CN104386921A - 一种金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法，具有玻璃基片，从玻璃基片的空气面由内到外依次相邻地复合有八个膜层，第一层为0～5nm厚的ZnO层；第二层为0～25nm的Ag层；第三层为0～10nm厚的Cu层；第四层为0～5nm厚的NiCr层；第五层为0～60nm厚的ZnO层；第六层为0～10nm厚的Ag层；第七层为0～8nm厚的NiCr层；第八层为0～10nm厚的SiN层。本发明的产品外观为金色，实现了产品外观的多样化。且是用2层Ag和1层Cu代替Au实现金色，大幅度降低生产成本。且是在实现产品颜色为金色的同时，保证了镀膜玻璃具备双银Low～e玻璃的良好节能性。

Description

一种金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃深加工技术领域，具体涉及一种金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
背景技术
低辐射玻璃(LOW～E)是在玻璃表面镀上由多层银等金属或其他化合物组成的薄膜而成，以实现一些光学和热学性能的节能玻璃。
普通单片玻璃阳光透过率一般，红外反射率很低，隔热隔音性能很差。如果用于幕墙，大部分太阳光透过玻璃而进入室内，使室内物体温度上升，这些能量又会以辐射形式通过玻璃散失掉，因此普通玻璃节能性差。而低辐射玻璃合中空使用具有良好的透光、保温、隔热性能，适合广泛用于玻璃幕墙等地方。
随着经济的发展，市场对LOW～e玻璃的要求越来越高，不仅要求其具有较高的性能，较强的实用性，还必须集美观、舒适、价廉于一体，金色玻璃体现富贵表现奢华，因而备受人们的喜爱。
现在金色的LOW～E镀膜玻璃少，市场上有一些金色镀膜玻璃，但是其大多属于热反射膜系或单银膜系，热反射膜层一般设计为介质层/金属层/介质层，单银膜层一般设计为介质层/红外反射层/阻挡层介质层，这两种存在膜层设计节能性差的缺点。热反射和单银玻璃的遮阳系数分别在0.3、0.4以上，K值分别在4.6W/M2*K和1.8W/M2*K以上，辐射率分别为0.3和0.15以上，因此其节能效果不佳。有些金色镀膜玻璃是用真黄金做的，由于使用真黄金，价格昂贵，成本较高，一般普通人员很难消费得起。
申请号为200820051152.4的专利公开了一种双银低辐射镀膜玻璃,包括玻璃基片,它的技术要点在于,在玻璃基片上向外依次复合有氧化钛膜层、氧化锌膜层、银层、镍铬膜层、氧化锌膜层、银层、氮化硅膜层。本实用新型的目的是为了克服现有低辐射玻璃由于银层的银粒子不均匀或凝聚,从而使镀膜玻璃产生斑点、雾化的不足而提供的一种银层均匀分布从而低辐射效果好的低辐射玻璃。同时本实用新型两层金属银,使其辐射率更低,增加隔热或保温效果,更具节能效果。
申请号为200810065654.7的专利公开了一种金色低辐射镀膜玻璃,玻璃单表面镀覆有复合膜层,复合膜层的最外层为一保护膜层,复合膜层包括三层金属膜层,其中一层金属膜层是铜膜层,一层是银膜层,紧贴保护膜层下面的一层金属膜层是镍铬合金膜层或钛膜层。其制作方法包括清洗、干燥和镀覆,镀覆是真空磁控溅射镀覆,将干燥后的玻璃置入真空磁控溅射镀膜设备的靶材室逐层镀覆复合膜层。本发明选用特定的靶材、气氛及组合替代金靶材制作金色低辐射镀膜玻璃,具有性能优良、色彩鲜艳且容易调节、质量稳定、制作效率高、成本低、易于推广的特点,并能通过改变各膜层的厚度获得不同透过率、透过色、反射率、反射色及遮阳系数、辐射率的多品种金色低辐射镀膜玻璃,以适应市场不同需求。
申请号为201110091107.8的专利公开了一种可钢化金色低辐射镀膜玻璃及其制造方法，旨在解决现有金色镀膜玻璃产品难于钢化处理、外观色调不纯正、抗氧化性差、节能效果差等技术问题。本发明的可钢化金色低辐射镀膜玻璃,玻璃基层上依次沉积有如下厚度的膜层,第一氮化硅膜层19.1～41.9nm、第一镍铬合金膜层2～41.0nm、铜铟合金膜层2.5～13.7nm、银膜层4.9～14.6nm、第二镍铬合金膜层1.7～6.3nm、第二氮化硅膜层91.8～128.0nm。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种颜色均匀性好、性能优异且节能的金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
为了达到本发明的目的，技术方案如下：
一种金色双银低辐射镀膜玻璃，具有玻璃基片，其特征在于：从玻璃基片的空气面，由内到外依次相邻地复合有八个膜层，其中第一层即最内层为ZnO层，厚度为0～5nm；第二层为Ag层，厚度为0～25nm；第三层为Cu层，厚度为0～10nm；第四层为NiCr层，厚度0～5nm；第五层为ZnO层，厚度为0～60nm；第六层为Ag层，厚度为0～10nm；第七层为NiCr层，厚度为0～8nm；第八层为SiN层，厚度为0～10nm。
作为优选的技术方案：所述第二层厚度为8～25nm。
作为优选的技术方案：所述第三层厚度为5～8nm。
作为优选的技术方案：所述第二层与第三层的厚度比为1.4：1～2:1。
作为优选的技术方案：所述第五层的厚度为40～60nm。
作为优选的技术方案：所述第七层NiCr层的厚度大于第四层NiCr层的厚度。
一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射ZnO层；厚度为0～5nm，氩气与氧气的流量比为3：4，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为0～25nm，所述电源的溅射功率控制在0～30KW；
C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅射Cu层；厚度为0～10nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅射NiCr层；厚度为0～5nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁控溅射ZnO层；厚度为0～60nm，氩气与氧气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为0～10nm，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅射NiCr层；厚度为0～8nm，所述电源的溅射功率控制在0～10KW；
H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁控溅射SiN层；厚度为0～10nm，氩气与氮气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW。
