CN104786591B

CN104786591B - 含银铜合金的低辐射镀膜玻璃及其制备方法

Info

Publication number: CN104786591B
Application number: CN201510185722.3A
Authority: CN
Inventors: 林嘉佑
Original assignee: 林嘉佑
Current assignee: TAIWAN GLASS CHENGDU GLASS Co.,Ltd.
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2035-04-20
Also published as: CN104786591A

Abstract

本发明公开一种低辐射镀膜玻璃，包括至少一层含有银或银合金的功能层，其特征在于，还包括至少一层AgCu合金阻挡层。与传统的LOW‑E玻璃相比，本发明含银铜合金的低辐射镀膜玻璃具有更加优良的光学与热学性能，更低的辐射率和遮阳系数、低U 值、中性颜色以及优良稳定性能，在钢化过程中能保证银层尽可能的不被氧化变色，各膜层的性能也更加稳定，保证产品性能在钢化前后保持一致。

Description

含银铜合金的低辐射镀膜玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低辐射镀膜玻璃技术领域，具体地，涉及一种含银铜合金的低辐射镀膜玻璃及其制备方法。

背景技术

低辐射镀膜玻璃是在玻璃表面镀上一层或多层红外线反射材料，使太阳光中的可见光能够透过，又像红外线反射镜一样，将太阳光中的红外线排除在外同时将物体二次辐射热反射回去，减少热红外传播，从而降低玻璃热辐射率、降低热损耗的特种玻璃。

现有技术中低辐射膜层都是由磁控溅射法制备而成的。传统的低辐射玻璃的都是以很薄的单质银膜层为基础，并把它夹在二层减反射的金属氧化物保护层(通常是SnO₂和ZnO)之间，防止银层的氧化、硫化以及其他性能需求，以稳定产品的性能、满足产品的颜色等需求。另外，为了进一步保护银膜层，以避免银膜层在后续反应溅射过程受到侵蚀，还要在银膜层的一侧或两侧增加所谓的“阻挡层”。

传统的低辐射镀膜玻璃，其阻挡层通常选择NiCr的低价氧化物，此类低辐射镀膜玻璃的透过率大约只有70％左右，无法满足目前市场上对高品质低辐射镀膜玻璃的需求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种透过率高，性能稳定，遮阳系数更低，低U值，低面电阻，光学性能和热学性能优良，颜色更接近自然色的高品质低辐射镀膜玻璃。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种低辐射镀膜玻璃，包括至少一层含有银或银合金的功能层，其特征在于，还包括至少一层AgCu合金阻挡层。

更进一步地，所述低辐射镀膜玻璃依次包括玻璃基底层、底层保护层、第一介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第二介电层、外层保护层。

更进一步地，所述低辐射镀膜玻璃依次包括玻璃基底层、底层保护层、第一介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第一中间过渡介电层、中间过渡保护层、第二中间过渡介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第二介电层、外层保护层。

更进一步地，所述功能层为纯度不低于99.99％的金属银层；银层厚度为2-30nm，优选为5-25nm，更优选为5-15nm。

更进一步地，所述阻挡层位于所述功能层的一侧或两侧，所述AgCu合金由重量百分含量5％-65％的铜和重量百分含量35％-95％的银混合制成；所述阻挡层膜层厚度为0.1-10nm，优选为0.1nm-3.0nm，更优选为0.3nm-1.5nm。

更进一步地，所述AgCu合金中铜的重量百分含量为5％-65％，优选为15％-60％，更优选为50％。

更进一步地，所述底层保护层、中间过渡保护层和外层保护层为Si的氮化物或者氮氧化物，或者为Si、Al合金的氮化物或者氮氧化物；所述底层保护层和外层保护层的厚度为10-50nm，优选为20-40nm，更加优选为25-35nm；所述中间过渡保护层的厚度为10-100nm，优选为30-80nm，更加优选为50-70nm。

更进一步地，所述第一、第二介电层为SiAlOx层、ZnAlOx层、TiO2层中的一种或几种叠加构成的复合层。

本发明还公开了上述低辐射镀膜玻璃的制备方法，采用磁控溅射的方法，控制溅射电源的频率，根据需求选择合适的膜层结构，在清洁、烘干后的玻璃基板上依次溅射所选低辐射复合膜层；其特征在于：还包括采用直流电源、平面阴极，在纯氩气氛下沉积AgCu膜的步骤。

上述含银铜合金的低辐射镀膜玻璃采用多层结构叠加设置而成，与传统的LOW-E玻璃相比，本发明所述低辐射镀膜玻璃具有更加优良的光学与热学性能，更低的辐射率和遮阳系数、低U值、中性颜色以及优良稳定性能，在钢化过程中能保证银层尽可能的不被氧化变色，各膜层的性能也更加稳定，保证产品性能在钢化前后保持一致。优良的光学与热学性能使得本发明所述低辐射镀膜玻璃对光的反射率更低，可使建筑物外视效果更加通透明亮，并有效减少眩光现象；更低的辐射率和更低的遮阳系数，使得本发明所述低辐射镀膜玻璃具有更好的保温和隔热性能。

