CN105936590A - 一种低透低反双银low-e玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低透低反双银LOW‑E玻璃及其制备方法，低透低反双银LOW‑E玻璃包括玻璃基层，所述玻璃基层上依次覆盖有第一介质层、第二介质层、第三介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间干涉层、平整层、第二功能层、第二阻挡层和第四介质层。所述第一介质层为Si3N4层，该第一介质层的厚度为10nm～100nm。所述第二介质层为TiO2层，该第二介质层的厚度为10nm～100nm。所述第三介质层为AZO层，该第三介质层的厚度为5nm～30nm。所述第一功能层为Ag层，该第一功能层的厚度为5nm～15nm。本发明获得的LOW‑E玻璃具有较好的遮光性能，并且合成中空玻璃后，具有低透低反低遮阳系数和优良的光学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种低透低反双银LOW-E玻璃及其制备方法。
背景技术
LOW-E玻璃由于其良好的热学性能被广泛的应用，随着人们生活水平的逐步提高，以及越来越严格的节能政策的颁布，普通的双银LOW-E玻璃已经不能满足许多地区对玻璃节能方面的需求，特别是华东地区为了减少光污染，明确规定室外反射率不允许超过15％，但同时又对遮阳系数有着极高的标准。然而，目前的LOW-E玻璃要想遮阳系数低，反射就会很高，相反反射低，遮阳系数就会很高，对应的玻璃的透光率也会很高。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种低透光率、低反射率的低透低反双银LOW-E玻璃及其制备方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种低透低反双银LOW-E玻璃，包括玻璃基层，其结构特征是所述玻璃基层上依次覆盖有第一介质层、第二介质层、第三介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间干涉层、平整层、第二功能层、第二阻挡层和第四介质层。
进一步，所述第一介质层为Si3N4层，该第一介质层的厚度为10nm～100nm。
进一步，所述第二介质层为TiO2层，该第二介质层的厚度为10nm～100nm。
进一步，所述第三介质层为AZO层，该第三介质层的厚度为5nm～30nm。
进一步，所述第一功能层为Ag层，该第一功能层的厚度为5nm～15nm。
进一步，所述第一阻挡层为NiCr层，该第一阻挡层的厚度为2nm～10nm。
进一步，所述中间干涉层为ZnSn层，该中间干涉层的厚度为10nm～100nm。
所述平整层为AZO层，该平整层的厚度为5nm～30nm；第二功能层为Ag层，该第二功能层的厚度为5nm～15nm；第二阻挡层为NiCr层，该第二阻挡层的厚度为2nm～10nm。
所述第四介质层为Si3N4层，该第四介质层的厚度为10nm～100nm。
一种低透低反双银LOW-E玻璃的制备方法，其特征是采用真空磁控溅射生产线制备低透低反双银LOW-E玻璃，
通过真空磁控溅射生产线在玻璃基层上依次覆盖有第一介质层、第二介质层、第三介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间干涉层、平整层、第二功能层、第二阻挡层和第四介质层；制备时使用旋转双阴极十三个，平面单阴极四个，其中，
真空磁控溅射生产线上的一号靶位和二号靶位用于在玻璃基层上制备第一介质层，一号靶位和二号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为SiAl，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氮＝1：1.5，成膜厚度为50nm；
真空磁控溅射生产线上的三号靶位和四号靶位用于在玻璃基层上制备第二介质层，三号靶位和四号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为TiO，溅射工艺气体为3.1*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝1：1.2，成膜厚度为30nm；
真空磁控溅射生产线上的五号靶位用于在玻璃基层上制备第三介质层，五号靶位采用旋转双阴极，靶材料为AZO，溅射工艺气体为3.15*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝10：1；成膜厚度为10nm；
真空磁控溅射生产线上的六号靶用于在玻璃基层上制备第一功能层，六号靶位采用旋转双阴极，靶材料为Ag，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为3.5nm；
真空磁控溅射生产线上的七号靶用于在玻璃基层上制备第一阻挡层，七号靶位采用平面单阴极，靶材料为NiCr；溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为6.2nm；
真空磁控溅射生产线上的八号靶位、九号靶位、十号靶位和十一号靶位用于在玻璃基层上制备中间干涉层，八号靶位、九号靶位、十号靶位和十一号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为ZnSn，溅射工艺气体为3.5*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝1：1.2；成膜厚度为85nm；
