CN106277837A - 一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜及制备方法，本发明的一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，所述用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜包括风挡玻璃基片、内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层，所述风挡玻璃基片上由内向外方向依次为内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层。所述风挡玻璃基片为飞机风挡玻璃基片。本发明的可见光透光率好，紫外反射率强，红外反射率强，生产过程简单、利于自主调整膜系参数性能，耐腐蚀、耐候性优异。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜制造技术领域，具体涉及一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜及制备方法。
背景技术
飞机在执行任务过程中，特别是巡航状态处于云层之上时，座舱将完全曝露于太阳光下，此时紫外线如直接穿过风挡玻璃进入座舱，将对舱内电子设备、飞行员、电气设备、衣物等造成杀伤，降低舱内部分元器件的使用寿命，并对飞行员眼镜造成危害；同时飞行过程中，由于飞行状态和环境的变化，内外温差变化剧烈，对风挡玻璃的节能性能提出了新要求，从而节省飞机本身能量使用，同时，节能也对舱内飞行员的舒适性改善有积极意义。
传统的飞机座舱玻璃并没有考虑到紫外线杀伤和节能的问题，但紫外线杀伤和节能对现代飞机来说越发重要，目前，缺乏一种紫外反射性能强的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种紫外反射性能强的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，所述用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜包括风挡玻璃基片、内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层，所述风挡玻璃基片上由内向外方向依次为内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层。
内外氧化硅层用于保护整体膜系，提高膜层寿命和耐磨性能。
进一步地，所述风挡玻璃基片为飞机风挡玻璃基片。
进一步地，所述内氧化硅层膜层厚度为18～23nm；所述高紫外反射层由内向外依次为第一氧化钛层、氧化铈层和第二氧化钛层，所述第一氧化钛层的膜层厚度为15～25nm，所述氧化铈层的膜层厚度为20～25nm，所述第二氧化钛层的膜层厚度为10～15nm。
该层综合采用氧化钛和氧化铈结合对紫外实现高反射。
更进一步地，所述节能层由内向外依次为金属层、第三氧化钛层、氧化铟锡层，所述金属层的膜层厚度为6～10nm，所述第三氧化钛层的膜层厚度为20～25nm，所述氧化铟锡层的膜层厚度为115～150nm。
进一步地，所述外氧化硅层膜层厚度为80～150nm。所述外氧化硅层用于保护膜层，防止划伤、腐蚀等。所述节能层采用金属和氧化物结合方式，用于保护膜层，防止划伤、腐蚀等。
进一步地，所述金属层的材质为钛、金或银。金属层材质结合金属及导电氧化物实现节能，即对红外线进行截止；
本发明所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜的制备方法，包括如下步骤：镀膜设备环境要求：温度在18～25℃、湿度55％以下，阴极冷却水温度15～26℃，风挡玻璃基片位置要求洁净度万级以内，
(1)开机过程：开启镀膜设备真空泵系统，先使镀膜设备所有腔室达到本底真空要求：缓冲室真空度<0.3Pa、镀膜室真空度<2×10-3Pa；
(2)镀膜过程：风挡玻璃基片经过清洗后，自动或手动方式进入镀膜设备，缓冲室气压维持在3Pa以内，镀膜工艺室通过通入氩气维持气压的范围为0.2～0.8Pa，通入工艺气体；
(3)将待镀膜面正对阴极靶面，开启阴极中频或直流电源，待辉光稳定后依次在基片表面上沉积内氧化硅层、高紫外反射层、节能层、外氧化硅层；
(4)镀膜结束后，所得产物经过缓冲室、出膜室，制得用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜。
进一步地，在步骤(2)中，所述工艺气体为氧气或氮气。
进一步地，在步骤(3)中，开启阴极中频或直流电源，恒电流方式，依据不同膜层，选择不同电流大小，所述恒电流的范围是2.5～40A。
有益效果：本发明的可见光透光率好，紫外反射率强，红外反射率强，生产过程简单、利于自主调整膜系参数性能，耐腐蚀、耐候性优异。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明高紫外反射层采用氧化钛和氧化铈结合实现，节能层采用金属和金属导电氧化组成，便于同时实现紫外红外反射，节能层中氧化铟锡提高膜系耐磨性耐候性同时，可改善紫外反射性能。氧化钛和氧化铈膜层的有机结合可提高紫外反射能力，同时有一定的节能效果；
(2)本发明采用化学性能稳定的氧化钛和氧化铈的综合控制实现紫外反射，保护座舱内电子电器设备和飞行员安全。采用内外氧化硅层，实现对整个膜系的保护，提高膜层的耐腐蚀耐候性。采用金属层和导电氧化物膜层结合的方式实现红外线控制，达到节能效果，同时，各膜层通过厚度、工艺调整，可实现可见光高透过率，并对颜色和均匀性进一步改进。
