CN108455878A - 钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于玻璃制造技术领域，尤其是涉及一种钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃及其制备方法。包括玻璃基层，所述的玻璃基层一侧面上由内至外依次设有第一介质层、第一保护层、第二介质层、第二保护层、功能银层、第三保护层和第三介质层。与现有的技术相比，本钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃及其制备方法的优点在于：1、设计合理，结构牢固。2、有效的抑制了杂质离子的迁移，功能银层能得到充分保护。3、镀膜玻璃在钢化前后无颜色变化。

Description

钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃制造技术领域，尤其是涉及一种钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
背景技术
玻璃作为一种建筑材料在日常使用过程中，由于对强度的要求，需要进行钢化处理。低辐射镀膜玻璃被证明是当今最好的建筑节能玻璃。通过在普通玻璃表面镀制低辐射膜而改善其性能，有效阻隔太阳光红外区域的透过，同时能够保证可见光的高透过与普通玻璃和传统热反射镀膜玻璃相比，具有优良的节能性能、光学性能和环保性能。低辐射镀膜玻璃己被广泛应用于世界各地的建筑中，特别是经济和科学技术比较发达的国家和地区。低辐射镀膜本身随着研发的深入也在进行着更新换代，不仅满足建筑设计潮流审美的需要，而且节能性也得到进一步提高，从而被市场广泛认可以及应用。而传统的低辐射镀膜玻璃由于钢化的高温会对膜层产生氧化、晶型发生改变等不利影响，进而导致脱膜以及变色等现象的出现。因而，设计出一种新型可钢化并且钢化前后膜层结构以及质量不改变的膜系成为大家研究的热点以及难点。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构牢固的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃。
本发明的另一目的是提供一种钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括玻璃基层，所述的玻璃基层一侧面上由内至外依次设有第一介质层、第一保护层、第二介质层、第二保护层、功能银层、第三保护层和第三介质层。
在上述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃中，所述的第一介质层包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层中的一种或多种组成；所述的第一介质层的厚度为10～55nm。
在上述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃中，所述的第一保护层包括第一NiCr层，所述的第一NiCr层的厚度为0.2～5nm。
在上述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃中，所述的第二介质层包括SiNx层、ZnSnOx层和ZnAlOx层中的一种或多种组成；所述的第二介质层的厚度为10～55nm。
在上述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃中，所述的第二保护层包括第三NiCr层，所述的NiCr层厚度为0.2～5nm。
在上述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃中，所述的功能银层包括银层，所述的银层厚度为0.2～25nm。
在上述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃中，所述的第三保护层包括第三NiCr层，所述的NiCr层的厚度为0.2～10nm。
在上述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃中，所述的第三介质层包括第三SiNx层，所述的第三介质层的厚度为10～65nm。
本钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括如下：
A、将玻璃基层置于真空环境中进行磁控溅射加工；
B、依次在玻璃基层上镀制第一介质层、第一保护层、第二介质层、第二保护层、功能银层、第三保护层和第三介质层。
在上述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃的制备方法中，
镀制第一介质层时，阴极位所用靶材采用硅铝靶、锌铝靶和锌锡靶的一种或多种，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10，锌铝靶的锌与铝的重量比为98:2，锌锡靶的锌与铝的重量比为98:2，硅铝靶溅射功率为20～60Kw，锌铝靶和锌锡靶的溅射功率为20～60Kw；
