CN102503175B - 一种磁控溅射可钢化单银low-e 玻璃及制备该玻璃的方法 - Google Patents

一种磁控溅射可钢化单银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单银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九个膜层，其中第一膜层即最内层为Si3N4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CrNxOy层，第七层为ZnSn3O4层，第八层为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单银LOW-E玻璃，本发明还提供一种磁控溅射法制备可钢化单银LOW-E玻璃的方法。

Description

一种磁控溅射可钢化单银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单银LOW-E玻璃，本发明还涉及一种磁控溅射法制备可钢化单银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单银LOW-E玻璃，本发明还提供一种磁控溅射法制备可钢化单银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单银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九个膜层，其中第一膜层即最内层为Si3N4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CrNxOy层26，第七层为ZnSn3O4层27，第八层为TiO2层28，最外层为Si3N4Oy层29；所述第一膜层的Si3N4层21的厚度为13～17nm，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CrNxOy层26的厚度为1.5～3nm，第七层ZnSn3O4层27的厚度为28～32nm，第八层TiO2层28的厚度为18～22nm，最外层Si3N4Oy层29的厚度为28～32nm。
一种磁控溅射法制备上述的可钢化单银LOW-E玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）磁控溅射Si3N4层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料SiAl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CrNxOy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ZnSn3O4层，用中频交流电流溅射ZnSn重量比Zn:Sn=48～52:48～52；
（8）磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶；
（9）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SiAl重量比Si:Al=90～98:2～10；所述第一膜层的Si3N4层21的厚度为13～17nm，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CrNxOy层26的厚度为1.5～3nm，第七层ZnSn3O4层27的厚度为28～32nm，第八层TiO2层28的厚度为18～22nm，最外层Si3N4Oy层29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，镀膜层与玻璃基材的结合力强、镀膜层致密、均匀。
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，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单银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九个膜层，其中第一膜层即最内层为Si3N4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CrNxOy层26，第七层为ZnSn3O4层27，第八层为TiO2层28，最外层为Si3N4Oy层29。
所述第一膜层的Si3N4层21，即氮化硅层；Si3N4是一种非常坚硬的材料，它确保了整个镀层具有良好的机械耐久性，设置在最内层作为保护玻璃的最后一道屏障，Si3N4层的厚度为13～17nm，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。厚度为28～32nm。
所述第三膜层CrNx层23，即氮化铬层，提高耐磨性，CrNx层厚度为1.5～3nm。
所述第四层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层的厚度为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层的厚度为8～12nm，
所述第六层CrNxOy层26，即氮氧化铬层，提高膜层耐磨性、提高透光率、提高钢化时抗高温氧化性，CrNxOy的厚度为1.5～3nm。
所述第七层ZnSn3O4层27，即氧化锌锡层，ZnSn3O4的厚度为28～32nm，
所述第八层TiO2层28，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上述的可钢化单银LOW-E玻璃的方法，包括如下步骤：
（1）磁控溅射Si3N4层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料SiAl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CrNxOy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ZnSn3O4层，用中频交流电流溅射ZnSn重量比Zn:Sn=48～52:48～52；
（8）磁控溅射TiO2,层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶。
（9）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：
所述第一膜层的Si3N4层21的厚度为15nm，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CrNxOy层26的厚度为2nm，第七层ZnSn3O4层27的厚度为30nm，第八层TiO2层28的厚度为20nm，最外层Si3N4Oy层29的厚度为30nm。步骤(1)和步骤(9)中半导体材料的配比均为Si:Al(90:10)，步骤(7)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≤0.08，辐射率是某物体的单位面积辐射的热量同单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 (2)

1.一种磁控溅射可钢化单银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九个膜层，其中第一膜层即最内层为Si3N4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CrNxOy层（26），第七层为ZnSn3O4层（27），第八层为TiO2层（28），最外层为Si3N4Oy层（29），所述第一膜层的Si3N4层（21）的厚度为13～17nm，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CrNxOy层（26）的厚度为1.5～3nm，第七层ZnSn3O4层（27）的厚度为28～32nm，第八层TiO2层（28）的厚度为18～22nm，最外层Si3N4Oy层（29）的厚度为28～32nm。
2.一种磁控溅射法制备权利要求1所述的可钢化单银LOW-E玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）磁控溅射Si3N4层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料SiAl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CrNxOy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ZnSn3O4层，用中频交流电流溅射ZnSn重量比Zn:Sn=48～52:48～52；
（8）磁控溅射TiO2层，用交流中频电源溅射陶瓷钛靶；
（9）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SiAl重量比Si:Al=90～98:2～10；
所述第一膜层的Si3N4层（21）的厚度为13～17nm，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CrNxOy层（26）的厚度为1.5～3nm，第七层ZnSn3O4层（27）的厚度为28～32nm，第八层TiO2层（28）的厚度为18～22nm，最外层Si3N4Oy层（29）的厚度为28～32nm。
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