CN102503174A - 一种磁控溅射可钢化双银low-e 玻璃及制备该玻璃的方法 - Google Patents

一种磁控溅射可钢化双银low-e 玻璃及制备该玻璃的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，包括有玻璃基片，其特征在于：在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地磁控溅射有十三个膜层，其中第一膜层即最内层为SiO2层，第二层为TiO2层，第三层为CrNx层，第四层为ZnO层，第五层为Ag层，第六层为NiCrOy层，第七层为TiO2层，第八层为ZnSn3O4层，第九层为ZnO层，第十层为Ag层，第十一层为NiCrOy层，第十二层为TiO2层，最外层为Si3N4Oy层。本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种透过率高，镀膜层与玻璃基材的结合力强、镀膜层致密、均匀的磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，本发明还提供一种磁控溅射法制备可钢化双银LOW-E玻璃的方法。

Description

一种磁控溅射可钢化双银LOW-E 玻璃及制备该玻璃的方法
【技术领域】
本发明涉及一种磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，本发明还涉及一种磁控溅射法制备可钢化双银LOW-E玻璃的方法。 
【背景技术】
玻璃是在当代的生产和生活中扮演着重要角色，建筑物的门窗汽车车窗和挡风玻璃等等许多地方都用到玻璃，给生产和生活带来了很多的方便。但是现有的镀膜玻璃的镀膜层与玻璃基材的结合力弱、镀膜层疏松、不均匀。 
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种透过率高，镀膜层与玻璃基材的结合力强、镀膜层致密、均匀的磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，本发明还提供一种磁控溅射法制备可钢化双银LOW-E玻璃的方法。 
本发明是通过以下技术方案实现的： 
一种磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，包括有玻璃基片1，其特征在于：在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地磁控溅射有十三个膜层，其中第一膜层即最内层为SiO2层21，第二层为TiO2层22，第三层为CrNx层23，第四层为ZnO层24，第五层为Ag层25，第六层为NiCrOy层26，第七层为TiO2层27，第八层为ZnSn3O4层28， 第九层为ZnO层29，第十层为Ag层210，第十一层为NiCrOy层211，第十二层为TiO2层212，最外层为Si3N4Oy层213。 
如上所述的磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第一膜层SiO2层21的厚度为23～27nm，第二层TiO2层22的厚度为28～32nm，第三层CrNx层23的厚度为1.5～3nm，第四层ZnO层24的厚度为8～12nm，第五层Ag层25的厚度为8～12nm，第六层NiCrOy层26的厚度为1.5～3nm，第七层TiO2层27的厚度为28～32nm，第八层ZnSn3O4层28的厚度为58～62nm，第九层ZnO层29的厚度为8～12nm，第十层Ag层210的厚度为8～12nm，第十一层NiCrOy层211的厚度为1.5～3nm，第十二层TiO2层212的厚度为18～22nm，最外层Si3N4Oy层213的厚度为28～32nm。 
一种磁控溅射法制备上述的可钢化双银LOW-E玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤： 
(1)磁控溅射SiO2层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料重量比Si∶Al(90～98∶2～10)； 
(2)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶； 
(3)磁控溅射CrNx层，用氮气做反应气体，用直流电源溅射； 
(4)磁控溅射ZnO层，平滑CrNx层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，为Ag层作铺垫； 
(5)磁控溅射Ag层，交流电源溅射； 
(6)磁控溅射NiCrOy层，用氮气做反应气体，渗少量氧气，用直流电源溅射； 
(7)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶； 
(8)磁控溅射ZnSn3O4层，用中频交流电流溅射ZnSn重量比(Zn∶Sn＝48～52∶48～52)； 
(9)磁控溅射ZnO层，平滑CrNx层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，为Ag层作铺垫； 
(10)磁控溅射Ag层，交流电源溅射； 
(11)磁控溅射NiCrOy层，用氮气做反应气体，渗少量氧气，用直流电源溅射； 
(12)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶； 
(13)磁控溅射Si3N4Oy层，氮气作反应气体、用交流中频电源溅射半导体材料重量比Si∶Al(90～98∶2～10)。 
如上所述的方法，其特征在于所述第一膜层SiO2层21的厚度为23～27nm，第二层TiO2层22的厚度为28～32nm，第三层CrNx层23的厚度为1.5～3nm，第四层ZnO层24的厚度为8～12nm，第五层Ag层25的厚度为8～12nm，第六层NiCrOy层26的厚度为1.5～3nm，第七层TiO2层27的厚度为28～32nm，第八层ZnSn3O4层28的厚度为58～62nm，第八层ZnO层29的厚度为8～12nm，第十层Ag层210的厚度为8～12nm，第十一层NiCrOy层211的厚度为1.5～3nm，第十二层TiO2层212的厚度为18～22nm，最外层Si3N4Oy层213的厚度为28～32nm。 
与现有技术相比，本发明有如下优点： 
1、本发明采用磁控溅射法将镀膜层溅射在玻璃基材上，镀膜层 
2、本玻璃利用TiO2膜的高折射率，使镀膜玻璃颜色呈中性，使之具有较高的可见光透过率，本玻璃透光率T(透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率达84％，辐射率≤0.04，并利用TiO2降低银膜的面电阻，减少银的消耗。 
