CN105271823A - 可钢化的高耐磨性金色双银low-e玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃及制备方法，包括玻璃基片，其特征在于：在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻复合有十五个膜层，其中第一膜层即最内层为Si3N4层，第二层为SSTZrOX层，第三层为AZO层，第四层为Si层，第五层为AZO层，第六层为Cu层，第七层为CrNxOy层，第八层为SnO2层，第九层为AZO层，第十层为Si层，第十一层为AZO层，第十二层为Ag层，第十三层为CrNxOy层，第十四层为Si3N4层，最外层为C层。本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种可钢化，色泽鲜艳，辐射率低，节能效果显著，并且可承受800℃以上的高温，从而实现可生产可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，本发明还提供一种磁控溅射法制备可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃的方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，本发明还涉及一种磁控溅射法制备可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃的方法。
【背景技术】
镀膜玻璃具有节能减排及装饰幕墙的双重功效，而金色玻璃作为镀膜玻璃的一个非常规品种，深受人们喜爱。随着节能指标要求越来越高，在很多城市现有的金色类双银LOW-E玻璃都已无法满足客户需求，再加上金色玻璃产品深受人们的热宠，即可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃的市场需求宠大，但由于金色LOW-E玻璃本身材料特性，无法进行钢化，一直以来未出现可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种可钢化，色泽鲜艳，辐射率低，节能效果显著，并且可承受800℃以上的高温，从而实现可生产可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，本发明还提供一种磁控溅射法制备可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，包括有玻璃基片30，其特征在于：在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地复合有十五个膜层，其中第一膜层即最内层为Si3N4层1，第二层为SSTZrOx层2，第三层为AZO层3，第四层为Si层4，第五层为AZO层5，第六层为Cu层6，第七层为CrNxOy层7，第八层为SnO2层8，第九层为AZO层9，第十层为Si层10，第十一层为AZO层11，第十二层为Ag层12，第十三层为CrNxOy层13，第十四层为Si3N4层14，最外层为C层15。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第一膜层Si3N4层1的厚度为20nm，第十四层Si3N4层14的厚度为50nm。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第二层SSTZrOx层2的厚度为30～40nm。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第三层AZO层3的厚度为10～15nm，第五层AZO层5的厚度为10～20nm，第九层AZO层9的厚度为10nm，第十一层AZO层11的厚度为10～20nm。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第四层Si层4的厚度为3～5nm，第十层Si层10的厚度为5～8nm。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第六层Cu层6的厚度为10～15nm。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第七层CrNxOy层7和第十三层CrNxOy层13的厚度均为3nm。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第八层SnO2层8的厚度为60nm。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第十二层Ag层12的厚度为10～15nm。
如上所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述最外层C层15的厚度为100nm。
一种制备上述的可钢化的高耐磨性金色双银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硅铝靶，硅铝质量百分比92:8，氩氮比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM；
(2)磁控溅射SSTZrOX层，用交流中频电源、氧气作反应气体溅射掺锆的不锈钢靶Fe：Zr＝80:20，氩氧比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM；