进一步地，所述低辐射镀膜玻璃的膜系具有高硬度且高抗氧化性，可以先镀膜然后进行各种冷加工和热处理，如切割、磨边、钢化、半钢化或者弯钢、夹层、中空等处理。

另外，由于所述低辐射镀膜玻璃在阻挡层AgCu合金层外层镀有复合电介质层，在介电层两侧又镀有含Si的氮化物或者氮氧化物，或者为Si、Al合金的氮化物或者氮氧化物的保护层，使得产品保留了本身高通透率的同时，不仅比同通光率的低辐射玻璃的辐射率降低了30％，而且可以按客户要求同时满足高透射率和低遮阳系数。本发明所述低辐射镀膜玻璃克服了以往低辐射玻璃光选择性差，不能兼顾高透射和低辐射率的缺点，能在保有非常优异的遮阳性能的同时，独特的膜层结构又能使得产品具有高通透的外观效果。

本发明中的阻挡层AgCu合金层，与传统的NiCr合金层相比，其成膜后的太阳能反射率更高，机械性能、硬度及耐温性能更好。但是AgCu合金层的附着力有限，而阻挡层外侧的介电层与AgCu合金层有很高的附着力，与AgCu合金层紧贴设置含有SiAlOx层、ZnAlOx层、TiO2层中的一种或是两个单层叠加构成的复合层的介电层，可提高保护层与AgCu合金层之间的附着力，提高所述低辐射膜层的致密性，从而进一步提高所述低辐射膜层的耐腐蚀耐高温性能。

本发明优点是，较之普通的低辐射镀膜玻璃，本发明由于采用了阻挡层为AgCu合金层而非传统的NiCr合金层，结合AgCu合金层外侧复合介电层、功能层两侧的保护层以及因镀制多层功能层而叠加的中间过渡介电层中间过渡保护层的复杂工艺，使得玻璃的辐射率较之前者大大降低，从而实现玻璃的遮阳性能的进一步提高，U值更低，面电阻更低。另外，玻璃的颜色也更为中性，更接近自然色。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是本发明单银低辐射镀膜玻璃结构示意图；

图2是本发明双银低辐射镀膜玻璃结构示意图；

图3是本发明双银低辐射镀膜玻璃具体实施例结构示意图；

图4是本发明三银低辐射镀膜玻璃结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

图1是本发明单银低辐射镀膜玻璃结构示意图。如图1所示，本发明单银低辐射镀膜玻璃依次包括玻璃基底层、底层保护层、第一介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第二介电层、外层保护层。功能层为纯度不低于99.99％的金属银层。阻挡层位于功能层的两侧，阻挡层为AgCu合金层。

本发明含银铜合金的单银低辐射玻璃的制备方法，包括依次沉积各膜层的步骤，具体如下：

清洗玻璃，干燥后置于磁控溅射区；

中频电源加旋转阴极溅射沉积底层保护层；

中频电源加旋转阴极溅射沉积第一介电层；

直流电源加脉冲溅射沉积阻挡层(AgCu合金层)；

直流电源加脉冲溅射沉积功能层；

直流电源加脉冲溅射沉积阻挡层(AgCu合金层)；

中频电源加旋转阴极溅射沉积第二电介质层；

中频电源加旋转阴极溅射沉积底层保护层；

成品检验。

图2和图3是本发明双银低辐射镀膜玻璃具体实施例结构示意图。如图2所示，本发明双银低辐射镀膜玻璃依次包括玻璃基底层、底层保护层、第一介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第一中间过渡介电层、中间过渡保护层、第二中间过渡介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第二介电层、外层保护层。功能层为纯度不低于99.99％的金属银层。阻挡层位于功能层的两侧，阻挡层为AgCu合金层。

图3为本发明中双银低辐射镀膜玻璃一示例性实施例的具体膜层材料结构示意图。

表一

如上表一所示，以银铜质量百分比50％：50％的AgCu合金为例，与传统的NiCr合金相比，以相同厚度，同一膜系结构，即本发明中双银低辐射膜系结构的一具体实施例，所得玻璃的光学性能数据显示：镀有AgCu合金的低辐射玻璃拥有更为优异的性能，尤其是其光透过率百分比(Tvis％),得到了有效提高。