真空磁控溅射生产线上的十二号靶位用于在玻璃基层上制备平整层，十二号靶位采用旋转双阴极，靶材料为AZO，溅射工艺气体为3.18*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝10：1；成膜厚度为10nm；
真空磁控溅射生产线上的十三号靶位用于在玻璃基层上制备第二功能层，十三号靶位采用平面单阴极，靶材料为Ag，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为8nm；
真空磁控溅射生产线上的十四号靶位用于在玻璃基层上制备第二阻挡层，十四号靶位采用平面单阴极，靶材料为NiCr；溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为5.8nm；
真空磁控溅射生产线上的十五号靶位、十六号靶位和十七号靶位用于在玻璃基层上制备第四介质层，十五号靶位、十六号靶位和十七号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为SiAl，溅射工艺气体为3.6*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氮＝1：1.2，成膜厚度为40nm。
本发明中的玻璃基层上设置有镀膜层，该镀膜层包括玻璃基层上依次覆盖有第一介质层、第二介质层、第三介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间干涉层、平整层、第二功能层、第二阻挡层和第四介质层；其中，第一介质层用于提高膜层的物理性能和抗氧化性能；第二介质层用于提高膜层的致密性和折射率；第三介质层用于阻挡玻璃表面的Na+对功能层的破坏。平复银层，钢化过程中防止银层塌方，提高玻璃的折射率；第一功能层用于降低辐射率；第一阻挡层用于提高耐磨性能；中间干涉层用于提高玻璃的折射率；平整层用于降低辐射率；第二功能层用于降低辐射率；第二阻挡层用于提高膜层耐磨性、以及钢化时抗高温氧化性；第四介质层用于提高膜层的物理性能和抗氧化性能；最终调试出的LOW-E玻璃的颜色参数呈现低透低反浅蓝灰色。
本发明通过优化材料以及气体的配比，提供了一种新型膜系，公开了一种低透低反双银LOW-E玻璃的制备方法，在降低透光率的同时将反射率作到很低，使得该产品既能满足反射率低、光污染低，又能够使得玻璃具有较好的光学性能以及教低的遮阳系数。
综上所述，本发明采用上述技术方案获得的LOW-E玻璃具有较好的遮光性能，并且合成中空玻璃后，具有低透低反低遮阳系数和优良的光学性能。
附图说明
图1为本发明一实施例的局部剖切示意图。
图2为本发明中的膜系结构模拟图表。
图中：1为玻璃基层，2为第一介质层，3为第二介质层，4为第三介质层，5为第一功能层，6为第一阻挡层，7为中间干涉层，8为平整层，9为第二功能层，10为第二阻挡层，11为第四介质层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图2，本低透低反双银LOW-E玻璃，包括玻璃基层1，所述玻璃基层1上依次覆盖有第一介质层2、第二介质层3、第三介质层4、第一功能层5、第一阻挡层6、中间干涉层7、平整层8、第二功能层9、第二阻挡层10和第四介质层11。
膜系结构为Glass-Si3N4-TiO2-AZO-Ag-NiCr-ZnSn-AZO-Ag-NiCr-Si3N4。
在本实施例中，Glass为玻璃基层。玻璃输送速度为3.5m/min。
所述第一介质层2为Si3N4层，该第一介质层2的厚度为10nm～100nm。第一介质层2通过交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料SiAl，其密度为96％，其中，SiAl中的Si：Al的质量比为98:2。第一介质层2用于提高膜层的物理性能和抗氧化性能。
在本实施例中，第一介质层2厚度的优选为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm中的一种。
所述第二介质层3为TiO2层，该第二介质层3的厚度为10nm～100nm。第二介质层3通过交流中频电源溅射陶瓷钛靶后形成。第二介质层3用于阻挡玻璃表面的Na+对功能层的破坏、平复银层以及提高玻璃的折射率。
在本实施例中，第二介质层3厚度的优选为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm中的一种。
所述第三介质层4为AZO层，该第三介质层4的厚度为5nm～30nm。第三介质层4通过交流中频电源溅射陶瓷钛靶后形成。第三介质层4用于阻挡玻璃表面的Na+对功能层的破坏、以及平复银层，在钢化过程中防止银层塌方，提高玻璃的折射率。
在本实施例中，第三介质层4厚度的优选为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm中的一种。
所述第一功能层5为Ag层，该第一功能层5的厚度为5nm～15nm。第一功能层5通过交流电源溅射形成，用于降低辐射率和提高玻璃的光学性能。
在本实施例中，第一功能层5厚度的优选为5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm中的一种。
所述第一阻挡层6为NiCr层，该第一阻挡层6的厚度为2nm～10nm。第一阻挡层6用直流电源溅射、用氩气溅射，相对以往的产品，提高本产品的耐磨性能。
在本实施例中，第一阻挡层6厚度的优选为2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm中的一种。
所述中间干涉层7为ZnSn层，该中间干涉层7的厚度为10nm～100nm。中间干涉层7用于提高玻璃的折射率。
在本实施例中，中间干涉层7厚度的优选为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm中的一种。
