CN108439825A - 星空蓝三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents

星空蓝三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种星空蓝三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。它解决了现有三银低辐射镀膜玻璃膜层结构稳定差的技术问题。包括玻璃基层、镀膜层，镀膜层包括第一介质层、第一功能层、第一保护过渡层、第二介质层、第二功能层、第二保护过渡层、第三介质层、第三功能层、第三保护过渡层以及第四介质层。优点在于：膜层结构稳定，附着力强，机械性能好，不易氧化。玻璃产品外观呈现一种深邃的“星空蓝”颜色，颜色纯正，正面侧面颜色偏差小，整体颜色更均匀，各个角度的反射色均匀一致，为幕墙等建筑物的整体视觉效果提供更可靠优异的质量。三银镀膜玻璃具有辐射率低，遮阳性能好，红外透过率，光热比高的特点，是一种性能优异的节能产品。

Description

星空蓝三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃加工制造技术领域，尤其是涉及一种星空蓝三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
背景技术
玻璃是现代建筑当中必不可少的建筑材料之一。随着人们节能意识的提升，低辐射Low－E镀膜玻璃的应用范围也越来越广。Low－E镀膜玻璃其膜层表面辐射率极低，对远红外热辐射的反射率很高，从而大幅减少以热辐射及热传导方式交换的室内外热量，使其具有“保温隔热”的性能。在Low－E镀膜玻璃工艺的发展过程中，市场上先后出现了单银镀膜玻璃，双银镀膜玻璃以及三银镀膜玻璃。其中，三银镀膜玻璃的隔热性能最好。另一方面，建筑外观对现代建筑的重要性也不言而喻，不同颜色的玻璃对建筑外观的美观程度有很大的影响。因此，应市场需求，一种兼顾性能和外观的三银低辐射镀膜玻璃的出现成为必然现象。
目前市场上三银产品颜色主要以蓝色，中性灰为主。其中蓝色三银产品颜色不够纯正，正面侧面颜色不一致，存在较大色差。此外，三银产品普遍存在膜层结构不稳定，膜层均匀性差的问题，导致大面积镀膜玻璃出现色道等颜色不均匀问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，膜层结构稳定，辐射率低，遮阳性良好的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃。
本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种易于加工制造的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的第一构想在于提供一种星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基层，所述的玻璃基层一侧具有镀膜层，所述的镀膜层包括自靠近玻璃基层一侧依次向外设置的第一介质层、第一功能层、第一保护过渡层、第二介质层、第二功能层、第二保护过渡层、第三介质层、第三功能层、第三保护过渡层以及第四介质层，其中，所述的第一介质层包括自靠近玻璃基层一侧依次向外分布的SiNx层和ZnAlOx层，所述的第一功能层和第三功能层均为Ag层，所述的第二功能层包括Ag层和Cu层，所述的第一保护过渡层、第二保护过渡层均和第三保护过渡层包括自靠近玻璃基层一侧依次向外分布的NiCr层和AZO层，所述的第二介质层和第三介质层均包括自靠近玻璃基层一侧依次向外分布的SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层，所述的第四介质层为SiNx层。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃中，所述的第一介质层的厚度为30～45nm，且所述的第一介质层中的S iNx层直接镀覆在玻璃基层上，起到打底的作用，能够阻挡玻璃基底中钠离子的迁移和扩散。ZnAlOx层镀在打底的SiNx层上，形成第一介质层组合。其中第一介质层也可只包括SiNx层，也可是包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层的组合层。所述的第一功能层直接镀覆在第一介质层的ZnAlOx层上
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃中，所述的第一功能层的Ag层厚度为6～12nm；所述的第二功能层的Ag层厚度为16～23nm，第二功能层的Cu层厚度为1～5nm；所述的第三功能层的Ag层厚度为12～18nm。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃中，所述的第一保护过渡层、第二保护过渡层和第三保护过渡层包括NiCr层与AZO层的组合层，其中NiCr层能够防止金属Ag层被氧化，而AZO层由于膜层致密均匀，能够提高金属NiCr层与介质层的结合力，提高膜层结构的稳定性。所述的第一保护过渡层的厚度为4～15nm；所述的第二保护过渡层的厚度为5～20nm；所述的第三保护过渡层的厚度为3～20nm。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃中，所述的第二介质层的厚度为60～80nm，自靠近玻璃基层一侧依次包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层。其中第二介质层也可只包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层中的一种或者两者。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃中，所述的第三介质层的厚度为75～95nm，自靠近玻璃基层一侧依次包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层。其中第三介质层也可只包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层中的一种或者两者。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃中，所述的第四介质层的SiNx层也是保护层，依据SiNx高硬度，耐磨损的特性，保护在整个镀膜层具有良好的抗划伤性能；所述的第四介质层的SiNx层厚度为23～43nm。
