃，在玻璃基片(1)的表面从下至上依次设置电介质层I(2)、镍铬合金层I(3)、银层(4)、镍铬合金层II(5)和电介质层II(6)；所述电介质层I(2)与玻璃基片(1)的表面相连；电介质层I(2)和电介质层II(6)均为氧化锌的锡酸盐层。本发明还同时公开了上述高透型低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括配制镀层材料以及将玻璃基片(1)依次放入镀膜室I～镀膜室V内进行镀膜处理。该高透型低辐射镀膜玻璃具有光线透过率高、抗氧化性能好、膜层牢固度好等特点。

Description

高透型低辐射镀膜玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及玻璃领域，特别涉及一种高透型低辐射镀膜玻璃及其制备方法。

背景技术

中国专利CN2721633公开了一种特殊膜系的低辐射镀膜玻璃，包括有玻璃基片，在玻璃基片上复合有五个膜层，第一膜层即底层为金属氧化物膜层；第二膜层为金属或合金阻挡层；第三膜层为金属银；第四膜层为金属或合金阻挡层；第五膜层即表面层为金属氧化物膜层。该结构可确保银层不受氧气影响，避免银层被氧化，使得低辐射镀膜玻璃的功能膜层之一即银层能很好地起到作用，获得稳定的低辐射功能。该低辐射镀膜玻璃具有一定的抗氧化性能，膜层耐磨性能好，耐碱性能好，但是还存在耐酸性能略差的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光线透过率高、抗氧化性能好、膜层牢固度好、耐磨与耐酸碱性能好的高透型低辐射镀膜玻璃及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高透型低辐射镀膜玻璃，在玻璃基片的表面从下至上依次设置电介质层I、镍铬合金层I、银层、镍铬合金层II和电介质层II；电介质层I与玻璃基片的表面相连；电介质层I和电介质层II均为氧化锌的锡酸盐层(即SnZnO₃层)。

作为本发明的高透型低辐射镀膜玻璃的改进：玻璃基片的厚度为4～12mm。

作为本发明的高透型低辐射镀膜玻璃的进一步改进：电介质层I、镍铬合金层I、银层、镍铬合金层II和电介质层II的厚度依次为42～46nm、0.7～0.9nm、8～10nm、0.7～0.9nm和30～34nm。

本发明还同时提供了上述高透型低辐射镀膜玻璃的制备方法，依次进行以下步骤：

1)、配制镀层材料：

电介质层I和电介质层II采用锡和锌混合的浇铸圆柱型靶作为靶材，Zn∶Sn的重量比为＝50∶50；

镍铬合金层I和镍铬合金层II采用镍铬合金作为靶材，镍∶铬的重量比为80∶20；

银层采用银作为靶材；

2)、在平面磁控镀膜机中，使本体真空压力低于1.0×10^-5Torr，镀膜室I～镀膜室V内的溅射压力为1.7×10^-3Torr～3.0×10^-3Torr；将玻璃基片分别依次进行以下操作：

①、将玻璃基片送入镀膜室I内，在镀膜室I内设置锡和锌混合的浇铸圆柱型靶，采用旋转靶的方式，控制方式采用中频电源溅射；将O₂∶Ar＝2∶1的流量比通入镀膜室I内；从而在玻璃基片上形成膜层厚度为42～46nm的ZnSnO₃层作为电介质层I；

②、将步骤①的所得物送入镀膜室II内，在镀膜室II内设置镍铬合金作为靶材，控制方式采用直流电源溅射；将Ar通入镀膜室II内；从而在电介质层I上形成膜层厚度为0.7～0.9nm的镍铬合金层I；

③、将步骤②的所得物送入镀膜室III内，在镀膜室III内设置银作为靶材，控制方式采用直流电源溅射；将Ar通入镀膜室III内；从而在镍铬合金层I上形成膜层厚度为8～10nm的银层(4)；

④、将步骤③的所得物送入镀膜室IV内，在镀膜室IV内设置镍铬合金作为靶材，控制方式采用直流电源溅射；将Ar通入镀膜室IV内；从而在银层上形成膜层厚度为0.7～0.9nm的镍铬合金层II；

⑤、将步骤④的所得物送入镀膜室V内，在镀膜室V内设置锡和锌混合的浇铸圆柱型靶，采用旋转靶的方式，控制方式采用中频电源溅射；将O₂∶Ar＝2∶1的流量比通入镀膜室V内；在镍铬合金层II上形成膜层厚度为30～34nm的ZnSnO₃层作为电介质层II。

ZnSnO₃在申请号为200910089738.9的专利中有相应告知。

本发明的高透型低辐射镀膜玻璃具有以下优点：

1、本发明将常规用的锡和锌两个靶材合并为一个旋转锌锡靶，富氧溅射。该材料(旋转锌锡靶)具有沉积率高，价格便宜的特点，且SnZnO₃是很耐久的顶层材料。在膜层厚度相同的情况下，其具有较低的光线吸收率，可得到较高的光线透过率。

