CN102529210A - 具有保护膜层的镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有保护膜层的镀膜玻璃及其制备方法，所述镀膜玻璃包括玻璃基片和镀制在玻璃基片上的镀膜层，其特征在于，所述镀膜层以玻璃基片为基础自内向外依次包括：第一保护层、第一电介质层、第二保护层、功能膜层、第三保护层、第二电介质层、外保护膜层。本发明通过在玻璃基片上沉积第一保护层有效的阻止了Na+扩散，降低反射，并且提高了玻璃的机械化强度；在功能膜层上下两侧沉积第二保护层和第三保护层提高了功能膜层的抗氧化性能，延长其保存时间，增加膜层之间的附着力，同时增强了玻璃的可加工性，另外，在所述功能膜层上沉积外保护膜层使得镀膜玻璃便于运输和储存，并且使用时易于去除。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃深加工中的镀膜技术领域，具体是一种具有保护膜层的镀膜玻璃及其制备方法。
背景技术
镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物的薄膜，用以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。镀膜玻璃在人们日常生活中的应用越来越广泛，不单用于建筑领域，而且很多生活用品也用玻璃为材料。但是，镀膜玻璃在运输和存储的过程中，基片膜层容易发生划伤、磨损的情况，其功能层银膜也很容易氧化，并且镀膜玻璃在进行各种深加工和热处理后，物理化学性能容易发生改变。针对上述问题，目前玻璃制造企业采用的方法是使用PE有机贴膜保护基片膜层，它可以起到一定的保护作用。但是，在使用基片时，需要人工揭膜，该保护膜不能重复利用且不易降解，批量使用会造成大量固体废弃物，对环境造成严重的负面影响。
发明内容
本发明的技术目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种光学性能稳定、不易发生氧化的镀膜玻璃及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种具有保护膜层的镀膜玻璃，包括玻璃基片和镀制在玻璃基片上的镀膜层，其特征在于，所述镀膜层以玻璃基片为基础自内向外依次包括：
沉积在所述玻璃基片上的第一保护层；
沉积在所述第一保护层上的第一电介质层；
沉积在所述第一电介质层上的第二保护层；
沉积在所述第二保护层上的功能膜层；
沉积在所述功能膜层上的第三保护层；
沉积在第三保护层上的第二电介质层；
沉积在所述第二电介质层上的外保护膜层。
进一步的技术方案还包括：
作为优选，所述外保护膜层设为碳膜层；
所述第一保护层、第二保护层、第三保护层优选为Ni Cr、Cr、Ti或不锈钢材料膜层中的一种。
所述第一电介质层、所述第二电介质层优选为SnO2、ZnSO3、ZnO、Si3N4或TiO2材料膜层中的一种。
所述功能膜层为银层。
作为优选，所述第一保护层、第二保护层、第三保护层的膜厚范围设为3-8nm；所述第一电介质层、第二电介质层的膜厚设为16-100nm；所述外保护膜层的厚度范围设为0.1-0.5μm。
一种制备上述具有保护膜层的镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备玻璃基片；
在所述玻璃基片上沉积第一保护层；
在所述第一保护层上沉积第一电介质层；
在所述第一电介质层上沉积第二保护层；
在所述第二保护层上沉积功能膜层；
在所述功能膜层上沉积第三保护层；
在所述第三保护层上沉积第二电介质层；
在所述第二电介质层上沉积外保护膜层，所述外保护膜层是将100％含碳氢源通入反应器中经薄膜工艺形成。
各膜层可采用真空磁控溅射方法镀膜，作为优选的技术方案：
所述第一保护层通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为3.2×10-3mbar，充入纯氩气体溅射；
所述第一电介质层通过交流双靶溅射形成，其溅射条件为：背景真空度为3.0×10-3mbar，充入氩气、氮气或者氩气、氧气的混合气体溅射。
所述第二保护层通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为2.85×10-3mbar，充入纯氩气体溅射；
所述功能膜层通过直流单靶材溅射形成，溅射条件为：背景真空度为4.5×10-3mbar，充入纯氩气体溅射；