本发明的第二构想在于提供一种星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法，该方法包括：
在真空环境下用靶材对玻璃基层表面进行真空磁控溅射依次溅射形成第一介质层、第一功能层、第一保护过渡层、第二介质层、第二功能层、第二保护过渡层、第三介质层、第三功能层、第三保护过渡层以及第四介质层从而形成镀膜层。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法中，磁控溅射时，阴极位所用靶材分别依次为硅铝靶、锌铝靶、银靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶、锌锡靶、锌铝靶、银靶、铜靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶、锌锡靶、锌铝靶、银靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶。其中AZO金属氧化物靶是由ZnOX、AlOX烧制而成的具有陶瓷功能的金属氧化物靶材，所镀制的AZO层膜层均匀致密。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法中，硅铝靶为硅铝重量比为90:10的硅铝合金靶、锌铝靶为锌铝重量比为98:2的锌铝合金靶、锌锡靶为锌锡重量比为50:50的锌锡合金靶、银靶银纯度为99.99％，铜靶铜纯度为99.5％、镍铬靶为镍铬重量比为80:20的镍铬合金靶、AZO陶瓷靶材料纯度99.95％，其中，所述的银靶、铜靶和镍铬靶为平面靶，其他均为旋转靶。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法中，磁控溅射时，使用功率控制，为保证溅射稳定，且不破坏靶材，硅铝靶功率为0～70Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氮比例是0.78；锌铝靶功率为0～60Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氧比例是0.67；锌锡靶功率为0～60Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氮比例是0.67；银靶功率为0～20Kw，镍铬靶功率为0～20Kw，AZO陶瓷靶功率为0～20Kw，溅射工艺气体是高纯氩。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法中，所述的镀膜层的结构为：
SiNx+ZnAlOx/Ag/NiCr+AZO/SiNx+ZnSnOx+ZnAlOx/Ag+Cu/NiCr+AZO/SiNx+ZnSnOx+ZnAlOx/Ag/NiCr+AZO/SiNx。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法中，所述星空蓝三银低辐射镀膜玻璃透过色L*g为50～90，a*g为-10～0，b*g为-5～10。
在上述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法中，所述星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，玻面正面颜色：L*g为40～50，a*g为-2～0，b*g为-14～-16；玻面60度侧面颜色：L*g为40～50，a*g为-2～0，b*g为-14～-16。正面侧面颜色偏差不超过[-0.5，0.5]。
与现有的技术相比，本星空蓝三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法的优点在于：
1、通过合理设计保护过渡层，使得所镀膜的膜层结构稳定，附着力强，机械性能好，不易氧化。
2、通过对膜层比例的调整，使得玻璃产品外观呈现一种深邃的“星空蓝”颜色，颜色纯正，整体颜色柔和、美观，给人以舒适的感觉。正面侧面颜色偏差小，整体颜色更均匀，各个角度的反射色均匀一致。
3、本星空蓝三银低辐射玻璃红外反射率高，辐射率低，光热比高，传热系数U值低，能充分降低建筑物室内采暖制冷的能耗，达到优异的节能效果。能很好的调节外观反射呈现出星空蓝，具有外观质感好，超过现有的双银、单银Low-E产品，品质优良的特点，能够满足市场需求。
附图说明
图1为本发明的结构剖视图；
图中，玻璃基层1、镀膜层2、第一介质层21、第一功能层22、第一保护过渡层23、第二介质层24、第二功能层25、第二保护过渡层26、第三介质层27、第三功能层28、第三保护过渡层29、第四介质层291。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基层1，玻璃基层1一侧具有镀膜层2，镀膜层2包括自靠近玻璃基层1一侧依次向外设置的第一介质层21、第一功能层22、第一保护过渡层23、第二介质层24、第二功能层25、第二保护过渡层26、第三介质层27、第三功能层28、第三保护过渡层29以及第四介质层291，其中，第一介质层21包括自靠近玻璃基层1一侧依次向外分布的SiNx层和ZnAlOx层，第一功能层22和第三功能层28均为Ag层，第二功能层25包括Ag层和Cu层，第一保护过渡层23、第二保护过渡层26均和第三保护过渡层29包括自靠近玻璃基层1一侧依次向外分布的NiCr层和AZO层，第二介质层24和第三介质层27均包括自靠近玻璃基层1一侧依次向外分布的SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层，第四介质层291为SiNx层。通过对各个膜层厚度进行调整，第二层介质层较厚，使玻璃产品的外观颜色达到“星空蓝”的颜色效果，侧面颜色更蓝，整体颜色更均匀，无色差。通过不同膜层涉及材料的调整，使玻璃产品的光学性能和理化性能优秀。在传统保护层和介质层之间，加了一层AZO作为过渡层，利用AZO层为致密陶瓷结构的特性，加强了膜层的结合力，使得膜层结构更稳定，附着力强，机械性能好，不易氧化。