2、本发明的高透型低辐射镀膜玻璃，可见光透过率控制在80％-83％，具有较高的遮阳系数(遮阳系数在0.6以上)。玻璃面和膜面的光学参数均控制在自然色(中性)颜色范围内。

3、本发明的高透型低辐射镀膜玻璃，反射率小于8％。

4、本发明的高透型低辐射镀膜玻璃，以6mm透明玻璃作为玻璃基片，具体性能参数如下：

镀膜面L：34.42 a：-0.79 b：1.90 玻璃面L：33.80 a：-1.33 b：-3.80。

此光学性能按GB/T 2680进行检测，采取的仪器是分光光度计：Gradner TCSII；手提式测色差仪：Cheek^TM。

5、本发明的高透型低辐射镀膜玻璃的耐磨性能符合GB/T 18915.2-2002中对低辐射镀膜玻璃的要求，具体如下：耐磨性：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值小于3％；膜层牢固度好；耐碱性好：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值小于4％；耐酸性略差：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值小于7％。

6、本发明的高透型低辐射镀膜玻璃，抗氧化性能较好。在自然环境、无贴膜单片情况下能放置2个月左右。2个月后，膜面仅出现少量的小白点。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的高透型低辐射镀膜玻璃的主视结构示意图；

图2是图1的A-A剖的剖视放大示意图。

具体实施方式

实施例1、图1和图2结合给出了一种高透型低辐射镀膜玻璃，在玻璃基片1的表面从下至上依次设置电介质层I2、镍铬合金层I3、银层4、镍铬合金层II5和电介质层II6；电介质层I2与玻璃基片1的表面相连；电介质层I2和电介质层II6均为氧化锌的锡酸盐层。玻璃基片1的厚度为6mm，电介质层I2、镍铬合金层I3、银层4、镍铬合金层II5和电介质层II6的厚度依次为44nm、0.8nm、9nm、0.8nm和32nm。

其制备方法为依次进行如下步骤：

1、配制镀层材料：

电介质层I2和电介质层II6采用锡和锌混合的浇铸圆柱型靶作为靶材，Zn∶Sn的重量比为＝50∶50；

镍铬合金层I3和镍铬合金层II5采用镍铬合金作为靶材，镍∶铬的重量比为80∶20；

银层4采用银作为靶材。

2、在平面磁控镀膜机中，使本体真空压力低于1.0×10^-5Torr(例如为0.8×10^-5Torr)，镀膜室I～镀膜室V内的溅射压力为2×10^-3Torr-2.5×10^-3Torr；以6mm透明玻璃作为玻璃基片1。

例如可选用美国AIRCO公司生产的平面磁控镀膜机，本体真空压力是指镀膜机抽真空达到工艺要求的真空度。

将玻璃基片1分别依次进行以下操作：

①、将玻璃基片1送入镀膜室I内，在镀膜室I内设置锡和锌混合的浇铸圆柱型靶，采用旋转靶(转速为15rpm)的方式，控制方式采用中频电源溅射，溅射功率是44-45KW，电源频率是30KHZ-40KHZ；使氧氩比为400sccm∶200sccm，即O₂∶Ar＝2∶1的流量通入镀膜室I内；从而在玻璃基片1上形成膜层厚度为44nm的SnZnO₃层作为电介质层I2；

②、将步骤①的所得物送入镀膜室II内，在镀膜室II内设置镍铬合金作为靶材，控制方式采用直流电源(直流电压为280V)的恒电流控制溅射；使250sccm的Ar通入镀膜室II内；从而在电介质层I2上形成膜层厚度为0.8nm的镍铬合金层I3；

③、将步骤②的所得物送入镀膜室III内，在镀膜室III内设置银作为靶材，控制方式采用直流电源(直流电压为280V)的恒电流控制溅射；使250sccm的Ar通入镀膜室III内；从而在镍铬合金层I3上形成膜层厚度为9nm的银层4；

④、将步骤③的所得物送入镀膜室IV内，在镀膜室IV内设置镍铬合金作为靶材，控制方式采用直流电源(直流电压为280V)的恒电流控制溅射；使250sccm的Ar通入镀膜室IV内；从而在银层4上形成膜层厚度为0.8nm的镍铬合金层II5；

上述②、③、④均是平面靶的方式；溅射功率分别是：步骤②为0.9KW、步骤③为3KW、步骤④为0.9KW。

⑤、将步骤④的所得物送入镀膜室V内，在镀膜室V内设置锡和锌混合的浇铸圆柱型靶，采用旋转靶(转速为15rpm)的方式，控制方式采用中频电源溅射，溅射功率是37-38KW，电源频率是30KHZ-40KHZ；使氧氩比为400sccm∶200sccm，即O₂∶Ar＝2∶1的流量通入镀膜室V内；从而在镍铬合金层II5上形成膜层厚度为32nm的SnZnO₃层作为电介质层II6。