所述第三保护层通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为2.85×10-3mbar，充入纯氩气体溅射。
所述第二电介质层通过交流双靶溅射形成，其溅射条件为：背景真空度为3.0×10-3mbar，充入氩气、氮气或者氩气、氧气的混合气体溅射。
所述制备外保护层的含碳氢源为甲烷，所述薄膜工艺优选为等离子体离子蒸镀。
本发明的有益效果：
1)、通过在玻璃基片上设置第一保护层有效的阻止了Na+扩散，避免了Na+扩散对薄膜沉积性能和色系的不利影响，并起到降低反射，提高玻璃机械化强度的作用；
2)、在功能膜层上下两侧沉积第二保护层和第三保护层提高功能膜层的抗氧化性能，延长其保存时间，增加膜层之间的附着力，同时增强玻璃的可加工性；
3)、通过在所述功能膜层上沉积外保护膜层，提高玻璃的耐腐蚀性与耐磨损性，便于玻璃的运输和储存。作为优选的炭膜层，膜层不仅材料环保，使用时易于去除，同时还具有高硬度、低摩擦系数、良好的耐腐蚀性与耐磨性的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的制备流程示意图。
具体实施方式
为了阐明本发明的技术方案、构造特征、产品功效及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。
如图1所示，本发明的一种具有保护膜层的镀膜玻璃1，包括玻璃基片10和镀制在玻璃基片10上的镀膜，其膜层结构自玻璃基片10向外依次为：
沉积在所述玻璃基片10上的第一保护层11；
沉积在所述第一保护层11上的第一电介质层12；
沉积在所述第一电介质层12上的第二保护层13；
沉积在所述第二保护层13上的功能膜层14；
沉积在所述功能膜层14上的第三保护层15；
沉积在第三保护层15上的第二电介质层16；
沉积在所述第二电介质层16上的外保护膜层17。
其中，所述第一保护层11、第二保护层13以及第三保护层15优选NiCr、Cr、不锈钢、Ti等材料中的一种镀制膜层。所述功能膜层14为具有低辐射性能的银层，起到增加保温或隔热效果的作用。
所述第一电介质层12与所述第二电介质层16优选SnO2、ZnSO3、ZnO、Si3N4、TiO2等材料中的一种镀制膜层。为了使外保护膜层17具有高硬度、低摩擦系数、良好耐腐蚀性与耐磨损性等特性，在本发明中，所述外保护膜层17优选的为碳膜层，其可以通过650°以上的热处理去除。
如图2所示，为一种制备上述具有保护膜层的镀膜玻璃的制备方法，采用真空磁控溅射设备镀膜，其制备流程具体包括以下步骤：
执行步骤S1：提供玻璃基片10；
执行步骤S2：在所述玻璃基片10上沉积第一保护层11，所述第一保护层11通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为3.2×10-3mbar，在纯氩气环境中溅射，所述第一保护层11的膜厚为3-8nm；
执行步骤S3：在所述第一保护层11上沉积第一电介质层12。所述第一电介质层12通过交流双靶溅射形成，其溅射条件为：背景真空度为3.0×10-3mbar，在氮氩或者氩氧气体环境中溅射。其中，充入氩气和氮气时，氩气和氮气的体积比为30∶35，所述第一电介质层12的膜厚为16-100nm；
执行步骤S4：在所述第一电介质层12上沉积第二保护层13。所述第二保护层13通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为2.85×10-3mbar，充入纯氩气，在纯氩气氛围中溅射，所述第二保护层13的膜厚为3-8nm；
执行步骤S5：在所述第二保护层13上沉积功能膜层14。所述功能膜层14是通过直流单靶材溅射形成。其中，溅射条件为：背景真空度为4.5×10-3mbar，在纯氩气环境中溅射；
执行步骤S6：在所述功能膜层14上沉积第三保护层15。所述第三保护层15通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为2.85×10-3mbar，充入纯氩气溅射，所述第三保护层15的膜厚为3-8nm；
执行步骤S7：在所述第三保护层15上沉积第二电介质层16。所述第二电介质层16通过交流双靶溅射形成，其溅射条件为：背景真空度为3.0×10-3mbar，在充入氩气、氮气或者氩气、氧气的混合气体的环境下溅射。其中，充入氩气和氮气时，氩气和氮气的体积比为30∶35，所述第二电介质层16的膜厚为16-100nm；