其中，本实施例中的第一介质层21的厚度为30～45nm，且第一介质层21的SiNx层直接镀覆在玻璃基层1上，起到打底的作用，能够阻挡玻璃基底中钠离子的迁移和扩散。第一功能层22直接镀覆在第一介质层21的ZnAlOx层上，ZnAlOx层镀在打底的SiNx层上，形成第一介质层组合。其中第一介质层也可只包括SiNx层，也可是包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层的组合层。
进一步地，这里的第一功能层22的Ag层厚度为6～12nm；第二功能层25的Ag层厚度为16～23nm，第二功能层25的Cu层厚度为1～5nm；第三功能层28的Ag层厚度为12～18nm。其主要功能是利用Ag来降低玻璃产品的辐射率，将太阳光过滤成冷光源，改善透过性能。第二功能层25的Cu层可以调节透过色，防止膜层颜色偏绿。
优选地，这里的第一保护过渡层23、第二保护过渡层26和第三保护过渡层29包括NiCr层与AZO层的组合层，第一保护过渡层、第二保护过渡层和第三保护过渡层包括NiCr层与AZO层的组合层，其中NiCr层能够防止金属Ag层被氧化，而AZO层由于膜层致密均匀，能够提高金属NiCr层与介质层的结合力，提高膜层结构的稳定性。本实施例中的第一保护过渡层23的厚度为4～15nm；第二保护过渡层26的厚度为5～20nm；第三保护过渡层29的厚度为3～20nm。
其中，这里的第二介质层24的厚度为60～80nm；，自靠近玻璃基层一侧依次包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层。其中第二介质层也可只包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层中的一种或者两者。同样地，这里的第三介质层27的厚度为75～95nm，自靠近玻璃基层一侧依次包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层。其中第三介质层也可只包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层中的一种或者两者。第四介质层291也是保护层，依据SiNx高硬度，耐磨损的特性，保护在整个镀膜层2具有良好的抗划伤性能；第四介质层的SiNx层的SiNx层厚度为23～43nm。
也就是说，本实施例中的镀膜层2的结构为：
SiNx+ZnAlOx/Ag/NiCr+AZO/SiNx+ZnSnOx+ZnAlOx/Ag+Cu/NiCr+AZO/SiNx+ZnSnOx+ZnAlOx/Ag/NiCr+AZO/SiNx。
本星空蓝三银低辐射玻璃膜层结构能很好的调节外观反射呈现出星空蓝，具有外观质感好，超过现有的双银、单银Low-E产品，品质优良的特点，能够满足市场需求。
本星空蓝三银低辐射玻璃红外反射率高，辐射率低，光热比高，传热系数U值低，能充分降低建筑物室内采暖制冷的能耗，达到优异的节能效果。
本星空蓝三银低辐射玻璃复合膜层之间结构的匹配性好，膜层结构稳定，附着力强，机械性能高，抗氧化能力强。
本实施例中的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法，包括：
在真空环境下用靶材对玻璃基层1表面进行真空磁控溅射依次溅射形成第一介质层21、第一功能层22、第一保护过渡层23、第二介质层24、第二功能层25、第二保护过渡层26、第三介质层27、第三功能层28、第三保护过渡层29以及第四介质层291从而形成镀膜层2。
磁控溅射时，阴极位所用靶材分别依次为硅铝靶、锌铝靶、银靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶、锌锡靶、锌铝靶、银靶、铜靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶、锌锡靶、锌铝靶、银靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶，其中AZO金属氧化物靶是由ZnOX、AlOX烧制而成的具有陶瓷功能的金属氧化物靶材，所镀制的AZO层膜层均匀致密。
其中，硅铝靶为硅铝重量比为90:10的硅铝合金靶、锌铝靶为锌铝重量比为98:2的锌铝合金靶、锌锡靶为锌锡重量比为50:50的锌锡合金靶、银靶银纯度为99.99％，铜靶铜纯度为99.5％、镍铬靶为镍铬重量比为80:20的镍铬合金靶、AZO陶瓷靶材料纯度99.95％，其中，所述的银靶、铜靶和镍铬靶为平面靶，其他均为旋转靶。
磁控溅射时，使用功率控制，为保证溅射稳定，且不破坏靶材，硅铝靶功率为0～70Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氮比例是0.78；锌铝靶功率为0～60Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氧比例是0.67；锌锡靶功率为0～60Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氮比例是0.67；银靶功率为0～20Kw，镍铬靶功率为0～20Kw，AZO陶瓷靶功率为0～20Kw，溅射工艺气体是高纯氩。
通过上述步骤制得的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃透过色L*g为50～90，a*g为-10～0，b*g为-5～10。
通过上述步骤制得的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃玻面正面颜色：L*g为40～50，a*g为-2～0，b*g为-16～-14；玻面60度侧面颜色：L*g为40～50，a*g为-2～0，b*g为-16～-14。正面侧面颜色偏差不超过[-0.5，0.5]。