(3)磁控溅射氧AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，氧化锌比为三氧化二铝为:ZnO:Al2O3＝50:50，用氩气作为溅射气体，掺入少量O2,氩氧比为：400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Si、Cu层作铺垫；
(4)磁控溅射Si层，交流电源溅射，用Ar气作为溅射气体，气体流量500～550SCCM；
(5)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，氧化锌比为三氧化二铝为：ZnO:Al2O3＝50:50，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Cu层作铺垫；
(6)磁控溅射Cu层，直流电源溅射，用氩气作为工艺气体，体流量500～550SCCM；
(7)磁控溅射CrNxOy层，用直流电源溅射，用氮气做反应气体，渗少量氧气；
(8)磁控溅射SnO2层，用交流中频电源、氧气作反应气体溅射Sn靶，氩氧比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM；
(9)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，氧化锌比三氧化二铝为：ZnO:Al2O3＝50:50，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Si、Ag层作铺垫；
(10)磁控溅射Si层，交流电源溅射，用Ar气作为溅射气体，气体流量500～550SCCM；
(11)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，氧化锌比为三氧化二铝为：ZnO:Al2O3＝50:50，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Ag层作铺垫；
(12)磁控溅射Ag层，直流电源溅射，气体流量500～550SCCM；
(13)磁控溅射CrNxOy层，用直流电源溅射，用氮气做反应气体，渗少量氧气；
(14)磁控溅射Si3N4层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射硅铝靶，硅铝质量百分比92:8，氩氮比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM；
(15)磁控溅射C层，用直流电源，氩气作为反应气体溅射铝石墨靶，铝石墨质量百分比95:5，用氮气做反应气体，渗少量氧气。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明特殊膜系的金色类双银LOW-E玻璃，采用新型膜系架构，提高了膜层硬度及致密性。
2、色泽鲜艳，而且透光率高，达到70％以上。
3、本发明采用最外层C层作为中转保护层，防止转运中被擦伤，从而实现可异地加工。
【附图说明】
图1是本发明结构示意图。
【具体实施方式】
一种可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，包括有玻璃基片30，在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地复合有十五个膜层，其中第一膜层即最内层为Si3N4层1，第二层为SSTZrOx层2，第三层为AZO层3，第四层为Si层4，第五层为AZO层5，第六层为Cu层6，第七层为CrNxOy层7，第八层为SnO2层8，第九层为AZO层9，第十层为Si层10，第十一层为AZO层11，第十二层为Ag层12，第十三层为CrNxOy层13，第十四层为Si3N4层14，最外层为C层15。
所述第一膜层为Si3N4层1，即氮化硅层，Si3N4是一种非常坚硬的材料，提高膜层的物理性能和抗氧化性能，它确保了整个镀层具有良好的机械耐久性，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料Si:Al＝92:8，密度96％，提高膜层的物理性能和抗氧化性能。Si3N4层的厚度为20nm。1m＝109nm。
所述第二层SSTZrOX层即掺锆氧化不锈钢层，通过在不锈钢内掺锆，在反应溅射时提高膜层的折射率，达到2.0左右，从而提升复合膜系的透过率。作调节金色颜色层，可得到较黄的金色效果。SSTZrOX层2的厚度为30～40nm，优选35nm。
所述第三层AZO层3，即铝掺杂的氧化锌层，平整层，平滑Si层，为Si、Cu层作铺垫，降低辐射率。AZO层的厚度为10～15nm，优选12nm。
所述第四层Si层4，即硅层，为功能层，用来作为金色提供层。Si层的厚度为3～5nm，优选4nm。
所述第五层AZO层5，即铝掺杂的氧化锌层，平整层，由于Si溅射后成簇状结构，通过用AZO层平滑Si层，为下层镀Cu起打底作用，为Cu层作铺垫，降低辐射率。AZO层的厚度为10～20nm，优选15nm。
所述第六层Cu层6，即金属铜层，为功能层，降低成本，色泽鲜艳。Cu层的厚度为10～15nm，优选12nm。
所述第七层CrNxOy层7，即氮氧化铬层，提高膜层耐磨性、提可钢化、提高钢化时抗高温氧化性。CrNxOy层7的厚度为3nm。
所述第八层SnO2层8，即氧化锌层，为中间介质层，保护层。SnO2层8的厚度为60nm。
所述第九层为AZO层9，即铝掺杂的氧化锌层，平整层，平滑Si层，为Si、Ag层作铺垫，降低辐射率。AZO层9的厚度为10nm。
所述第十层为Si层10，即硅层，为功能层，用来作为金色提供层。Si层10的厚度为5～8nm，优选7nm。
所述第十一层为AZO层11，即铝掺杂的氧化锌层，平整层，由于Si溅射后成簇状结构，通过用AZO层平滑Si层，为下层镀Ag起打底作用，为Ag层作铺垫，降低辐射率。AZO层11的厚度为10～20nm，优选15nm。