所述平整层8为AZO层，该平整层8的厚度为5nm～30nm；平整层8采用中频交流电源溅射陶瓷Zn(或AZO)靶，为Ag层作铺垫，用于降低辐射率。
在本实施例中，平整层8厚度的优选为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm中的一种。
第二功能层9为Ag层，该第二功能层9的厚度为5nm～15nm；第二功能层9通过交流电源溅射形成，用于降低辐射率。
在本实施例中，第二功能层9厚度的优选为5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm中的一种。
第二阻挡层10为NiCr层，该第二阻挡层10的厚度为2nm～10nm。第二阻挡层10采用直流电源溅射、氩气溅射气体。第二阻挡层10用于提高膜层耐磨性、以及钢化时抗高温氧化性。
在本实施例中，第二阻挡层10厚度的优选为2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm中的一种。
所述第四介质层11为Si3N4层，该第四介质层11的厚度为10nm～100nm。第四介质层11采用交流中频电源、氮气作反应气体溅射半导体材料SiAl，密度96％，提高膜层的物理性能和抗氧化性能，其中，SiAl中的Si：Al的质量比为98:2。
在本实施例中，第四介质层11厚度的优选为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm中的一种。
制备上述的产品时，可以采用下面的制备方法。
一种低透低反双银LOW-E玻璃的制备方法，是采用真空磁控溅射生产线制备低透低反双银LOW-E玻璃，通过真空磁控溅射生产线在玻璃基层上依次覆盖有第一介质层2、第二介质层3、第三介质层4、第一功能层5、第一阻挡层6、中间干涉层7、平整层8、第二功能层9、第二阻挡层10和第四介质层11；制备时使用旋转双阴极十三个，平面单阴极四个，
其中，真空磁控溅射生产线上的一号靶位和二号靶位用于在玻璃基层1上制备第一介质层，一号靶位和二号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为SiAl，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氮＝1：1.5，成膜厚度为50nm；
真空磁控溅射生产线上的三号靶位和四号靶位用于在玻璃基层1上制备第二介质层，三号靶位和四号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为TiO，溅射工艺气体为3.1*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝1：1.2，成膜厚度为30nm；
真空磁控溅射生产线上的五号靶位用于在玻璃基层1上制备第三介质层，五号靶位采用旋转双阴极，靶材料为AZO，溅射工艺气体为3.15*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝10：1；成膜厚度为10nm；
真空磁控溅射生产线上的六号靶用于在玻璃基层1上制备第一功能层，六号靶位采用旋转双阴极，靶材料为Ag，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为3.5nm；
真空磁控溅射生产线上的七号靶用于在玻璃基层1上制备第一阻挡层，七号靶位采用平面单阴极，靶材料为NiCr；溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为6.2nm；
真空磁控溅射生产线上的八号靶位、九号靶位、十号靶位和十一号靶位用于在玻璃基层1上制备中间干涉层，八号靶位、九号靶位、十号靶位和十一号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为ZnSn，溅射工艺气体为3.5*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝1：1.2；成膜厚度为85nm；
真空磁控溅射生产线上的十二号靶位用于在玻璃基层1上制备平整层，十二号靶位采用旋转双阴极，靶材料为AZO，溅射工艺气体为3.18*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝10：1；成膜厚度为10nm；
真空磁控溅射生产线上的十三号靶位用于在玻璃基层1上制备第二功能层，十三号靶位采用平面单阴极，靶材料为Ag，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为8nm；
真空磁控溅射生产线上的十四号靶位用于在玻璃基层1上制备第二阻挡层，十四号靶位采用平面单阴极，靶材料为NiCr；溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为5.8nm；
真空磁控溅射生产线上的十五号靶位、十六号靶位和十七号靶位用于在玻璃基层1上制备第四介质层，十五号靶位、十六号靶位和十七号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为SiAl，溅射工艺气体为3.6*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氮＝1：1.2，成膜厚度为40nm。
至于真空磁控溅射生产线上其余部分，则与现有技术一样，不再赘述。
采用上述工艺参数设计出的玻璃颜色性能如下表1。
表1
最终调试出的玻璃颜色参数呈现低透低反浅蓝灰色。