为了降低生产成本，本发明使用Ag+Cu代替Au实现金色，并且是双Ag(两层银层)+Cu，因此，整个制备过程与现有的方法是不一样的，对过程控制，例如各膜层的添加顺序和厚度等要求更精确，例如Ag+Cu的顺序：本发明是用Ag+Cu代替Au(金)，如果将膜层换成Cu+Ag，经过试验证明，对于产品玻璃与膜层附着力不够牢固，容易产生脱膜、氧化现象，无法达到金色双银可加工生产性。
并且通过后期不断实验，第一层Ag膜层(简称1Ag)与Cu膜层的比例对最终产品性能也有很大影响，将1Ag的厚度控制在8～25nm，将Cu膜层的厚度控制在5～8nm时，且1Ag的厚度与Cu膜层的厚度比控制在1.4：1～2:1，为最佳状态。如果厚度及厚度比例比例不对，就达不到双银性能的要求。
同样，控制NiCr层的厚度对节能效果有重要影响，对于普通的双银膜系，正常的厚度控制在1Ag后的NiCr保护层厚，2Ag(第二层银膜层)后面的NiCr层薄，这样的目的是为了保证产品在生产过程中不发生中途Ag氧化现象。但是作为金色双银Low～e，采用传统的模式，对于金色双银的外观无法达到要求。后续不断实验，打破原有的模式，将1NiCr(第一层NiCr层)减薄，2NiCr(第二层NiCr层)加厚，可以有效的降低并控制室内面(膜面)的反射色。如果按照原有的模式，将1NiCr加厚，2NiCr减薄，室内面的反射色增高，由Yf：15变成Yf：25.2，对于室内的反射增大，节能效果降低。
为了突出金色双银产品，最开始采用Ag+Cu的模式代替Au金，将1Ag和2Ag后面都加上Cu，结果会使产品的透过率偏低，使产品对于人们居住办公无法有阳光色进入，并且透过色偏负严重，也就是透过色呈绿色不能使产品的透过射达到18K黄金的颜色。
中间介子层厚度的控制：金色双银通过实验累积证明，对于此膜系膜层材料的中间介子层，对于产品的外观侧面干涉色有非常重要性，中间介子层的厚度过厚或者过薄，对于产品的干涉色都会存在很大的颜色变化，使产品的外观正面和侧面颜色不能达成一致性，存在偏红或偏绿，无法达到侧面颜色为金色。后期通过一系列实验证明中间介子层厚度控制在40～60nm时，外观的侧面干涉色才会与正面金色一致性。
各膜层结构中，功能层是Ag层，其作用是反射和吸收绝大部分红外光和一部分可见光；两层NiCr层主要起阻挡作用，防止Ag层扩散；ZnO层为介质层，增强膜层与玻璃结合力，主要起衍射作用，改变玻璃颜色；SiN层质地坚硬，耐磨损，作为保护层主要起保护膜面的作用。
采用磁控溅射技术在玻璃上镀ZnO后，膜层比较蓬松，比较松软，膜层平整度较差；而在玻璃上镀SiN膜层则比较坚硬，膜层平整度很好，但SiN膜层容易发生龟裂。本发明专利技术的重点在于膜层的设置顺序、以及每个膜层厚度的控制，因为在低辐射玻璃中，膜层选用的材料以及大体的结构都比较类似，但是不同材料在膜层上的设置顺序、以及厚度的改变决定了各种低辐射玻璃相互性能的差异，采用这种膜层结构的设计后，实现ZnO和SiN的互补，介质层用ZnO和Si，用氧化物分担硅层，防止龟裂，并且镀膜后平整度会更好。
本发明具有的有益效果：
本专利的膜层设计产品外观为金色，实现了产品外观的多样化。且是用2层Ag和1层Cu代替Au实现金色，大幅度降低生产成本。
本专利的膜层设计产品节能性更好，且是在实现产品颜色为金色的同时，保证了镀膜玻璃具备双银Low～e玻璃的良好节能性。
并且膜层的抗氧化和抗损伤性能也好，SiN层不存在龟裂现象。
附图说明
图1为本发明金色双银低辐射镀膜玻璃的结构示意图。
图中标记：9、玻璃基片；1、ZnO层；2、Ag层；3、Cu层；4、NiCr层；5、ZnO层；6、Ag层；7、NiCr层；8、SiN层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例。
实施例1
结合图1所示，一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射ZnO层；厚度为5nm，氩气与氧气的流量比为3：4，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为20nm，所述电源的溅射功率控制在0～30KW；
C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅射Cu层；厚度为10nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
第二层与第三层的厚度比为2:1。
D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅射NiCr层；厚度为5nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁控溅射ZnO层；厚度为60nm，氩气与氧气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为10nm，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅射NiCr层；厚度为8nm，所述电源的溅射功率控制在0～10KW；
H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁控溅射SiN层；厚度为10nm，氩气与氮气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW。
实施例2
结合图1所示，一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射ZnO层；厚度为4nm，氩气与氧气的流量比为3：4，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为12nm，所述电源的溅射功率控制在0～30KW；
C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅射Cu层；厚度为8nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
第二层与第三层的厚度比为1.5:1。
D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅射NiCr层；厚度为4nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁控溅射ZnO层；厚度为50nm，氩气与氧气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为8nm，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅射NiCr层；厚度为6nm，所述电源的溅射功率控制在0～10KW；
H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁控溅射SiN层；厚度为8nm，氩气与氮气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW。
