CN106746732A - 一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃 - Google Patents

一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，包括玻璃基板和镀设在所述玻璃基板上的复合纳米涂层，所述复合纳米涂层由底层介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间介质层、第二功能层、第二阻挡层、顶层介质层自所述玻璃基体的表面向外依次层叠而成，其中，所述的第一功能层与第二功能层均为银层，所述第一功能层的厚度值为4～10nm，所述第一功能层与第二功能层的厚度比值为1:4～1:6。该纳米涂层玻璃在布儒斯特角附近（53.6°±10°）的反射光谱无明显差异，基本没有色差，这完全解决了普通纳米涂层节能玻璃在布儒斯特角附近的色差大的问题，大大地提高了纳米涂层玻璃作为幕墙玻璃使用时的整体美观度和观赏性。

Description

一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃
技术领域
本发明涉及一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃。
背景技术
出于节能性方面的考虑，以镀膜方式制备的纳米涂层玻璃成为现有工程玻璃(指用做建筑材料的玻璃)的主力，除应用于大型的公共建筑外，在住宅上的应用也逐渐增多。
所谓的具有节能效果的纳米涂层玻璃，是指在玻璃表面镀制了多层纳米级别的金属和介质层膜，依据膜层的复杂程度，总厚度为60～300纳米不等。对于普通的钠钙平板浮法玻璃而言，折射率n值约为1.52，光线入射进入玻璃表面，一部分光发生反射，另一部分光则进入玻璃发生折射。按照布儒斯特定律，当反射线与折射线刚好等于90°的时候，自然光状态下的入射光经过玻璃表面反射，反射光变成垂直于入射面的完全偏振光(s偏振光)，所对应的布儒斯特角ib＝arctan(1.52/1)＝56.3°，此时的反射光完全由s偏振光占主导，而在其它反射角度则是部分偏振光，也就是说由s偏振光和p偏振光共同主导。
对于没有镀膜的玻璃而言，其对可见光区域的反射的一致的，无论是完全由s偏振光还是s偏振光和p偏振光共同主导，其反射色都是中性怡人的，无颜色差异。但对于节能纳米涂层玻璃而言，由于在玻璃表面镀制了多层金属和介质层膜，由于干涉的作用，某些波段的反射是被抵消的，某些波段又是增强的，表现在外观颜色上是有特定颜色的。正是由于这种差别，导致节能纳米涂层玻璃在某特定的角度的颜色和其它颜色不一致，从而造成颜色的偏差，特别是对于夹层玻璃，光线在3种折射率材料之间反复发生反射和折射，这种颜色的偏差更加明显，影响纳米涂层玻璃作为建筑材料的美观效果。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，以减小或消除纳米涂层玻璃在不同角度观察时的色差，提高玻璃产品的整体美观度和观赏性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，包括玻璃基板和镀设在所述玻璃基板上的复合纳米涂层，所述复合纳米涂层由底层介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间介质层、第二功能层、第二阻挡层、顶层介质层自所述玻璃基体的表面向外依次层叠而成，其中，所述的第一功能层与第二功能层均为银层，所述第一功能层的厚度值为4～10nm，所述第一功能层与第二功能层的厚度比值为1:4～1:6。
优选地，所述底层介质层、中间介质层及顶层介质层均为电介质膜层，所述底层介质层的厚度为15～60nm；所述中间介质层的厚度为30～90nm；所述顶层介质层的厚度为15～40nm。
进一步地，所述底层介质层为氧化锌、锡酸锌或氮化硅。
进一步地，所述中间介质层为氧化锌、锡酸锌、氮化硅、氮氧化硅或氧化锡，所述中间介质层的厚度为55～80nm。
进一步地，所述顶层介质层为氮化硅、锡酸锌或氧化锆。
优选地，所述第一阻挡层、第二阻挡层分别为镍铬、钛铝或氧化镍铬。
进一步地，所述第一阻挡层、第二阻挡层的厚度范围均为0.5～2.5nm。
优选地，所述的底层介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间介质层、第二功能层、第二阻挡层、顶层介质层依次通过磁控溅射而逐层地镀设至所述玻璃基体的表面上。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，通过不同膜层材料进行组合以及膜层厚度设置，尤其是作为两层功能层的银层的厚度比例进行调整，使得纳米涂层玻璃在布儒斯特角附近(53.6°±10°)的反射光谱无明显差异，基本没有色差，这完全解决了普通纳米涂层节能玻璃在布儒斯特角附近的色差大的问题，大大地提高了纳米涂层玻璃作为幕墙玻璃使用时的整体美观度和观赏性。
附图说明
附图1为本发明的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃的结构示意图；
附图2为本发明的纳米涂层玻璃在53.6°下的反射光谱与玻璃在43.6°下的反射光谱的对照图；
附图3为本发明的纳米涂层玻璃在53.6°下的反射光谱与玻璃在63.6°下的反射光谱的对照图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图1所示，本发明的一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，其包括玻璃基本10和镀设在玻璃基板10上的复合纳米涂层20，该复合纳米涂层20由多个膜层自玻璃基板10的表面向外依次层叠而成。具体地，该复合纳米涂层20由底层介质层1、第一功能层2、第一阻挡层3、中间介质层4、第二功能层5、第二阻挡层6、顶层介质层7沿厚度方向依次层叠组成，复合纳米涂层20上的各膜层按照先后顺序依次通过磁控溅射镀膜的方式镀设至玻璃基体10的表面上。