从上述数据分析，该种颜色对应的产品具有较好的遮光性能，并且合成中空玻璃后，具有低透低反低遮阳系数，具有优良的光学性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种低透低反双银LOW-E玻璃，包括玻璃基层(1)，其特征是所述玻璃基层(1)上依次覆盖有第一介质层(2)、第二介质层(3)、第三介质层(4)、第一功能层(5)、第一阻挡层(6)、中间干涉层(7)、平整层(8)、第二功能层(9)、第二阻挡层(10)和第四介质层(11)。
2.根据权利要求1所述的低透低反双银LOW-E玻璃，其特征是所述第一介质层(2)为Si3N4层，该第一介质层(2)的厚度为10nm～100nm。
3.根据权利要求1所述的低透低反双银LOW-E玻璃，其特征是所述第二介质层(3)为TiO2层，该第二介质层(3)的厚度为10nm～100nm。
4.根据权利要求1所述的低透低反双银LOW-E玻璃，其特征是所述第三介质层(4)为AZO层，该第三介质层(4)的厚度为5nm～30nm。
5.根据权利要求1所述的低透低反双银LOW-E玻璃，其特征是所述第一功能层(5)为Ag层，该第一功能层(5)的厚度为5nm～15nm。
6.根据权利要求1所述的低透低反双银LOW-E玻璃，其特征是所述第一阻挡层(6)为NiCr层，该第一阻挡层(6)的厚度为2nm～10nm。
7.根据权利要求1所述的低透低反双银LOW-E玻璃，其特征是所述中间干涉层(7)为ZnSn层，该中间干涉层(7)的厚度为10nm～100nm。
8.根据权利要求1所述的低透低反双银LOW-E玻璃，其特征是所述平整层(8)为AZO层，该平整层(8)的厚度为5nm～30nm；第二功能层(9)为Ag层，该第二功能层(9)的厚度为5nm～15nm；第二阻挡层(10)为NiCr层，该第二阻挡层(10)的厚度为2nm～10nm。
9.根据权利要求1至8任一所述的低透低反双银LOW-E玻璃，其特征是所述第四介质层(11)为Si3N4层，该第四介质层(11)的厚度为10nm～100nm。
10.一种如权利要求1所述的低透低反双银LOW-E玻璃的制备方法，其特征是采用真空磁控溅射生产线制备低透低反双银LOW-E玻璃，通过真空磁控溅射生产线在玻璃基层(1)上依次覆盖有第一介质层(2)、第二介质层(3)、第三介质层(4)、第一功能层(5)、第一阻挡层(6)、中间干涉层(7)、平整层(8)、第二功能层(9)、第二阻挡层(10)和第四介质层(11)；制备时使用旋转双阴极十三个，平面单阴极四个，
其中，真空磁控溅射生产线上的一号靶位和二号靶位用于在玻璃基层(1)上制备第一介质层，一号靶位和二号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为SiAl，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氮＝1：1.5，成膜厚度为50nm；
真空磁控溅射生产线上的三号靶位和四号靶位用于在玻璃基层(1)上制备第二介质层，三号靶位和四号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为TiO，溅射工艺气体为3.1*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝1：1.2，成膜厚度为30nm；
真空磁控溅射生产线上的五号靶位用于在玻璃基层(1)上制备第三介质层，五号靶位采用旋转双阴极，靶材料为AZO，溅射工艺气体为3.15*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝10：1；成膜厚度为10nm；
真空磁控溅射生产线上的六号靶用于在玻璃基层(1)上制备第一功能层，六号靶位采用旋转双阴极，靶材料为Ag，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为3.5nm；
真空磁控溅射生产线上的七号靶用于在玻璃基层(1)上制备第一阻挡层，七号靶位采用平面单阴极，靶材料为NiCr；溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为6.2nm；
真空磁控溅射生产线上的八号靶位、九号靶位、十号靶位和十一号靶位用于在玻璃基层(1)上制备中间干涉层，八号靶位、九号靶位、十号靶位和十一号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为ZnSn，溅射工艺气体为3.5*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝1：1.2；成膜厚度为85nm；
真空磁控溅射生产线上的十二号靶位用于在玻璃基层(1)上制备平整层，十二号靶位采用旋转双阴极，靶材料为AZO，溅射工艺气体为3.18*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氧＝10：1；成膜厚度为10nm；
真空磁控溅射生产线上的十三号靶位用于在玻璃基层(1)上制备第二功能层，十三号靶位采用平面单阴极，靶材料为Ag，溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为8nm；
真空磁控溅射生产线上的十四号靶位用于在玻璃基层(1)上制备第二阻挡层，十四号靶位采用平面单阴极，靶材料为NiCr；溅射工艺气体为3*10-3mbar；工艺气体成分为全氩气氛；成膜厚度为5.8nm；
真空磁控溅射生产线上的十五号靶位、十六号靶位和十七号靶位用于在玻璃基层(1)上制备第四介质层，十五号靶位、十六号靶位和十七号靶位分别采用旋转双阴极，靶材料为SiAl，溅射工艺气体为3.6*10-3mbar；工艺气体成分及质量比例为氩：氮＝1：1.2，成膜厚度为40nm。
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