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。
尽管本文较多地使用了玻璃基层1、镀膜层2、第一介质层21、第一功能层22、第一保护过渡层23、第二介质层24、第二功能层25、第二保护过渡层26、第三介质层27、第三功能层28、第三保护过渡层29、第四介质层291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。

Claims (10)

1.一种星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基层(1)，所述的玻璃基层(1)一侧具有镀膜层(2)，其特征在于，所述的镀膜层(2)包括自靠近玻璃基层(1)一侧依次向外设置的第一介质层(21)、第一功能层(22)、第一保护过渡层(23)、第二介质层(24)、第二功能层(25)、第二保护过渡层(26)、第三介质层(27)、第三功能层(28)、第三保护过渡层(29)以及第四介质层(291)，其中，所述的第一介质层(21)包括自靠近玻璃基层(1)一侧依次向外分布的SiNx层和ZnAlOx层，所述的第一功能层(22)和第三功能层(28)均为Ag层，所述的第二功能层(25)包括Ag层和Cu层，所述的第一保护过渡层(23)、第二保护过渡层(26)均和第三保护过渡层(29)包括自靠近玻璃基层(1)一侧依次向外分布的NiCr层和AZO层，所述的第二介质层(24)和第三介质层(27)均包括自靠近玻璃基层(1)一侧依次向外分布的SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层，所述的第四介质层(291)为SiNx层。
2.根据权利要求1所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第一介质层(21)的厚度为30～45nm，且所述的第一介质层(21)的SiNx层直接镀覆在玻璃基层(1)上，所述的第一功能层(22)直接镀覆在第一介质层(21)的ZnAlOx层上。
3.根据权利要求2所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第一功能层(22)的Ag层厚度为6～12nm；所述的第二功能层(25)的Ag层厚度为16～23nm，第二功能层(25)的Cu层厚度为1～5nm；所述的第三功能层(28)的Ag层厚度为12～18nm。
4.根据权利要求1或2或3所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第一保护过渡层(23)、第二保护过渡层(26)和第三保护过渡层(29)包括NiCr层与AZO层的组合层，所述的第一保护过渡层(23)的厚度为4～15nm；所述的第二保护过渡层(26)的厚度为5～20nm；所述的第三保护过渡层(29)的厚度为3～20nm。
5.根据权利要求4所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第二介质层(24)的厚度为60～80nm；所述的第三介质层(27)的厚度为75～95nm。
6.根据权利要求4所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第四介质层(291)的SiNx层厚度为23～43nm。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法，其特征在于，本方法包括：
在真空环境下用靶材对玻璃基层(1)表面进行真空磁控溅射依次溅射形成第一介质层(21)、第一功能层(22)、第一保护过渡层(23)、第二介质层(24)、第二功能层(25)、第二保护过渡层(26)、第三介质层(27)、第三功能层(28)、第三保护过渡层(29)以及第四介质层(291)从而形成镀膜层(2)。
8.根据权利要求7所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法，其特征在于，磁控溅射时，阴极位所用靶材分别依次为硅铝靶、锌铝靶、银靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶、锌锡靶、锌铝靶、银靶、铜靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶、锌锡靶、锌铝靶、银靶、镍铬靶、AZO金属氧化物靶、硅铝靶，其中AZO金属氧化物靶是由ZnOX、AlOX烧制而成的具有陶瓷功能的金属氧化物靶材，所镀制的AZO层膜层均匀致密。
9.根据权利要求7所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法，其特征在于，所述的硅铝靶为硅铝重量比为90:10的硅铝合金靶、锌铝靶为锌铝重量比为98:2的锌铝合金靶、锌锡靶为锌锡重量比为50:50的锌锡合金靶、银靶银纯度为99.99％，铜靶铜纯度为99.5％、镍铬靶为镍铬重量比为80:20的镍铬合金靶、AZO陶瓷靶材料纯度99.95％，其中，所述的银靶、铜靶和镍铬靶为平面靶，其他均为旋转靶。
10.根据权利要求7所述的星空蓝三银低辐射镀膜玻璃制备方法，其特征在于，磁控溅射时，使用功率控制，为保证溅射稳定，且不破坏靶材，硅铝靶功率为0～70Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氮比例是0.78；锌铝靶功率为0～60Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氧比例是0.67；锌锡靶功率为0～60Kw，溅射工艺气体高纯氩和高纯氮比例是0.67；银靶功率为0～20Kw，镍铬靶功率为0～20Kw，AZO陶瓷靶功率为0～20Kw，溅射工艺气体是高纯氩。
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