所述第十二层为Ag层12，即金属银层，为功能层，金属银层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用。
所述第十三层为CrNxOy层13，即氮氧化铬层，提高膜层耐磨性、提可钢化、提高钢化时抗高温氧化性。CrNxOy层13的厚度为3nm。
所述第十四膜层为Si3N4层14，即氮化硅层；Si3N4是一种非常坚硬的材料，提高膜层的物理性能和抗氧化性能，它确保了整个镀层具有良好的机械耐久性，设置在次外层作为保护整个膜层的第二道壁垒。用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料Si:Al＝92:8，密度96％，提高膜层的物理性能和抗氧化性能。Si3N4层的厚度为50nm。
所述最外层C层15，即石墨层；顶层介质层，C是一种具有耐高温性、抗热震性且具有润滑性的材料，用来作为可钢化金色类双银LOW-E玻璃的转运过程中的保护层，防止在转运过程中被擦伤，设置在最外层作为保护整个膜层的第一道壁垒。该层在钢化过程中会燃烧挥发，不贡献膜层的颜色及性能。C层的厚度为95～105nm，优选100nm。
Low-E玻璃也叫做低辐射镀膜玻璃。
制备所述的可钢化的高耐磨性金色双银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硅铝靶，硅铝质量百分比92:8，氩氮比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM，本步骤中氩氮比决定了成膜的质量。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重量比Si:Al＝92:8；此处得到的是Si3N4，而金属Al是用于增加原材料在磁控溅射过程中的导电性能，金属Al并不参与反应，由于非金属半导体Si的导电性能极差，如不采用金属Al混合增加导电性能将无法顺利进行磁控溅射Si3N4层。
(2)磁控溅射SSTZrOX层，用交流中频电源、氧气作反应气体溅射掺锆的不锈钢靶Fe：Zr＝80:20，氩氧比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM，本步骤中氩氧比决定了成膜的质量；
(3)磁控溅射氧AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，即AZO靶，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为：400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Si、Cu层作铺垫；
(4)磁控溅射Si层，交流电源溅射，用Ar气作为溅射气体，气体流量500～550SCCM；
(5)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn，即AZO靶，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Cu层作铺垫；
(6)磁控溅射Cu层，直流电源溅射，用氩气作为工艺气体，体流量500～550SCCM；
(7)磁控溅射CrNxOy层，用直流电源溅射，用氮气做反应气体，渗少量氧气；
(8)磁控溅射SnO2层，用交流中频电源、氧气作反应气体溅射Sn靶，氩氧比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM，本步骤中氩氧比决定了成膜的质量；
(9)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn，即AZO靶，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Si、Ag层作铺垫；
(10)磁控溅射Si层，交流电源溅射，用Ar气作为溅射气体，气体流量500～550SCCM；
(11)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn，即AZO靶，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Ag层作铺垫；
(12)磁控溅射Ag层，直流电源溅射，气体流量500～550SCCM；
(13)磁控溅射CrNxOy层，用直流电源溅射，用氮气做反应气体，渗少量氧气；
(14)磁控溅射Si3N4层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射硅铝靶，硅铝质量百分比92:8，氩氮比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM，本步骤中氩氮比决定了成膜的质量。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重量比Si:Al＝92:8；此处得到的是Si3N4，而金属Al是用于增加原材料在磁控溅射过程中的导电性能，金属Al并不参与反应，由于非金属半导体Si的导电性能极差，如不采用金属Al混合增加导电性能将无法顺利进行磁控溅射Si3N4层；
(15)磁控溅射C层，用直流电源，氩气作为反应气体溅射掺铝石墨靶，铝石墨质量百分比95:5，用氮气做反应气体，渗少量氧气。
Claims (10)