该复合纳米涂层20中，第一功能层2与第二功能层5均为银层，第一功能层2的厚度小于第二功能层5的厚度，即采用先薄后厚的膜层结构，具体地，该第一功能层2与第二功能层5的厚度比值为1:4～1:6，且第一功能层2的厚度范围为4～10nm。
该复合纳米涂层20中，底层介质层1、中间介质层4及顶层介质层7均为电介质膜层，且顶层介质层7采用具有良好耐磨性能的电介质膜层。具体地，底层介质层1采用氧化锌、锡酸锌或氮化硅，其厚度为15～60nm；中间介质层4采用氧化锌、锡酸锌、氮化硅、氮氧化硅或氧化锡，其厚度范围为30～90nm，优选范围为55～80nm；顶层介质层7采用氮化硅、锡酸锌或氧化锆，其厚度为15～40nm。
该复合纳米涂层20中，第一阻挡层3、第二阻挡层6分别为镍铬、钛铝或氧化镍铬，第一阻挡层3、第二阻挡层6的厚度范围均为0.5～2.5nm。
采用上述的技术方案后，复合纳米涂层20的结构中，由于两层特定厚度的银层的等离子共振频率不同，对光线的干涉作用，使得整个纳米涂层玻璃在布儒斯特角附近(53.6°±10°)的反射光谱无明显差异。
如附图2、附图3所示出的反射光谱图所示，其中，附图2示出了玻璃在布儒斯特角53.6°下的反射光谱与玻璃在比布儒斯特角小10°的43.6°下的反射光谱的对照图，附图3示出了玻璃在布儒斯特角53.6°下的反射光谱与玻璃在比布儒斯特角大10°的63.6°下的反射光谱的对照图。从以上的光谱图中可以看出，在43.6°～63.6°的范围内，本发明的纳米涂层玻璃产品的反射光谱基本吻合，没有明显色差，这完全解决了普通纳米涂层节能玻璃在布儒斯特角附近的色差大的问题。
以下结合具体的实施例和试验值予以说明：
实施例1
本实施例中玻璃基体10为6mm的普通玻璃，镀设在玻璃基体10上的复合纳米涂层20的具体结构为：氧化锌(20nm)/银(4nm)/氧化镍铬(0.5nm)/锡酸锌(80nm)/银(24nm)/氧化镍铬(0.8nm)/氮化硅(20nm)。
该纳米涂层玻璃在布儒斯特角53.6°及其±10°范围内的反射色度值如下：
从表中可以看出，在43.6°、53.6°及63.6°这三个观察角度下的L*的差值、a*的差值及b*的差值(即△L*、△a*、△b*的数值)都非常小，说明各角度下颜色值很接近，偏振光的干扰非常小。
实施例2
本实施例中玻璃基体10为6mm的普通玻璃，镀设在玻璃基体10上的复合纳米涂层20的具体结构为：锡酸锌(50nm)/银(6nm)/镍铬(0.5nm)/氧化锌(63nm)/银(30nm)/镍铬(2nm)/锡酸锌(34nm)。
该纳米涂层玻璃在布儒斯特角53.6°及其±10°范围内的反射色度值如下：
从表中可以看出，在43.6°、53.6°及63.6°观察角度下△L*、△a*、△b*的数值也都非常小，说明各角度下颜色值很接近，偏振光的干扰非常小。
实施例3
本实施例中玻璃基体10为6mm的普通玻璃，镀设在玻璃基体10上的复合纳米涂层20的具体结构为：氮化硅(32nm)/银(9nm)/钛铝(0.8nm)/氧化锡(55nm)/银(36nm)/钛铝(2.5nm)/氧化锆(40nm)。
该纳米涂层玻璃在布儒斯特角53.6°及其±10°范围内的反射色度值如下：
从表中可以看出，在43.6°、53.6°及63.6°观察角度下△L*、△a*、△b*的数值仍然非常小，说明各角度下颜色值很接近，偏振光的干扰非常小。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，包括玻璃基板和镀设在所述玻璃基板上的复合纳米涂层，其特征在于：所述复合纳米涂层由底层介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间介质层、第二功能层、第二阻挡层、顶层介质层自所述玻璃基体的表面向外依次层叠而成，其中，所述的第一功能层与第二功能层均为银层，所述第一功能层的厚度值为4～10nm，所述第一功能层与第二功能层的厚度比值为1:4～1:6。
2.根据权利要求1所述的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，其特征在于：所述底层介质层、中间介质层及顶层介质层均为电介质膜层，所述底层介质层的厚度为15～60nm；所述中间介质层的厚度为30～90nm；所述顶层介质层的厚度为15～40nm。
3.根据权利要求2所述的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，其特征在于：所述底层介质层为氧化锌、锡酸锌或氮化硅。
4.根据权利要求2所述的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，其特征在于：所述中间介质层为氧化锌、锡酸锌、氮化硅、氮氧化硅或氧化锡，所述中间介质层的厚度为55～80nm。
5.根据权利要求2所述的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，其特征在于：所述顶层介质层为氮化硅、锡酸锌或氧化锆。
6.根据权利要求1所述的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，其特征在于：所述第一阻挡层、第二阻挡层分别为镍铬、钛铝或氧化镍铬。
7.根据权利要求6所述的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，其特征在于：所述第一阻挡层、第二阻挡层的厚度范围均为0.5～2.5nm。
8.根据权利要求1至7任一所述的无偏振光干扰色的纳米涂层玻璃，其特征在于：所述的底层介质层、第一功能层、第一阻挡层、中间介质层、第二功能层、第二阻挡层、顶层介质层依次通过磁控溅射而逐层地镀设至所述玻璃基体的表面上。
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