3、本玻璃钢化前后透过率偏差小于1.5％，漂移小，ΔE＜1.0，颜色偏差小，按国标法测耐磨ΔE＜2.0。 
【附图说明】
图1是本发明结构示意图。 
【具体实施方式】
一种磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，包括有玻璃基片1，在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地磁控溅射有十三个膜层，其中第一膜层即最内层为SiO2层21，第二层为TiO2层22，第三层为CrNx层23，第四层为ZnO层24，第五层为Ag层25，第六层为NiCrOy层26，第七层为TiO2层27，第八层为ZnSn3O4层28，第九层为ZnO层29，第十层为Ag层210，第十一层为NiCrOy层211，第十二层为TiO2层212，最外层为Si3N4Oy层213。 
所述第一膜层SiO2层21，即二氧化硅层，通过与TiO2结合提高折射率，SiO2的厚度为23～27nm，nm是纳米，1m＝109nm。 
所述第二膜层的TiO2层22，即钛的氧化物——二氧化钛。采用高折射率n＝2.5的TiO2是为了提高玻璃的透光率，而且玻璃呈中性颜色，使之具有较高的可见光透过率，并利用TiO2降低银膜的面电阻， 减少银的消耗。TiO2膜表面非常光滑，因而改善了银膜的导电率。TiO2层厚度为28～32nm。 
第三层CrNx层23，即氮化铬层，提高耐磨性，CrNx层厚度为1.5～3nm。CrNx厚度为1.5～3nm。 
第四层ZnO层24，即氧化锌层，是减反射的金属氧化物层，同时进一步提高银膜的导电率。氧化锌ZnO可用作助熔剂，降低玻璃的烧结温度，用作玻璃涂料，让可见光通过的同时反射红外线，以达到保温或隔热的效果。ZnO层厚度为8～12nm。 
所述第五层Ag层25，即金属银层，金属银层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用；Ag层厚度为8～12nm。 
第六层NiCrOy层26，即氧化镍铬层，氧化镍铬层为了进一步保护银膜，以避免银膜在反应溅射过程受到浸蚀，还要在薄的银膜一侧或两侧增加所谓的“阻挡层”，对于镀层具有非常良好的抗化学和机械性能。NiCrOy层的厚度为1.5～3nm。 
第七层TiO2层27，即钛的氧化物——二氧化钛。TiO2层的厚度为28～32nm。 
第八层ZnSn3O4层28，即氧化锌锡层，ZnSn3O4的的厚度为58～62nm， 
第九层ZnO层29，即氧化锌层，是减反射的金属氧化物层，同时进一步提高银膜的导电率。氧化锌ZnO可用作助熔剂，降低玻璃的烧结温度，用作玻璃涂料，让可见光通过的同时反射红外线，以达到保温或隔热的效果。ZnO层的厚度为8～12nm。 
第十层Ag层210，即金属银层，金属银层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用；Ag层的厚度为8～12nm。 
第十一层NiCrOy层211，即氧化镍铬层，氧化镍铬层为了进一步保护银膜，以避免银膜在反应溅射过程受到浸蚀，还要在薄的银膜一侧或两侧增加所谓的“阻挡层”，对于镀层具有非常良好的抗化学和机械性能。NiCrOy层的厚度为1.5～3nm。 
第十二层TiO2层212，即钛的氧化物——二氧化钛，厚度为18～22nm。 
最外层Si3N4Oy层29，即氮氧化硅层，氮氧化硅提高钢化时抗高温氧化性，Si3N4Oy层厚度为28～32nm。 
一种磁控溅射法制备权上述的可钢化双银LOW-E玻璃的方法，包括如下步骤： 
(14)磁控溅射SiO2层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料Si∶Al(90～98∶2～10)； 
(15)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶； 
(16)磁控溅射CrNx层，用氮气做反应气体，用直流电源溅射； 
(17)磁控溅射ZnO层，平滑CrNx层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，为Ag层作铺垫； 
(18)磁控溅射Ag层，交流电源溅射； 
(19)磁控溅射NiCrOy层，用氮气做反应气体，渗少量氧气，用直流电源溅射； 
(20)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶； 
(21)磁控溅射ZnSn3O4层，用中频交流电流溅射ZnSn(Zn∶Sn48～52∶48～52)； 
(22)磁控溅射ZnO层，平滑CrNx层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，为Ag层作铺垫； 
(23)磁控溅射Ag层，交流电源溅射； 
(24)磁控溅射NiCrOy层，用氮气做反应气体，渗少量氧气，用直流电源溅射； 
(25)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶； 
(26)磁控溅射Si3N4Oy层，氮气作反应气体、用交流中频电源溅射半导体材料Si∶Al(90～98∶2～10)。 
本发明的优选方案： 
所述第一膜层SiO2层21的厚度为25nm，第二层TiO2层22的厚度为30nm，第三层CrNx层23的厚度为2nm，第四层ZnO层24的厚度为10nm，第五层Ag层25的厚度为10nm，第六层NiCrOy层26的厚度为2nm，第七层TiO2层27的厚度为30nm，第八层ZnSn3O4层28的厚度为60nm，第九层ZnO层29的厚度为10nm，第十层Ag层210的厚度为10nm，第十一层NiCrOy层211的厚度为2nm，第十二层TiO2层212的厚度为20nm，最外层Si3N4Oy层213的厚度为30nm。 
步骤(1)和步骤(13)中半导体材料的配比均为Si∶Al(90∶10)，步骤(8)中锌和锡配比为Zn∶Sn(50∶50)。 
Low-E玻璃也叫做低辐射镀膜玻璃。 
本发明采用磁控溅射法将镀膜层溅射在玻璃基材上，镀膜层与玻璃基材的结合力强、镀膜层致密、均匀。本玻璃利用TiO2膜的高折射率，使镀膜玻璃颜色呈中性，使之具有较高的可见光透过率，并利用TiO2降低银膜的面电阻，减少银的消耗。本玻璃钢化前后透过率偏差小于1.5％，漂移小，ΔE＜1.0，颜色偏差小，按国标法测耐磨ΔE＜2.0。 
本玻璃利用TiO2膜的高折射率，使镀膜玻璃颜色呈中性，使之具有较高的可见光透过率，并利用TiO2降低银膜的面电阻，减少银的消耗。本玻璃透光率T(透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率)达84％；本玻璃辐射率≤0.04，辐射率是某物体的双位面积辐射的热量同双位面积黑体在相同温度、相同条件下辐射热量之比。辐射率定义是某物体吸收或反射热量的能力。玻璃的辐射率越接近于零，其绝热性能就越好。 

