CN103144380B - 三银调光玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三银调光玻璃，其包括玻璃基底及依次位于该玻璃基底上的第一透明导电层、第一银层、第二透明导电层、第二银层、第三透明导电层、第三银层与第四透明导电层，以及依次位于该第二透明导电层与该第二银层之间或依次位于该第三透明导电层与该第三银层之间的无机变色层、离子补充层与无机离子储存层。上述三银调光玻璃具有可对温度与光线的透过率进行智能调节的优点。

Description

三银调光玻璃
技术领域
本发明涉及一种节能玻璃，尤其是一种三银调光玻璃。
背景技术
随着国家节能减排政策的执行力度加大以及人们对低碳环保意识的加强，以低辐射玻璃为代表的节能玻璃在门窗、玻璃幕墙中的应用越来越广泛。低辐射玻璃家族中，节能性能优异的三银低辐射玻璃得到大量应用。
然而，现有的三银低辐射玻璃还存在一定的局限性，无法根据环境的变化实现对室内温度与光线的智能化调节，例如其一旦安装好，其光学特性就固定下来，不能随环境条件的变化而改变，因此在舒适性和节能效果上仍有所欠缺，因此难以适应现代建筑智能化和更高的节能效果要求。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种可对温度与光线的透过率进行智能调节的三银调光玻璃。
本发明提供一种三银调光玻璃，其包括玻璃基底，该三银调光玻璃还包括依次位于该玻璃基底上的第一透明导电层、第一银层、第二透明导电层、第二银层、第三透明导电层、第三银层与第四透明导电层，以及依次位于该第二透明导电层与该第二银层之间或依次位于该第三透明导电层与该第三银层之间的无机变色层、离子补充层与无机离子储存层。
该无机变色层与该离子补充层之间还形成有无机离子导体层。
该无机变色层包含氧化钨、氧化钼、氧化铌、氧化钛、氧化镍、氧化铱、氧化钒、氧化铑或氧化钴；该无机离子导体层包含钨酸锂、磷酸锂、氮化磷酸锂、镍酸锂、硅酸锂、铝酸锂、硅酸铝锂、铬酸锂、硫酸硼锂、钒酸锂、钽酸锂、锂的氮化物、铬的氧化物或钽的氧化物；该离子补充层包含锂、碳酸锂、氮化锂或钠；该无机离子储存层包含锂、钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、镍酸锂、锰酸锂、铬酸锂、碳酸锂、钒酸锂、钒酸镍锂、镍的氧化物、钒的氧化物、钼的氧化物或钛的氧化物。
该无机变色层厚度为50～600nm，该无机离子导体层的厚度为200～1200nm，该无机离子补充层的厚度为0.5～25nm，该无机离子储存层的厚度为0～700nm。
该三银调光玻璃在制备时，该玻璃基底需先进行加热，加热温度为100℃～400℃。
该三银调光玻璃在制备时，该玻璃基底镀膜形成各层后，还要进行加热保温，加热温度为200℃～500℃，保温时间15min～60min，然后在室温下冷却0min～30min。
该第一透明导电层、该第二透明导电层、该第三透明导电层与该第四透明导电层分别包含氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺氟氧化锡。
该第一透明导电层厚度为5～80nm，该第二透明导电层厚度为50～100nm，该第三透明导电层厚度为50～100nm，该第四透明导电层厚度为5～80nm。
该第一银层厚度为8～15nm，该第二银层厚度为10～25nm，该第三银层厚度为15～30nm。
该玻璃基底上的各层是通过磁控反应溅射沉积法依次形成。
上述三银调光玻璃采用独特的膜层结构，所有膜层都可由固体材料构成，且实现了低辐射层与变色层的有效结合，实现了节能玻璃的智能化需求，即可对温度与光线的透过率进行智能调节。
附图说明
图1是本发明实施例一的三银调光玻璃示意图。
图2是本发明实施例二的三银调光玻璃示意图。
图3是本发明实施例三的三银调光玻璃示意图。
图4是本发明实施例四的三银调光玻璃示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的三银调光玻璃作进一步的详细说明。
请参见图1，本发明实施例一的三银调光玻璃100包括玻璃基底10与依次形成于玻璃基底10上的第一透明导电层11、第一银层12、第二透明导电层13、无机变色层14、无机离子导体层15、离子补充层16、无机离子储存层17、第二银层18、第三透明导电层19、第三银层20与第四透明导电层21。
其中，玻璃基底10可为普通玻璃、有色玻璃或超白玻璃，其厚度可为3～10毫米（mm），优选为6mm。