1.可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，包括有玻璃基片(30)，其特征在于：在玻璃基片的复合面上由内到外依次相邻地复合有十五个膜层，其中第一膜层即最内层为Si3N4层(1)，第二层为SSTZrOX层(2)，第三层为AZO层(3)，第四层为Si层(4)，第五层为AZO层(5)，第六层为Cu层(6)，第七层为CrNxOy层(7)，第八层为SnO2层(8)，第九层为AZO层(9)，第十层为Si层(10)，第十一层为AZO层(11)，第十二层为Ag层(12)，第十三层为CrNxOy层(13)，第十四层为Si3N4层(14)，最外层为C层(15)。
2.根据权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第一膜层Si3N4层(1)的厚度为20nm。第十四层Si3N4层(14)的厚度为50nm。
3.根据权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第二膜层SSTZrOX层(2)的厚度为30～40nm。
4.根据权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第三层AZO层(3)的厚度为10～15nm，第五层AZO层(5)的厚度10～20nm，第九层AZO层(9)的厚度为10nm，第十一层为AZO(11)的厚度为10～20nm。
5.根据权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第四层Si层(4)的厚度为3～5nm，第十层Si层(10)5～8nm。
6.根据权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第六层Cu层(6)的厚度为10～15nm。
7.根据权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第七层CrNxOy层(7)和第十三层CrNxOy层(13)的厚度均为3nm。
8.根据权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述第八层SnO2层(8)的厚度为60nm，第十二层Ag层(12)的厚度为10～15nm。
9.根据权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银LOW-E玻璃，其特征在于所述最外层C层(15)的厚度为95～105nm。
10.一种制备权利要求1所述的可钢化的高耐磨性金色双银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硅铝靶，硅铝质量百分比92:8，氩氮比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM；
(2)磁控溅射SSTZrOX层，用交流中频电源、氧气作反应气体溅射掺锆的不锈钢靶Fe：Zr＝80:20，氩氧比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM；
(3)磁控溅射氧AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶,氧化锌比为三氧化二铝为：ZnO:Al2O3＝50:50，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为：400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Si、Cu层作铺垫；
(4)磁控溅射Si层，交流电源溅射，用Ar气作为溅射气体，气体流量500～550SCCM；
(5)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，氧化锌比为三氧化二铝为：ZnO:Al2O3＝50:50，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Cu层作铺垫；
(6)磁控溅射Cu层，直流电源溅射，用氩气作为工艺气体，体流量500～550SCCM；
(7)磁控溅射CrNxOy层，用直流电源溅射，用氮气做反应气体，渗少量氧气；
(8)磁控溅射SnO2层，用交流中频电源、氧气作反应气体溅射Sn靶，氩氧比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM；
(9)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，氧化锌比为三氧化二铝为：ZnO:Al2O3＝50:50，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Si、Ag层作铺垫；
(10)磁控溅射Si层，交流电源溅射，用Ar气作为溅射气体，气体流量500～550SCCM；
(11)磁控溅射AZO层，用中频交流电源溅射陶瓷Zn靶，氧化锌比为三氧化二铝为：ZnO:Al2O3＝50:50，用氩气作为溅射气体，掺入少量氧气，氩氧比为400SCCM～420SCCM：20～40SCCM，为Ag层作铺垫；
(12)磁控溅射Ag层，直流电源溅射，气体流量500～550SCCM；
(13)磁控溅射CrNxOy层，用直流电源溅射，用氮气做反应气体，渗少量氧气；
(14)磁控溅射Si3N4层，用交流中频电源、氮气作反应气体溅射硅铝靶，硅铝质量百分比92:8，氩氮比为400SCCM～420SCCM：450SCCM～500SCCM；
(15)磁控溅射C层，用直流电源，氩气作为反应气体溅射铝石墨靶，铝石墨质量百分比95:5，用氮气做反应气体，渗少量氧气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160127 |