镀制第一保护层时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制第二介质层时，阴极位所用靶材采用硅铝靶、锌铝靶和锌锡靶中的一种或多种，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10，锌铝靶的锌与铝的重量比为98:2，硅铝靶功率为20～60Kw；
镀制第二保护层时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制功能银层时，阴极位所用靶材采用银靶，银靶的银纯度为99.99％，银靶功率为2～6Kw；
镀制第三保护层时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制第三介质层时，阴极位所用靶材依次采用硅铝靶、锌铝靶和AZO靶，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10，锌铝靶的锌与铝的重量比为98:2，硅铝靶功率为20～60Kw；
硅铝靶的工艺气体用量Ar/N2＝0.78，硅铝靶的工艺气体用量Ar/O2＝0.67，镍铬和银靶的工作气体用量均采用纯Ar。
银靶和镍铬靶均为平面靶，硅铝靶为旋转靶。
与现有的技术相比，本钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃及其制备方法的优点在于：1、设计合理，结构牢固。2、有效的抑制了杂质离子的迁移，功能银层能得到充分保护。3、镀膜玻璃在钢化前后无颜色变化。
附图说明
图1是本发明提供的结构示意图。
图2是具体实施方案一的结构示意图。
图中，玻璃基层1、第一介质层2、第一保护层3、第二介质层4、第二保护层5、功能银层6、第三保护层7、第三介质层8、第一SiNx层21、第一ZnSnOx层22和第一ZnAlOx层23、NiCr层31、第二SiNx层41、第二ZnSnOx层42、第二ZnAlOx层43、第二NiCr层51、功能银层6、银层61、第三NiCr层71、第三SiNx层81。
具体实施方式
如图1所示，本钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基层1，玻璃基层1一侧面上由内至外依次设有第一介质层2、第一保护层3、第二介质层4、第二保护层5、功能银层6、第三保护层7和第三介质层8。
更具体的说，第一介质层2包括第一SiNx层21、第一ZnSnOx层22和第一ZnAlOx层23中的一种或多种组成；第一介质层的厚度为10～55nm。
作为优选地，第一SiNx层21、第一ZnSnOx层22和第一ZnAlOx层23由内至外依次设置。
第一保护层3包括第一NiCr层31，第一NiCr层31的厚度为0.2～5nm。
第二介质层4包括第二SiNx层41、第二ZnSnOx层42和第二ZnAlOx层43中的一种或多种组成；第二介质层的厚度为10～55nm。
作为优选地，第二SiNx层41、第二ZnSnOx层42和第二ZnAlOx层43由内至外依次设置。
第二保护层5包括第二NiCr层51，第二NiCr层51厚度为0.2～5nm。
功能银层6包括银层61，银层61厚度为0.2～25nm。
第三保护层7包括第三NiCr层71，第三NiCr层71的厚度为0.2～10nm。
第三介质层8包括第三SiNx层81；第三介质层8的厚度为10～65nm。
本钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃的制备方法包括如下：
A、将玻璃基层1置于真空环境中进行磁控溅射加工；
B、依次在玻璃基层1上镀制第一介质层2、第一保护层3、第二介质层4、第二保护层5、功能银层6、第三保护层7和第三介质层8。
镀制第一介质层2时，阴极位所用靶材采用硅铝靶、锌铝靶和锌锡靶的一种或多种，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10，锌铝靶的锌与铝的重量比为98:2，锌锡靶的锌与铝的重量比为98:2，硅铝靶溅射功率为20～60Kw，锌铝靶和锌锡靶的溅射功率为20～60Kw；
镀制第一保护层3时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制第二介质层4时，阴极位所用靶材采用硅铝靶、锌铝靶和锌锡靶中的一种或多种，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10，锌铝靶的锌与铝的重量比为98:2，硅铝靶功率为20～60Kw；
镀制第二保护层5时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制功能银层6时，阴极位所用靶材采用银靶，银靶的银纯度为99.99％，银靶功率为2～6Kw；