第一透明导电层11、第二透明导电层13、第三透明导电层19及第四透明导电层21可分别包含氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺氟氧化锡。第一透明导电层11厚度可为5～80nm，优选为10～50nm；第二透明导电层13厚度可为50～100nm，优选为60～80nm；第三透明导电层19厚度可为50～100nm，优选为60～80nm；第四透明导电层21厚度可为5～80nm，优选为10～50nm。
第一银层12厚度可为8～15nm，优选为10～12nm；第二银层厚度可为10～25nm，优选为13～18nm；第三银层厚度可为15～30nm，优选为20～24nm。
无机变色层14可包含氧化钨、氧化钼、氧化铌、氧化钛、氧化镍、氧化铱、氧化钒、氧化铑或氧化钴；无机离子导体层15可包含钨酸锂、磷酸锂、氮化磷酸锂、镍酸锂、硅酸锂、铝酸锂、硅酸铝锂、铬酸锂、硫酸硼锂、钒酸锂、钽酸锂、锂的氮化物、铬的氧化物或钽的氧化物；离子补充层16可包含锂、碳酸锂、氮化锂或钠；无机离子储存层17可包含锂、钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、镍酸锂、锰酸锂、铬酸锂、碳酸锂、钒酸锂、钒酸镍锂、镍的氧化物、钒的氧化物、钼的氧化物或钛的氧化物。无机变色层14厚度可为50～600nm，优选为150～500nm；无机离子导体层15厚度可为200～1200nm，优选为500～1000nm；无机离子补充层16厚度可为0.5～25nm，优选为5～15nm；无机离子储存层17的厚度可为0～700nm，优选为200～550nm。
上述三银调光玻璃100在制备时，可通过磁控反应溅射沉积法依次在玻璃基底10上形成第一透明导电层11、第一银层12、第二透明导电层13、无机变色层14、无机离子导体层15、离子补充层16、无机离子储存层17、第二银层18、第三透明导电层19、第三银层20与第四透明导电层21来形成；然后再将其加热，保温，进行离子扩散后，冷却。详细来说，第一透明导电层11、第二透明导电层13、第三透明导电层19及第四透明导电层21可分别通过平面阴极或双旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控反应溅射沉积来形成；第一银层12、第二银层18及第三银层20可分别通过平面阴极直流磁控溅射沉积来形成；无机变色层14可通过平面阴极或双旋转阴极、直流加脉冲磁控溅射或射频反应磁控溅射沉积来形成；无机离子导体层15可通过平面阴极或双旋转阴极、射频反应磁控溅射沉积来形成；离子补充层16可通过平面阴极磁控溅射沉积来形成；无机离子储存层17可通过平面阴极或双旋转阴极、射频反应磁控溅射沉积来形成。此外，玻璃基底10还可先进行加热，加热温度为100℃～400℃；当在玻璃基底10上形成各层后，还可以进行加热保温，加热温度可为200℃～500℃，保温时间可为15min～60min，然后在室温下冷却0min～30min。
上述三银调光玻璃100采用独特的膜层结构，所有膜层都可由固体材料构成，且实现了低辐射层与变色层的有效结合，实现了节能玻璃的智能化需求，即可对温度与光线的透过率进行智能调节；例如，当无机变色层14处于“着色态”时，无机变色层14能阻止光和热量通过，并且此时第一银层12、第二银层18及第三银层20还能额外反射红外线热，进一步阻止热量通过；当无机变色层14处于“漂白态”时，无机变色层14不会阻止光和热量通过。与此同时，因为上述三银调光玻璃100生产时可只采用磁控反应溅射沉积法就能形成各层，因此可避免生产过程中多次进出镀膜设备，简化了生产工艺，从而还可降低生产成本，提高生产效率。
请参见图2，本发明实施例二的三银调光玻璃300，其与三银调光玻璃100相似，包括玻璃基底30与依次形成于玻璃基底30上的第一透明导电层31、第一银层32、第二透明导电层33、无机变色层34、离子补充层36、无机离子储存层37、第二银层38、第三透明导电层39、第三银层40与第四透明导电层41。
请参见图3，本发明实施例三的三银调光玻璃500，其与三银调光玻璃100相似，包括玻璃基底50与依次形成于玻璃基底50上的第一透明导电层51、第一银层52、第二透明导电层53、第二银层58、第三透明导电层59、无机变色层54、无机离子导体层55、离子补充层56、无机离子储存层57、第三银层60与第四透明导电层61。
请参见图4，本发明实施例四的三银调光玻璃700，其与三银调光玻璃100相似，包括玻璃基底70与依次形成于玻璃基底70上的第一透明导电层71、第一银层72、第二透明导电层73、第二银层78、第三透明导电层79、无机变色层74、离子补充层76、无机离子储存层77、第三银层80与第四透明导电层81。