(3)节能层的存在可保持舱内温度变化较小，为飞机的动力部分减轻压力，并有利于改善飞行舒适性。节能膜层中的金属膜和氧化铟锡膜层可实现中远红外线的控制，提高节能效果，同时金属膜层对紫外截止也有一定作用。
附图说明
图1为本发明的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜的结构示意图；
其中，1风挡玻璃基片，2内氧化硅膜层，31第一氧化钛层，32氧化铈膜层，33第二氧化钛层，41金属层，42第三氧化钛层，43氧化铟锡层，5外氧化硅层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明的一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，所述用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜包括风挡玻璃基片、内氧化硅层2、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层5，所述风挡玻璃基片上由内向外方向依次为内氧化硅层2、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层5。
内外氧化硅层用于保护整体膜系，提高膜层寿命和耐磨性能。
所述内氧化硅层2膜层厚度为18nm；所述高紫外反射层由内向外依次为第一氧化钛层31、氧化铈层32和第二氧化钛层33，所述第一氧化钛层31的膜层厚度为20nm，所述氧化铈层32的膜层厚度为20nm，所述第二氧化钛层33的膜层厚度为12nm。
该层综合采用氧化钛和氧化铈结合对紫外实现高反射。
所述节能层由内向外依次为金属层41、第三氧化钛层42、氧化铟锡层43，所述金属层41的膜层厚度为6nm，所述第三氧化钛层42的膜层厚度为22nm，所述氧化铟锡层43的膜层厚度为115nm。
所述外氧化硅层5膜层厚度为80nm。
所述金属层的材质为钛。
本发明所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜的制备方法，包括如下步骤：镀膜设备环境要求：温度在25℃、湿度55％以下，阴极冷却水温度23℃，风挡玻璃基片位置要求洁净度万级以内，
(1)开机过程：开启镀膜设备真空泵系统，先使镀膜设备所有腔室达到本底真空要求：缓冲室真空度<0.3Pa、镀膜室真空度<2×10-3Pa；
(2)镀膜过程：风挡玻璃基片经过清洗后，自动或手动方式进入镀膜设备，缓冲室气压维持在3Pa以内，镀膜工艺室通过通入氩气维持气压的范围为0.8Pa，通入工艺气体；所述工艺气体为氧气或氮气。
(3)将待镀膜面正对阴极靶面，开启阴极中频或直流电源，待辉光稳定后依次在基片表面上沉积内氧化硅层、高紫外反射层、节能层、外氧化硅层；开启阴极中频或直流电源，恒电流方式，依据不同膜层，选择不同电流大小，所述恒电流的范围是40A。
(4)镀膜结束后，所得产物经过缓冲室、出膜室，制得用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：本发明的一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，所述用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜包括风挡玻璃基片、内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层，所述风挡玻璃基片上由内向外方向依次为内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层。
所述内氧化硅层2膜层厚度为21nm；所述高紫外反射层由内向外依次为第一氧化钛层31、氧化铈层32和第二氧化钛层33，所述第一氧化钛层31的膜层厚度为15nm，所述氧化铈层32的膜层厚度为22nm，所述第二氧化钛层33的膜层厚度为10nm。
所述节能层由内向外依次为金属层41、第三氧化钛层42、氧化铟锡层43，所述金属层41的膜层厚度为8nm，所述第三氧化钛层42的膜层厚度为20nm，所述氧化铟锡层43的膜层厚度为130nm。
所述外氧化硅层5膜层厚度为120nm。
所述金属层的材质为金。
本发明所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜的制备方法，包括如下步骤：镀膜设备环境要求：温度在18℃、湿度55％以下，阴极冷却水温度26℃，风挡玻璃基片位置要求洁净度万级以内，
在步骤(1)中，开机过程：开启镀膜设备真空泵系统，先使镀膜设备所有腔室达到本底真空要求：缓冲室真空度<0.3Pa、镀膜室真空度<2×10-3Pa；
在步骤(2)中，镀膜过程：风挡玻璃基片经过清洗后，自动或手动方式进入镀膜设备，缓冲室气压维持在3Pa以内，镀膜工艺室通过通入氩气维持气压的范围为0.2Pa，通入工艺气体；所述工艺气体为氧气。
在步骤(3)中，将待镀膜面正对阴极靶面，开启阴极中频或直流电源，待辉光稳定后依次在基片表面上沉积内氧化硅层、高紫外反射层、节能层、外氧化硅层；开启阴极中频或直流电源，恒电流方式，所述恒电流的范围是2.5A。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：本发明的一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，所述用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜包括风挡玻璃基片、内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层，所述风挡玻璃基片上由内向外方向依次为内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层。