实施例3
结合图1所示，一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射ZnO层；厚度为3nm，氩气与氧气的流量比为3：4，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为8.4nm，所述电源的溅射功率控制在0～30KW；
C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅射Cu层；厚度为6nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
第二层与第三层的厚度比为1.4:1。
D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅射NiCr层；厚度为3nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁控溅射ZnO层；厚度为40nm，氩气与氧气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为6nm，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅射NiCr层；厚度为5nm，所述电源的溅射功率控制在0～10KW；
H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁控溅射SiN层；厚度为6nm，氩气与氮气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW。
实施例4
结合图1所示，一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射ZnO层；厚度为2nm，氩气与氧气的流量比为3：4，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为10nm，所述电源的溅射功率控制在0～30KW；
C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅射Cu层；厚度为4nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
第二层与第三层的厚度比为2.5:1。
D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅射NiCr层；厚度为2nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁控溅射ZnO层；厚度为44nm，氩气与氧气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为4nm，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅射NiCr层；厚度为3nm，所述电源的溅射功率控制在0～10KW；
H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁控溅射SiN层；厚度为4nm，氩气与氮气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW。
实施例5
在步骤E中控制ZnO层的厚度为33nm，其余跟实施例4相同。
对本发明各实施例制得的玻璃产品性能进行测试，并取市场购买的普通双银玻璃作为对比，测试标准按照中国JGJ151标准进行，结果如下表1所示：
表1金色双银低辐射镀膜玻璃性能测试结果
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种金色双银低辐射镀膜玻璃，具有玻璃基片，其特征在于：从玻璃基片的空气面，由内到外依次相邻地复合有八个膜层，其中第一层即最内层为ZnO层，厚度为0～5nm；第二层为Ag层，厚度为0～25nm；第三层为Cu层，厚度为0～10nm；第四层为NiCr层，厚度0～5nm；第五层为ZnO层，厚度为0～60nm；第六层为Ag层，厚度为0～10nm；第七层为NiCr层，厚度为0～8nm；第八层为SiN层，厚度为0～10nm。
2.根据权利要求1所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第二层厚度为8～25nm。
3.根据权利要求2所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第三层厚度为5～8nm。
4.根据权利要求3所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第二层与第三层的厚度比为1.4：1～2:1。
5.根据权利要求2所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第五层的厚度为40～60nm。
6.根据权利要求1所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第七层NiCr层的厚度大于第四层NiCr层的厚度。
7.根据权利要求1～6所述的金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射ZnO层；厚度为0～5nm，氩气与氧气的流量比为3：4，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为0～25nm，所述电源的溅射功率控制在0～30KW；
C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅射Cu层；厚度为0～10nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅射NiCr层；厚度为0～5nm，所述电源的溅射功率控制在0～20KW；
E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁控溅射ZnO层；厚度为0～60nm，氩气与氧气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag层；厚度为0～10nm，所述电源的溅射功率控制在0～60KW；
G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅射NiCr层；厚度为0～8nm，所述电源的溅射功率控制在0～10KW；
H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁控溅射SiN层；厚度为0～10nm，氩气与氮气的流量比为6：7，所述电源的溅射功率控制在0～60KW。
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