CN105800957A

CN105800957A - 低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃

Info

Publication number: CN105800957A
Application number: CN201610343300.9A
Authority: CN
Inventors: 庄志杰; 曹兴民; 顾宗慧
Original assignee: Mike Material Technology (suzhou) Co Ltd
Current assignee: Mike Material Technology (suzhou) Co Ltd
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-07-27

Abstract

低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃,在玻璃基片(1)表面由下到上逐层依次镀覆第一氧化锌铝膜层(2)、第一镍铬膜层(3)、第一银膜层(4)、第二镍铬膜层(5)、第一氧化锌锡膜层(6)、第三镍铬膜层(7)、第二银膜层(8)、第四镍铬膜层(9)、第二氧化锌铝膜层(10)和锡氧化硅膜层(11)；所需溅射靶材种类相对比较少，制备工艺更简便，玻璃性能稳定,降低了成本且节约能源。显著提高了耐潮湿耐水汽的性能，避免银原子团聚造成白点缺陷，且仍能保持强的红外反射能力和低辐射率，并且耐热弯、耐钢化和耐加工。能够在低辐射性能不变的条件下有效提高耐磨和耐湿性，减少损耗，提高使用寿命。

Description

低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃

技术领域

本发明涉及IPC分类B32B应用于耐磨、耐湿镀膜的层状产品，属于高新技术材料领域，尤其是低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃。

背景技术

镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。镀膜玻璃按产品的不同特性可分为：热反射玻璃、低辐射玻璃(Low-E)、导电膜玻璃等。其中，低辐射玻璃又称Low-E玻璃，其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，具有优异的隔热效果和良好的透光性。

太阳辐射能量的97％集中在波长为0.3-2.5um范围内，这部分能量来自室外；100℃以下物体的辐射能量集中在2.5um以上的长波段，这部分能量主要来自室内。隔热膜应用在大型建筑的幕墙玻璃上可大大降低空调费用，使建筑的外观具有美观的颜色。而隔热膜应用于汽车窗玻璃贴膜，可减缓车内设施的老化，降低车内环境的温度，同时也降低了汽车的油耗，节省用车成本。低辐射镀膜玻璃常作为一种国家大力推广的绿色建材被当作建筑物幕墙玻璃和门窗玻璃使用，可起到冬暖夏凉的效果，节省能源消耗。

目前，能实现具有好的隔热性能，同时具有高的可见光透过率要求的低辐射玻璃，具有贵金属与TiO₂或ITO等介质膜的多层复合膜。贵金属Ag膜不同程度上可实现可见光透过率高的同时有较好的隔热性能，但金属Ag膜存在易氧化和硫化等耐候性问题。另一方面，由于SnO₂基薄膜的电阻率低，在可见光区的透过率高和优异的光电特性,使得SnO₂及其掺杂化合物薄膜广泛应用于透明电极材料、液晶显示器、太阳能电池、光电子器件、热反射镜等领域。通过引入TiO₂-SiO₂复合层,可达到消减SnO₂：F(FTO)薄膜干涉色的作用,并且可以起到阻挡玻璃中Na⁺离子扩散进FTO薄膜中破坏FTO电学性能的作用。

与传统的LOW-E玻璃相比，双银LOW-E玻璃具有更加优良的光学和热学性能：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；辐射率和遮阳系数更低，具有更好的保温和隔热能力。在双银结构LOW-E玻璃中，采用AZO膜系可以有效提高可加光透过率和阻挡红外光进入。

现有的银基低辐射镀膜玻璃最外层采用的都是硬度较高的氮化硅膜层，在加工过程中因耐磨性差易出现划伤而导致产生较高的次品率，而且，因耐湿性不高导致玻璃的银膜层易在高温高湿环境中发生氧化或与其他物质反应，影响其使用寿命。

中国专利申请201410079111.6公开一种银基低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片及形成于玻璃基片上的膜层，所述膜层包括第一介质层、形成于第一层介质层上的第一银合金层、形成于第一银合金层上的第一阻挡层、形成于第一阻挡层之上的顶层介质层、以及形成于顶层介质层之上的保护层，所述第一银合金层为银与金、钯、铜和钌中至少一种的合金。