执行步骤S8：在所述第二电介质层16上沉积外保护膜层17。所述外保护膜层17是由碳材料构成，所述外保护膜层17是将100％含碳氢源通入反应器中经薄膜工艺形成。在本发明中优选的含碳氢源为甲烷，所述薄膜工艺可采用化学气相沉积、离子蒸镀或反应磁控溅射。具体的，以等离子体离子蒸镀为例，该薄膜沉积工艺是将基板载体通以高周波电源，使反应器的真空腔体壁产生电容放电，等离子体甲烷解离，使甲烷离子凭借高周波的自我偏压所得到的能量直接轰击基板，工艺真空背景维持在1.9×10-3mbar，高周波功率为100W。所述外保护膜层17的厚度范围为0.1-0.5μm。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均应落在本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有保护膜层的镀膜玻璃，包括玻璃基片和镀制在玻璃基片上的镀膜层，其特征在于，所述镀膜层以玻璃基片为基础自内向外依次包括：
沉积在所述玻璃基片上的第一保护层；
沉积在所述第一保护层上的第一电介质层；
沉积在所述第一电介质层上的第二保护层；
沉积在所述第二保护层上的功能膜层；
沉积在所述功能膜层上的第三保护层；
沉积在第三保护层上的第二电介质层；
沉积在所述第二电介质层上的外保护膜层。
2.根据权利要求1所述的一种具有保护膜层的镀膜玻璃，其特征在于：
所述外保护膜层为碳膜层。
3.根据权利要求1所述的一种具有保护膜层的镀膜玻璃，其特征在于：
所述第一保护层、第二保护层、第三保护层为NiCr、Cr、Ti或不锈钢材料的膜层。
4.根据权利要求1所述的一种具有保护膜层的镀膜玻璃，其特征在于：
所述第一电介质层、所述第二电介质层为SnO2、ZnSO3、ZnO、Si3N4或TiO2材料的膜层。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的一种具有保护膜层的镀膜玻璃，其特征在于：
所述功能膜层为银层。
6.根据权利要求5所述的一种具有保护膜层的镀膜玻璃，其特征在于：
所述第一保护层、第二保护层、第三保护层的膜厚为3-8nm；
所述第一电介质层、第二电介质层的膜厚为16-100nm；
所述外保护膜层的厚度范围为0.1-0.5μm。
7.一种如权利要求1所述的具有保护膜层的镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供玻璃基片；
在所述玻璃基片上沉积第一保护层；
在所述第一保护层上沉积第一电介质层；
在所述第一电介质层上沉积第二保护层；
在所述第二保护层上沉积功能膜层；
在所述功能膜层上沉积第三保护层；
在所述第三保护层上沉积第二电介质层；
在所述第二电介质层上沉积外保护膜层，所述外保护膜层是将100％含碳氢源通入反应器中经薄膜工艺形成。
8.根据权利要求7所述的一种具有保护膜层的镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，各膜层采用真空磁控溅射方法镀膜：
所述第一保护层通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为3.2×10-3mbar，充入纯氩气体溅射；
所述第一电介质层通过交流双靶溅射形成，其溅射条件为：背景真空度为3.0×10-3mbar，充入氩气、氮气或者氩气、氧气的混合气体溅射；
所述第二保护层通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为2.85×10-3mbar，充入纯氩气体溅射；
所述功能膜层通过直流单靶材溅射形成，溅射条件为：背景真空度为4.5×10-3mbar，充入纯氩气体溅射；
所述第三保护层通过直流单靶材溅射形成，靶材为NiCr靶，其溅射条件为：背景真空度为2.85×10-3mbar，充入纯氩气体溅射；
所述第二电介质层通过交流双靶溅射形成，其溅射条件为：背景真空度为3.0×10-3mbar，充入氩气和氮气或者氩气和氧气的混合气体溅射。
9.根据权利要求7或8所述的一种具有保护膜层的镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，所述含碳氢源为甲烷。
10.根据权利要求9所述的一种具有保护膜层的镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，所述薄膜工艺为等离子体离子蒸镀。
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