Claims (4)

1.一种磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，包括有玻璃基片(1)，其特征在于：在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地磁控溅射有十三个膜层，其中第一膜层即最内层为SiO2层(21)，第二层为TiO2层(22)，第三层为CrNx层(23)，第四层为ZnO层(24)，第五层为Ag层(25)，第六层为NiCrOy层(26)，第七层为TiO2层(27)，第八层为ZnSn3O4层(28)，第九层为ZnO层(29)，第十层为Ag层(210)，第十一层为NiCrOy层(211)，第十二层为TiO2层(212)，最外层为Si3N4Oy层(213)。
2.根据权利要求1所述的磁控溅射可钢化双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第一膜层SiO2层(21)的厚度为23～27nm，第二层TiO2层(22)的厚度为28～32nm，第三层CrNx层(23)的厚度为1.5～3nm，第四层ZnO层(24)的厚度为8～12nm，第五层Ag层(25)的厚度为8～12nm，第六层NiCrOy层(26)的厚度为1.5～3nm，第七层TiO2层(27)的厚度为28～32nm，第八层ZnSn3O4层(28)的厚度为58～62nm，第九层ZnO层(29)的厚度为8～12nm，第十层Ag层(210)的厚度为8～12nm，第十一层NiCrOy层(211)的厚度为1.5～3nm，第十二层TiO2层(212)的厚度为18～22nm，最外层Si3N4Oy层(213)的厚度为28～32nm。
3.一种磁控溅射法制备权利要求1所述的可钢化双银LOW-E玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)磁控溅射SiO2层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料重量比Si∶A1(90～98∶2～10)；
(2)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶；
(3)磁控溅射CrNx层，用氮气做反应气体，用直流电源溅射；
(4)磁控溅射ZnO层，平滑CrNx层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，为Ag层作铺垫；
(5)磁控溅射Ag层，交流电源溅射；
(6)磁控溅射NiCrOy层，用氮气做反应气体，渗少量氧气，用直流电源溅射；
(7)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶；
(8)磁控溅射ZnSn3O4层，用中频交流电流溅射ZnSn重量比(Zn∶Sn＝48～52∶48～52)；
(9)磁控溅射ZnO层，平滑CrNx层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，为Ag层作铺垫；
(10)磁控溅射Ag层，交流电源溅射；
(11)磁控溅射NiCrOy层，用氮气做反应气体，渗少量氧气，用直流电源溅射；
(12)磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶；
(13)磁控溅射Si3N4Oy层，氮气作反应气体、用交流中频电源溅射半导体材料重量比Si∶A1(90～98∶2～10)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述第一膜层SiO2层(21)的厚度为23～27nm，第二层TiO2层(22)的厚度为28～32nm，第三层CrNx层(23)的厚度为1.5～3nm，第四层ZnO层(24)的厚度为8～12nm，第五层Ag层(25)的厚度为8～12nm，第六层NiCrOy层(26)的厚度为1.5～3nm，第七层TiO2层(27)的厚度为28～32nm，第八层ZnSn3O4层(28)的厚度为58～62nm，第八层ZnO层(29)的厚度为8～12nm，第十层Ag层(210)的厚度为8～12nm，第十一层NiCrOy层(211)的厚度为1.5～3nm，第十二层TiO2层(212)的厚度为18～22nm，最外层Si3N4Oy层(213)的厚度为28～32nm。
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