发明内容

本发明的目的是提供一种低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃，通过适当的制备工艺和方法，解决现有技术的缺陷和不足，在低辐射性能不变的条件下有效提高耐磨和耐湿性，不影响其耐热性和可见光透过率，减少损耗，提高使用寿命。

本发明的目的将通过以下技术措施来实现：包括玻璃基片、第一氧化锌铝膜层、第一镍铬膜层、第一银膜层、第二镍铬膜层、第一氧化锌锡膜层、第三镍铬膜层、第二银膜层、第四镍铬膜层、第二氧化锌铝膜层和锡氧化硅膜层；在玻璃基片表面由下到上逐层依次镀覆第一氧化锌铝膜层、第一镍铬膜层、第一银膜层、第二镍铬膜层、第一氧化锌锡膜层、第三镍铬膜层、第二银膜层、第四镍铬膜层、第二氧化锌铝膜层和锡氧化硅膜层；具体包含以下步骤：

1)一号镀膜室充入氮气和氩气，靶材为氧化锌铝AZO靶，在玻璃基片的表面沉积第一氧化锌铝膜层，厚度为30～80nm；

2)二号镀膜室充入氩气，靶材为镍铬NiCr靶，在第一氧化锌铝膜层上沉积第一镍铬膜层，厚度为2.0～3.5nm；

3)三号镀膜室充入氩气，靶材为银靶，在第一镍铬膜层上沉积第一银膜层，厚度为8～15nm；

4)回到二号镀膜室，在第一银膜层上沉积第二镍铬膜层，厚度为2.0～3.5nm；

5)四号镀膜室充入氩气，靶材为氧化锌锡TZO靶，在第二镍铬膜层上沉积第一氧化锌锡膜层，厚度为30～80nm；

6)回到二号镀膜室，在第一氧化锌锡膜层上沉积第三镍铬膜层，厚度为2.0～3.5nm；

7)回到三号镀膜室，在第三镍铬膜层上沉积第二银膜层，厚度为8～15nm；

8)回到二号镀膜室，在第二银膜层上沉积第四镍铬膜层，厚度为2.0～3.5nm；

9)回到一号镀膜室，在第四镍铬膜层上沉积第二氧化锌铝膜层，厚度为30～80nm；

10)五号镀膜室充入氧气和氩气，靶材为锡氧化硅TSO靶，在第二氧化锌铝膜层10上沉积锡氧化硅膜层，厚度为2.5～5.0nm；

11)所有膜层全部镀完之后，向镀膜室中充入工艺气体取出成品新型双银耐磨耐湿性低辐射镀膜玻璃即可。

尤其是，选择真空环境，通过磁控溅射在玻璃基片表面沉积十层膜，在镀膜室抽真空至1.5X10^-4Pa以下，再充入工艺气体，使镀膜室压力稳定在0.2～1.0Pa，优选0.5Pa；将溅射源送电，靶材开始溅射，然后送入玻璃基片，并将相应的靶材原子或其化合物依次沉积到玻璃基片表面形成膜层。

尤其是，在第一个镀膜室充入氮气和氩气，靶材为氧化锌铝AZO靶，在玻璃基片的表面沉积第一氧化锌铝膜层，厚度为50nm；在第二个镀膜室充入氩气，靶材为镍铬靶，在第一氧化锌铝膜层上沉积第一镍铬膜层，厚度为3.0nm；在第三个镀膜室充入氩气，靶材为银靶，在第一镍铬膜层上沉积第一银膜层，厚度为10nm；回到第二个镀膜室，在第一银膜层上沉积第二镍铬膜层，厚度为3.0nm；在第四个镀膜室充入氩气，靶材为氧化锌锡TZO靶，在第二镍铬膜层上沉积第一氧化锌锡膜层，厚度为50nm；再转到第二个镀膜室，在第一氧化锌锡膜层上沉积第三镍铬膜层，厚度为3.0nm；再转到第三个镀膜室，在第三镍铬膜层上溅射沉积第二银膜层，厚度为10nm；回到第二个镀膜室，在第二银膜层上溅射沉积第四镍铬膜层，厚度为3.0nm；回到第一个镀膜室，在第四镍铬膜层上溅射沉积第二氧化锌铝膜层，厚度为50nm；在第五个镀膜室充入氧气和氩气，靶材为锡氧化硅TSO靶，在第二氧化锌铝膜层上沉积锡氧化硅膜层，厚度为5.0nm；所有膜层全部镀完之后向镀膜室中充入工艺气体取下成品即可。