上述步骤①～⑤的镀膜速度均为：200cm/min。

上述步骤①～⑤中膜层的厚度可通过膜层均匀性(又称为DDR)软件(德国)进行测量计算，此为常规技术。

经检测：该高透型低辐射镀膜玻璃的可见光透过率为82％，遮阳系数为0.62，反射率为7.50％。具体性能参数如下：镀膜面L：34.42，a：-0.79，b：1.90；玻璃面L：33.80，a：-1.33，b：-3.80。说明：本发明的高透型低辐射镀膜玻璃的玻璃面和膜面的光学参数均控制在自然色(中性)颜色范围内。

耐磨性：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值小于3％；耐碱性：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值小于4％；耐酸性：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值不大于7％。在自然环境、无贴膜单片情况下能放置2个月左右。耐磨性与耐碱性均符合GB/T18915.2-2002低辐射镀膜玻璃的相应标准。

对比实施例1、对中国专利CN2721633所得的低辐射镀膜玻璃进行检测：

其可见光透过率为80％，遮阳系数为0.62，反射率为10％。具体性能参数如下：镀膜面L：35.1，a：-1.0，b：-1.0；玻璃面L：34.30，a：-2.3，b：-5.0。

耐磨性：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值大于4％；酸碱性：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值大于4％；耐酸性：试验前后试样的可见光透视比值的绝对值小于10％。在自然环境、无贴膜单片情况下能放置1个月左右。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.高透型低辐射镀膜玻璃，其特征是：在玻璃基片(1)的表面从下至上依次设置电介质层I(2)、镍铬合金层I(3)、银层(4)、镍铬合金层II(5)和电介质层II(6)；所述电介质层I(2)与玻璃基片(1)的表面相连；所述电介质层I(2)和电介质层II(6)均为氧化锌的锡酸盐层。

2.根据权利要求1所述的高透型低辐射镀膜玻璃，其特征是：所述玻璃基片(1)的厚度为4～12mm。

3.根据权利要求1或2所述的高透型低辐射镀膜玻璃，其特征是：所述电介质层I(2)、镍铬合金层I(3)、银层(4)、镍铬合金层II(5)和电介质层II(6)的厚度依次为42～46nm、0.7～0.9nm、8～10nm、0.7～0.9nm和30～34nm。

4.如权利要求1～3中任意一种高透型低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征是依次进行以下步骤：

1)、配制镀层材料：

电介质层I(2)和电介质层II(6)采用锡和锌混合的浇铸圆柱型靶作为靶材，所述Zn∶Sn的重量比为＝50∶50；

镍铬合金层I(3)和镍铬合金层II(5)采用镍铬合金作为靶材，所述镍∶铬的重量比为80∶20；

银层(4)采用银作为靶材；

2)、在平面磁控镀膜机中，使本体真空压力低于1.0×10^-5Torr，镀膜室I～镀膜室V内的溅射压力为1.7×10^-3Torr～3.0×10^-3Torr；将玻璃基片(1)分别依次进行以下操作：

①、将玻璃基片(1)送入镀膜室I内，在镀膜室I内设置锡和锌混合的浇铸圆柱型靶，采用旋转靶的方式，控制方式采用中频电源溅射；将O₂∶Ar＝2∶1的流量比通入镀膜室I内；从而在玻璃基片(1)上形成膜层厚度为42～46nm的ZnSnO₃层作为电介质层I(2)；

②、将步骤①的所得物送入镀膜室II内，在镀膜室II内设置镍铬合金作为靶材，控制方式采用直流电源溅射；将Ar通入镀膜室II内；从而在电介质层I(2)上形成膜层厚度为0.7～0.9nm的镍铬合金层I(3)；

③、将步骤②的所得物送入镀膜室III内，在镀膜室III内设置银作为靶材，控制方式采用直流电源溅射；将Ar通入镀膜室III内；从而在镍铬合金层I(3)上形成膜层厚度为8～10nm的银层(4)；

④、将步骤③的所得物送入镀膜室IV内，在镀膜室IV内设置镍铬合金作为靶材，控制方式采用直流电源溅射；将Ar通入镀膜室IV内；从而在银层(4)上形成膜层厚度为0.7～0.9nm的镍铬合金层II(5)；

⑤、将步骤④的所得物送入镀膜室V内，在镀膜室V内设置锡和锌混合的浇铸圆柱型靶，采用旋转靶的方式，控制方式采用中频电源溅射；将O₂∶Ar＝2∶1的流量比通入镀膜室V内；从而在镍铬合金层II(5)上形成膜层厚度为30～34nm的ZnSnO₃层作为电介质层II(6)。