具体实施例
实施例1
一种三银调光玻璃，制备时是在6毫米的超白玻璃上依次形成掺铝氧化锌(AZO)层、银(Ag)层、掺铝氧化锌(AZO)层、氧化钨(WO3)层、钨酸锂(LiWO3)层、锂（Li）层、氧化镍(NiOx)层、银(Ag)层、掺铝氧化锌(AZO)层、银(Ag)层、掺铝氧化锌(AZO)层；其具体制备过程如下所述：
将6mm超白玻璃经纯净水清洗烘干后放入真空镀膜室；
加热玻璃基片到260℃；
中频反应磁控溅射掺铝氧化锌靶，制备AZO层：设定功率30KW，溅射电压566V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=5:1，气压5×10-4mbar，膜层厚度30nm；
直流电源磁控溅射平面银靶，制备银层：设定功率5KW，电流12A，纯氩气溅射，气压5×10-4mbar，走速3m/min，银层厚度12nm；
中频反应磁控溅射掺铝氧化锌靶，制备AZO层：设定功率35KW，溅射电压570V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=5:1，气压5×10-4mbar，膜层厚度250nm；
射频反应磁控溅射陶瓷氧化钨靶制备氧化钨层：6对陶瓷氧化钨陶瓷靶，频率13.56MHz，射频功率P=400W，自偏压600V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=10:1，气压8×10-4mbar，走速1.5m/min，形成厚度200nm的疏松八面体氧化钨；
射频反应磁控溅射陶瓷钨酸锂靶制备钨酸锂层：射频溅射8对钨酸锂靶，射频频率13.56MHz，射频功率350～450W，氩气溅射，溅射气压1×10-4mbar，走速1.5m/min，制得厚度为400nm的钨酸锂层；
直流电源磁控溅射旋转锂靶，制备锂层：设定功率2KW，电流8A，纯氩气溅射，气压5×10-4mbar，走速3m/min，锂层厚度5～10nm；
射频反应磁控溅射陶瓷氧化镍靶制备氧化镍层：6对氧化镍陶瓷靶，频率13.56MHz，射频功率P=400W，自偏压600V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=10:1，气压8×10-4mbar，走速1.5m/min，形成厚度300nm的氧化镍；
直流电源磁控溅射平面银靶，制备银层：设定功率6KW，电流14.5A，纯氩气溅射，气压5×10-4mbar，走速3m/min，银层厚度15nm；
中频反应磁控溅射掺铝氧化锌靶，制备AZO层：设定功率35KW，溅射电压570V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=5:1，气压5×10-4mbar，膜层厚度250nm；
直流电源磁控溅射平面银靶，制备银层：设定功率7.5KW，电流19A，纯氩气溅射，气压5×10-4mbar，走速3m/min，银层厚度21nm；
中频反应磁控溅射掺铝氧化锌靶，制备AZO层：设定功率25KW，溅射电压340V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=5:1，气压5×10-4mbar，膜层厚度30nm。
实施例2
三银调光玻璃，制备时是在6毫米的普通白玻上依次形成掺铝氧化锌(AZO)层、银(Ag)层、掺铝氧化锌(AZO)层、银(Ag)层、掺铝氧化锌(AZO)层、氧化钨(WO3)层、锂（Li）层、氧化镍(NiOx)层、银(Ag)层、掺铝氧化锌(AZO)层；其具体制备过程如下所述：
将6毫米普通白玻经纯净水清洗烘干后放入真空镀膜室；
中频反应磁控溅射掺铝氧化锌靶，制备AZO层：设定功率30KW，溅射电压566V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=5:1，气压5×10-4mbar，膜层厚度30nm；
直流电源磁控溅射平面银靶，制备银层：设定功率5KW，电流12A，纯氩气溅射，气压5×10-4mbar，走速3m/min，银层厚度12nm；
中频反应磁控溅射掺铝氧化锌靶，制备AZO层：设定功率35KW，溅射电压570V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=5:1，气压5×10-4mbar，膜层厚度250nm；