尤其是，当十层膜层都沉积完毕即生成所述的玻璃，其中：第一层和第九层采用氧化锌铝AZO膜，第五层氧化锌锡TZO膜为介质层，是为了调节玻璃的颜色和可见光透光率；第二、四、六、八层膜采用镍铬NiCr膜为保护层，是为了提高其与银膜的附着力，从而达到有效保障银膜层在高温下不被氧化或与其它物质发生反应的目的，进而使所述玻璃在钢化后还能够具备膜层不变色和辐射率不变化的特性；第三层和第七层采用双层银膜是为了使所述玻璃具备非常低的辐射率；第十层采用锡氧化硅TSO膜是为了显著提高玻璃基片表面膜层的整体耐磨耐湿性能。

本发明的优点和效果：所需溅射靶材种类相对比较少，制备工艺更简便，且保证了玻璃性能的稳定性。同时，引入TSO制备的覆盖层，减少银基镀膜靶材中SiAl材料的使用，降低了成本且节约能源。采用银合金形成红外反射，相较于纯银显著提高了耐潮湿耐水汽的性能，避免银原子团聚造成白点缺陷，且仍能保持强的红外反射能力和低辐射率，并且耐热弯、耐钢化和耐加工。双银镀膜玻璃膜层结构比单银镀膜玻璃性能更优异，能够在低辐射性能不变的条件下有效提高耐磨和耐湿性，减少损耗，提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图。

附图标记包括：玻璃基片1、第一氧化锌铝膜层2、第一镍铬膜层3、第一银膜层4、第二镍铬膜层5、第一氧化锌锡膜层6、第三镍铬膜层7、第二银膜层8、第四镍铬膜层9、第二氧化锌铝膜层10、锡氧化硅膜层11；

具体实施方式

本发明原理在于，玻璃基片的表面由下而上依次氧化锌铝AZO层、镍铬膜层、银层、镍铬层、氧化锌锡TZO层、镍铬层、银层、镍铬层、氧化锌铝AZO层和锡氧化硅TSO层，玻璃膜层结构为TSO/AZO/NiCr/Ag/NiCr/TZO/NiCr/Ag/NiCr/AZO/Glass。

本发明中，银基LOW-E膜层结构包括银层、底层或顶层介质层、保护层和覆盖层。其中，银层赋予玻璃阳光以及热学性能、反射红外光，介质层在可见光范围内反抗射银层，作为银的成核层，介质层环境友好，具有化学和机械稳定性，在可见光范围内无吸收，且低成本、无毒性，保护层在溅射过程中保护银膜，提供稳定性且在高温成膜时保持稳定，覆盖层是顶层膜的光学扩展，提供额外的稳定性。

本发明包括：玻璃基片1、第一氧化锌铝膜层2、第一镍铬膜层3、第一银膜层4、第二镍铬膜层5、第一氧化锌锡膜层6、第三镍铬膜层7、第二银膜层8、第四镍铬膜层9、第二氧化锌铝膜层10和锡氧化硅膜层11。

本发明，在玻璃基片1表面由下到上逐层依次镀覆第一氧化锌铝膜层2、第一镍铬膜层3、第一银膜层4、第二镍铬膜层5、第一氧化锌锡膜层6、第三镍铬膜层7、第二银膜层8、第四镍铬膜层9、第二氧化锌铝膜层10和锡氧化硅膜层11。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：如附图1所示，在玻璃基片1表面由下而上依次镀上第一氧化锌铝膜层2、第一镍铬膜层3、第一银膜层4、第二镍铬膜层5、第一氧化锌锡膜层6、第三镍铬膜层7、第二银膜层8、第四镍铬膜层9、第二氧化锌铝膜层10、锡氧化硅膜层11，即在玻璃基片1的表面形成十层膜层的结构，生产方法为：