本发明含银铜合金的双银低辐射玻璃的制备方法，包括依次沉积各膜层的步骤。在实施例一中，具体步骤如下：

对玻璃基片进行清洗、干燥处理；

进入真空室；

中频电源、旋转双阴极在氩氮气氛下沉积SiAl薄膜，膜层厚度30.0nm；

中频电源、旋转双阴极在氩氧气氛下沉积AZO薄膜，膜层厚度6.8nm；

直流电源、平面阴极在纯氩气氛下沉积AgCu膜，膜层厚度1.3nm；

直流电源、平面阴极在纯氩气氛下沉积Ag膜，膜层厚度8nm；

直流电源、平面阴极在纯氩氛下沉积AgCu膜，膜层厚度1.3nm；

中频电源、旋转双阴极在氩氮气氛下沉积Si3N4薄膜，膜层厚度66.9nm；

直流电源、平面阴极在纯氩气氛下沉积AgCu膜，膜层厚度0.3nm；

直流电源、平面阴极在纯氩气氛下沉积Ag膜，膜层厚度13nm；

直流电源、平面阴极在纯氩气氛下沉积AgCu膜，膜层厚度0.5nm；

中频电源、旋转双阴极在氩氮气氛下沉积SiAl薄膜，膜层厚度30nm。

在实施例二中，对AgCu膜层和Ag膜层的厚度进行改进，具体步骤如下：

对玻璃基片进行清洗、干燥处理；

进入真空室；

直流电源、平面阴极在纯氩气氛下沉积Ag膜，膜层厚度1nm；

直流电源、平面阴极在纯氩氛下沉积AgCu膜，膜层厚度0.3nm；

直流电源、平面阴极在纯氩气氛下沉积Ag膜，膜层厚度5.2nm；

直流电源、平面阴极在纯氩气氛下沉积AgCu膜，膜层厚度0.1nm；

表二

	实施例一	实施例二
			Y(Rf)	4.1	5.2
a*(Rf)	2.5	3.8
			b*(Rf)	0.3	-12.1
Y(Rg)	5.1	5.3
			a*(Rg)	2.8	3
b*(Rg)	-7.5	-13.6
			Y(T)	72.1	89.0
a*	-2.9	-0.7
			b*	-0.4	3.4

如上述表二所示，以银铜合金取代传统NiCr作为LOW-E膜系机构的阻挡层所得到的LOW-E玻璃的各项光学性能较为优异，且调整银铜合金层的膜层厚度可以使得所得LOW-E玻璃的各项光学性能数据有显著的变化，因此可以通过调整银铜合金的膜层厚度来满足客户对玻璃的具体需求。

图4是本发明三银低辐射镀膜玻璃结构示意图。如图4所示，本发明三银低辐射镀膜玻璃依次包括玻璃基底层、底层保护层、第一介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第一中间过渡介电层、中间过渡保护层、第二中间过渡介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第二介电层、外层保护层。功能层为纯度不低于99.99％的金属银层。阻挡层位于功能层的两侧，阻挡层为AgCu合金层。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims

1.一种低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基底层、保护层、介电层、阻挡层、功能层，所述功能层包括至少一层含有银或银合金的功能层，其特征在于，所述阻挡层包括至少一层AgCu合金阻挡层。

2.如权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述低辐射镀膜玻璃依次包括玻璃基底层、底层保护层、第一介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第二介电层、外层保护层。

3.如权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述低辐射镀膜玻璃依次包括玻璃基底层、底层保护层、第一介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第一中间过渡介电层、中间过渡保护层、第二中间过渡介电层、阻挡层、功能层、阻挡层、第二介电层、外层保护层。

4.如权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述功能层为纯度不低于99.99%的金属银层；银层厚度为2-30nm。

5.如权利要求4所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述银层厚度为5-25nm。

6.如权利要求4所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述银层厚度为5-15nm。

7.如权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述阻挡层位于所述功能层的一侧或两侧，所述AgCu合金由重量百分含量5%-65% 的铜和重量百分含量35%-95% 的银混合制成；所述阻挡层膜层厚度为0.1-10nm。

8.如权利要求7所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述阻挡层膜层厚度为0.1nm-3.0nm。

9.如权利要求7所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述阻挡层膜层厚度为0.3nm-1.5nm。

10.如权利要求7所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述AgCu合金中铜的重量百分含量为15%-60%。

11.如权利要求7所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述AgCu合金中铜的重量百分含量为50%。

12.如权利要求2所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述底层保护层和外层保护层为Si 的氮化物或者氮氧化物，或者为Si、Al 合金的氮化物或者氮氧化物；所述底层保护层和外层保护层的厚度为10-50nm。

13.如权利要求3所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述底层保护层、中间过渡保护层和外层保护层为Si 的氮化物或者氮氧化物，或者为Si、Al 合金的氮化物或者氮氧化物；所述底层保护层和外层保护层的厚度为10-50nm；所述中间过渡保护层的厚度为10-100nm。

14.如权利要求12所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述底层保护层和外层保护层的厚度为20-40nm。

15.如权利要求12所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述底层保护层和外层保护层的厚度为25-35nm。

16.如权利要求13所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述底层保护层和外层保护层的厚度为20-40nm；所述中间过渡保护层的厚度为30-80nm。

17.如权利要求13所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述底层保护层和外层保护层的厚度为25-35nm；所述中间过渡保护层的厚度为50-70nm。

18.如权利要求2或3所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一、第二介电层为SiAlOx 层、ZnAlOx 层、TiO2 层中的一种或几种叠加构成的复合层。

19.如权利要求1-18中任一权利要求所述的低辐射镀膜玻璃的制备方法，采用磁控溅射的方法，控制溅射电源的频率，根据需求选择合适的膜层结构，在清洁、烘干后的玻璃基板上依次溅射所选低辐射复合膜层；其特征在于：还包括采用直流电源、平面阴极，在纯氩气氛下沉积AgCu膜的步骤。