所述内氧化硅层2膜层厚度为23nm；所述高紫外反射层由内向外依次为第一氧化钛层31、氧化铈层32和第二氧化钛层33，所述第一氧化钛层31的膜层厚度为25nm，所述氧化铈层32的膜层厚度为25nm，所述第二氧化钛层33的膜层厚度为15nm。
所述节能层由内向外依次为金属层41、第三氧化钛层42、氧化铟锡层43，所述金属层41的膜层厚度为10nm，所述第三氧化钛层42的膜层厚度为25nm，所述氧化铟锡层43的膜层厚度为150nm。
所述外氧化硅层5膜层厚度为80～150nm。
所述金属层的材质为银。
本发明所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜的制备方法，包括如下步骤：镀膜设备环境要求：温度在22℃湿度55％以下，阴极冷却水温度15℃，风挡玻璃基片位置要求洁净度万级以内，
(1)开机过程：开启镀膜设备真空泵系统，先使镀膜设备所有腔室达到本底真空要求：缓冲室真空度<0.3Pa、镀膜室真空度<2×10-3Pa；
(2)镀膜过程：风挡玻璃基片经过清洗后，自动或手动方式进入镀膜设备，缓冲室气压维持在3Pa以内，镀膜工艺室通过通入氩气维持气压的范围为0.6Pa，通入工艺气体；所述工艺气体为氧气或氮气。
(3)将待镀膜面正对阴极靶面，开启阴极中频或直流电源，待辉光稳定后依次在基片表面上沉积内氧化硅层、高紫外反射层、节能层、外氧化硅层；开启阴极中频或直流电源，恒电流方式，所述恒电流的范围是30A。
尽管本文较多地使用了风挡玻璃基片1，内氧化硅膜层2，第一氧化钛层31，氧化铈膜层32，第二氧化钛层33，金属层41，第三氧化钛层42，氧化铟锡层43，外氧化硅层5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，其特征在于：所述用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜包括风挡玻璃基片、内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层，所述风挡玻璃基片上由内向外方向依次为内氧化硅层、高紫外反射层、节能层和外氧化硅层。
2.根据权利要求1所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，其特征在于：所述风挡玻璃基片为飞机风挡玻璃基片。
3.根据权利要求1所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，其特征在于：所述内氧化硅层(2)膜层厚度为18～23nm；所述高紫外反射层由内向外依次为第一氧化钛层(31)、氧化铈层(32)和第二氧化钛层(33)，所述第一氧化钛层(31)的膜层厚度为15～25nm，所述氧化铈层(32)的膜层厚度为20～25nm，所述第二氧化钛层(33)的膜层厚度为10～15nm。
4.根据权利要求1所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，其特征在于：所述节能层由内向外依次为金属层(41)、第三氧化钛层(42)、氧化铟锡层(43)，所述金属层(41)的膜层厚度为6～10nm，所述第三氧化钛层(42)的膜层厚度为20～25nm，所述氧化铟锡层(43)的膜层厚度为115～150nm。
5.根据权利要求1所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，其特征在于：所述外氧化硅层(5)膜层厚度为80～150nm。
6.根据权利要求4所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜，其特征在于：所述金属层(41)的材质为钛、金或银。
7.权利要求1-6任一项所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：镀膜设备环境要求：温度在18～25℃、湿度55％以下，阴极冷却水温度15～26℃，风挡玻璃基片位置要求洁净度万级以内，
(1)开机过程：开启镀膜设备真空泵系统，先使镀膜设备所有腔室达到本底真空要求：缓冲室真空度<0.3Pa、镀膜室真空度<2×10-3Pa；
(2)镀膜过程：风挡玻璃基片经过清洗后，自动或手动方式进入镀膜设备，缓冲室气压维持在3Pa以内，镀膜工艺室通过通入氩气维持气压的范围为0.2～0.8Pa，通入工艺气体；
(3)将待镀膜面正对阴极靶面，开启阴极中频或直流电源，待辉光稳定后依次在基片表面上沉积内氧化硅层、高紫外反射层、节能层、外氧化硅层；
(4)镀膜结束后，所得产物经过缓冲室、出膜室，制得用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜。
8.根据权利要求7所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述工艺气体为氧气或氮气。
9.根据权利要求7所述的用于飞机风挡玻璃高紫外反射的节能薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，开启阴极中频或直流电源，恒电流方式，依据不同膜层，选择不同电流大小，所述恒电流的范围是2.5～40A。
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