直流电源磁控溅射平面银靶，制备银层：设定功率6KW，电流14.5A，纯氩气溅射，气压5×10-4mbar，走速3m/min，银层厚度15nm；
中频反应磁控溅射掺铝氧化锌靶，制备AZO层：设定功率35KW，溅射电压570V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=5:1，气压5×10-4mbar，膜层厚度250nm；
射频反应磁控溅射陶瓷氧化钨靶制备氧化钨层：6对陶瓷氧化钨陶瓷靶，频率13.56MHz，射频功率P=450W，自偏压630V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=10:1，气压8×10-4mbar，走速1.5m/min，形成厚度220～250nm的疏松八面体氧化钨；
直流电源磁控溅射旋转锂靶，制备锂层：设定功率2KW，电流8A，纯氩气溅射，气压5×10-4mbar，走速3m/min，锂层厚度10～15nm；
射频反应磁控溅射陶瓷氧化镍靶制备氧化镍层：6对氧化镍陶瓷靶，频率13.56MHz，射频功率P=450W，自偏压620V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=10:1，气压8×10-4mbar，走速1.5m/min，形成厚度300～350nm的氧化镍；
直流电源磁控溅射平面银靶，制备银层：设定功率7.5KW，电流19A，纯氩气溅射，气压5×10-4mbar，走速3m/min，银层厚度21nm；
中频反应磁控溅射掺铝氧化锌靶，制备AZO层：设定功率25KW，溅射电压340V，氩气和氧气混合气氛溅射，Ar：O2=5:1，气压5×10-4mbar，膜层厚度30nm；
置于钢化炉中，设定温度300℃，升温时间20min，保温30min后，风冷，设定时间5min。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种三银调光玻璃，其包括玻璃基底，其特征在于，该三银调光玻璃还包括依次位于该玻璃基底上的第一透明导电层、第一银层、第二透明导电层、第二银层、第三透明导电层、第三银层与第四透明导电层，以及依次位于该第二透明导电层与该第二银层之间或依次位于该第三透明导电层与该第三银层之间的无机变色层、离子补充层与无机离子储存层，该无机变色层与该离子补充层之间还形成有无机离子导体层，该玻璃基底上的各层是通过磁控反应溅射沉积法依次形成且由固体材料构成。
2.如权利要求1所述的三银调光玻璃，其特征是：该无机变色层包含氧化钨、氧化钼、氧化铌、氧化钛、氧化镍、氧化铱、氧化钒、氧化铑或氧化钴；该无机离子导体层包含钨酸锂、磷酸锂、氮化磷酸锂、镍酸锂、硅酸锂、铝酸锂、硅酸铝锂、铬酸锂、硫酸硼锂、钒酸锂、钽酸锂、锂的氮化物、铬的氧化物或钽的氧化物；该离子补充层包含锂、碳酸锂、氮化锂或钠；该无机离子储存层包含锂、钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、镍酸锂、锰酸锂、铬酸锂、碳酸锂、钒酸锂、钒酸镍锂、镍的氧化物、钒的氧化物、钼的氧化物或钛的氧化物。
3.如权利要求2所述的三银调光玻璃，其特征是：该无机变色层厚度为50~600nm，该无机离子导体层的厚度为200~1200nm，该无机离子补充层的厚度为0.5~25nm，该无机离子储存层的厚度为小于或等于700nm。
4.如权利要求1所述的三银调光玻璃，其特征是：该三银调光玻璃在制备时，该玻璃基底需先进行加热，加热温度为100℃~400℃。
5.如权利要求1所述的三银调光玻璃，其特征是：该三银调光玻璃在制备时，该玻璃基底镀膜形成各层后，还要进行加热保温，加热温度为200℃~500℃，保温时间15min~60min，然后在室温下冷却0min~30min。
6.如权利要求1所述的三银调光玻璃，其特征是：该第一透明导电层、该第二透明导电层、该第三透明导电层与该第四透明导电层分别包含氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺氟氧化锡。
7.如权利要求1所述的三银调光玻璃，其特征是：该第一透明导电层厚度为5~80nm，该第二透明导电层厚度为50~100nm，该第三透明导电层厚度为50~100nm，该第四透明导电层厚度为5~80nm。
8.如权利要求1所述的三银调光玻璃，其特征是：该第一银层厚度为8~15nm，该第二银层厚度为10~25nm，该第三银层厚度为15~30nm。
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