选择真空环境，通过磁控溅射在玻璃基片1表面沉积十层膜，在镀膜室抽真空至1.5X10^-4Pa以下，再充入工艺气体，使镀膜室压力稳定在0.2～1.0Pa，优选0.5Pa；将溅射源送电，靶材开始溅射，然后送入玻璃基片1，并将相应的靶材原子或其化合物依次沉积到玻璃基片1表面形成膜层。

在第一个镀膜室充入氮气和氩气，靶材为氧化锌铝AZO靶，在玻璃基片1的表面沉积第一氧化锌铝膜层2，厚度为50nm；在第二个镀膜室充入氩气，靶材为镍铬靶，在第一氧化锌铝膜层2上沉积第一镍铬膜层3，厚度为3.0nm；在第三个镀膜室充入氩气，靶材为银靶，在第一镍铬膜层3上沉积第一银膜层4，厚度为10nm；回到第二个镀膜室，在第一银膜层4上沉积第二镍铬膜层5，厚度为3.0nm；在第四个镀膜室充入氩气，靶材为氧化锌锡TZO靶，在第二镍铬膜层5上沉积第一氧化锌锡膜层6，厚度为50nm；再转到第二个镀膜室，在第一氧化锌锡膜层6上沉积第三镍铬膜层7，厚度为3.0nm；再转到第三个镀膜室，在第三镍铬膜层7上溅射沉积第二银膜层8，厚度为10nm；回到第二个镀膜室，在第二银膜层8上溅射沉积第四镍铬膜层9，厚度为3.0nm；回到第一个镀膜室，在第四镍铬膜层9上溅射沉积第二氧化锌铝膜层10，厚度为50nm；在第五个镀膜室充入氧气和氩气，靶材为锡氧化硅TSO靶，在第二氧化锌铝膜层10上沉积锡氧化硅膜层11，厚度为5.0nm；所有膜层全部镀完之后向镀膜室中充入工艺气体取下成品即可。

前述中，耐湿性测试是将镀膜玻璃放置在50℃、95％湿度的环境条件下一周，观察膜表面是否氧化以及氧化程度。

前述中，当十层膜层都沉积完毕即生成所述的玻璃，其中：第一层和第九层采用氧化锌铝AZO膜，第五层氧化锌锡TZO膜为介质层，是为了调节玻璃的颜色和可见光透光率；第二、四、六、八层膜采用镍铬NiCr膜为保护层，是为了提高其与银膜的附着力，从而达到有效保障银膜层在高温下不被氧化或与其它物质发生反应的目的，进而使所述玻璃在钢化后还能够具备膜层不变色和辐射率不变化的特性；第三层和第七层采用双层银膜是为了使所述玻璃具备非常低的辐射率；第十层采用锡氧化硅TSO膜是为了显著提高玻璃基片1表面膜层的整体耐磨耐湿性能。

本发明并不局限于上述实施方式，本领域技术人员根据本发明得到启示，还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃,包括玻璃基片(1)、第一氧化锌铝膜层(2)、第一镍铬膜层(3)、第一银膜层(4)、第二镍铬膜层(5)、第一氧化锌锡膜层(6)、第三镍铬膜层(7)、第二银膜层(8)、第四镍铬膜层(9)、第二氧化锌铝膜层(10)和锡氧化硅膜层(11)；其特征在于，在玻璃基片(1)表面由下到上逐层依次镀覆第一氧化锌铝膜层(2)、第一镍铬膜层(3)、第一银膜层(4)、第二镍铬膜层(5)、第一氧化锌锡膜层(6)、第三镍铬膜层(7)、第二银膜层(8)、第四镍铬膜层(9)、第二氧化锌铝膜层(10)和锡氧化硅膜层(11)；具体包含以下步骤：

1)一号镀膜室充入氮气和氩气，靶材为氧化锌铝AZO靶，在玻璃基片(1)的表面沉积第一氧化锌铝膜层(2)，厚度为30～80nm；

2)二号镀膜室充入氩气，靶材为镍铬NiCr靶，在第一氧化锌铝膜层(2)上沉积第一镍铬膜层(3)，厚度为2.0～3.5nm；

3)三号镀膜室充入氩气，靶材为银靶，在第一镍铬膜层(3)上沉积第一银膜层(4)，厚度为8～15nm；

4)回到二号镀膜室，在第一银膜层(4)上沉积第二镍铬膜层(5)，厚度为2.0～3.5nm；

5)四号镀膜室充入氩气，靶材为氧化锌锡TZO靶，在第二镍铬膜层(5)上沉积第一氧化锌锡膜层(6)，厚度为30～80nm；

6)回到二号镀膜室，在第一氧化锌锡膜层(6)上沉积第三镍铬膜层(7)，厚度为2.0～3.5nm；

7)回到三号镀膜室，在第三镍铬膜层(7)上沉积第二银膜层(8)，厚度为8～15nm；

8)回到二号镀膜室，在第二银膜层(8)上沉积第四镍铬膜层(9)，厚度为2.0～3.5nm；

9)回到一号镀膜室，在第四镍铬膜层(9)上沉积第二氧化锌铝膜层(10)，厚度为30～80nm；

10)五号镀膜室充入氧气和氩气，靶材为锡氧化硅TSO靶，在第二氧化锌铝膜层(10)上沉积锡氧化硅膜层(11)，厚度为2.5～5.0nm；

2.如权利要求1所述的低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃，其特征在于，选择真空环境，通过磁控溅射在玻璃基片(1)表面沉积十层膜，在镀膜室抽真空至1.5X10^-4Pa以下，再充入工艺气体，使镀膜室压力稳定在0.2～1.0Pa，优选0.5Pa；将溅射源送电，靶材开始溅射，然后送入玻璃基片(1)，并将相应的靶材原子或其化合物依次沉积到玻璃基片(1)表面形成膜层。

3.如权利要求1所述的低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃，其特征在于，在第一个镀膜室充入氮气和氩气，靶材为氧化锌铝AZO靶，在玻璃基片(1)的表面沉积第一氧化锌铝膜层(2)，厚度为50nm；在第二个镀膜室充入氩气，靶材为镍铬靶，在第一氧化锌铝膜层(2)上沉积第一镍铬膜层(3)，厚度为3.0nm；在第三个镀膜室充入氩气，靶材为银靶，在第一镍铬膜层(3)上沉积第一银膜层(4)，厚度为10nm；回到第二个镀膜室，在第一银膜层(4)上沉积第二镍铬膜层(5)，厚度为3.0nm；在第四个镀膜室充入氩气，靶材为氧化锌锡TZO靶，在第二镍铬膜层(5)上沉积第一氧化锌锡膜层(6)，厚度为50nm；再转到第二个镀膜室，在第一氧化锌锡膜层(6)上沉积第三镍铬膜层(7)，厚度为3.0nm；再转到第三个镀膜室，在第三镍铬膜层(7)上溅射沉积第二银膜层(8)，厚度为10nm；回到第二个镀膜室，在第二银膜层(8)上溅射沉积第四镍铬膜层(9)，厚度为3.0nm；回到第一个镀膜室，在第四镍铬膜层(9)上溅射沉积第二氧化锌铝膜层(10)，厚度为50nm；在第五个镀膜室充入氧气和氩气，靶材为锡氧化硅TSO靶，在第二氧化锌铝膜层(10)上沉积锡氧化硅膜层(11)，厚度为5.0nm；所有膜层全部镀完之后向镀膜室中充入工艺气体取下成品即可。

4.如权利要求1所述的低辐射双银耐磨耐湿镀膜玻璃，其特征在于，当十层膜层都沉积完毕即生成所述的玻璃，其中：第一层和第九层采用氧化锌铝AZO膜，第五层氧化锌锡TZO膜为介质层，是为了调节玻璃的颜色和可见光透光率；第二、四、六、八层膜采用镍铬NiCr膜为保护层，是为了提高其与银膜的附着力，从而达到有效保障银膜层在高温下不被氧化或与其它物质发生反应的目的，进而使所述玻璃在钢化后还能够具备膜层不变色和辐射率不变化的特性；第三层和第七层采用双层银膜是为了使所述玻璃具备非常低的辐射率；第十层采用锡氧化硅TSO膜是为了显著提高玻璃基片(1)表面膜层的整体耐磨耐湿性能。