镀制第三保护层7时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制第三介质层8时，阴极位所用靶材依次采用硅铝靶，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10。
硅铝靶的工艺气体用量Ar/N2＝0.78，硅铝靶的工艺气体用量Ar/O2＝0.67，镍铬和银靶的工作气体用量均采用纯Ar。
银靶和镍铬靶均为平面靶，硅铝靶为旋转靶。
通过上述步骤制得的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，玻面颜色：L*g为40～45，a*g为-3～0，b*g为-2～0。钢化前后a*g，b*g波动不超过[-0.5,0.5]。
在玻璃基层与功能银层之间引入了双介质层以及保护层。有效抑制了玻璃中杂质离子向功能银层的迁移，使得膜层结构更加稳定，达到了钢化前后无色差无脱膜现象的发生，还能防止脱膜等现象出现。使得产品更加稳定，有效保障了镀膜玻璃产品的质量。
具体实施方案一：
如图2所示，
作为优选地，第一介质层2包括第一SiNx层21；第一SiNx层的厚度为30nm。玻璃在钢化炉中加工时，温度最高可达700℃左右，为了防止加工过程中玻璃本身中的钠元素受热，加剧扩散迁移到膜层中，破坏含Ag的功能层结构。此层不宜太厚，过多的SiNx会降低膜层透过率。
作为优选地，第一保护层3包括第一NiCr层31，第一NiCr层31的厚度为5.5nm。其主要功能是利用膜层致密抗氧化的特性，保护银不被氧化。此层不宜太厚，过多的NiCr会降低膜层透过率。
作为优选地，第二介质层4包括第二SiNx层41；第二SiNx层的厚度为12nm。玻璃在钢化炉中加工时，温度最高可达700℃左右，为了防止加工过程中玻璃本身中的钠元素受热，加剧扩散迁移到膜层中，破坏含Ag的功能层结构。此层不宜太厚，过多的SiNx会降低膜层透过率。
作为优选地，第二保护层5包括第二NiCr层51，第二NiCr层51厚度为1.5nm。其主要功能是利用膜层致密抗氧化的特性，保护银不被氧化。此层不宜太厚，过多的NiCr会降低膜层透过率。
作为优选地，功能银层6包括银层61，银层61厚度为6.8nm。其主要功能是利用银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。
作为优选地，第三保护层7包括第三NiCr层71，第三NiCr层71的厚度为3.0nm。其主要功能是利用膜层致密抗氧化的特性，保护银不被氧化。此层不宜太厚，过多的NiCr会降低膜层透过率。
作为优选地，第三介质层8包括第三SiNx层81；第三SiNx层81的厚度为50nm。
具体实施数据
钢化前，
钢前玻面颜色:L*g为42.16，a*g为-1.32，b*g为-0.84。
经过钢化工艺后，
钢后玻面颜色:L*g为41.53，a*g为-1.26，b*g为-0.79。
具体实施方案二：
第一介质层2包括第一SiNx层21和第一ZnSnOx层22；第一SiNx层的厚度为20nm，第一ZnSnOx层22的厚度12nm
第一保护层3包括第一NiCr层31，第一NiCr层31的厚度为4nm。
第二介质层4包括第二SiNx层41和第二ZnSnOx层42；第二SiNx层的厚度为13nm，第二ZnSnOx层42的厚度5nm。
第二保护层5包括第二NiCr层51，第二NiCr层51厚度为3.5nm。
功能银层6包括银层61，银层61厚度为7.5nm。
第三保护层7包括第三NiCr层71，第三NiCr层71的厚度为2.5nm。
第三介质层8包括第三SiNx层81；第三SiNx层81的厚度为46nm。
具体实施方案三：
第一介质层2包括第一SiNx层21和第一ZnAlOx层23；第一SiNx层的厚度为22nm，第一ZnAlOx层23的厚度为10nm。
第一保护层3包括第一NiCr层31，第一NiCr层31的厚度为3.5nm。
第二介质层4包括第二SiNx层41和第二ZnSnOx层42；第二SiNx层的厚度为14nm，第二ZnSnOx层42的厚度为5nm。
第二保护层5包括第二NiCr层51，第二NiCr层51厚度为4nm。
功能银层6包括银层61，银层61厚度为8.2nm。
第三保护层7包括第三NiCr层71，第三NiCr层71的厚度为3.0nm。
第三介质层8包括第三SiNx层81；第三SiNx层81的厚度为55nm。
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玻璃基层1、第一介质层2、第一保护层3、第二介质层4、第二保护层5、功能银层6、第三保护层7、第三介质层8、第一SiNx层21、第一ZnSnOx层22和第一AZO层23、NiCr层31、第二SiNx层41、第二ZnSnOx层42、第二AZO层43、第二NiCr层51、功能银层6、银层61、第三NiCr层71、第三SiNx层81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)

1.一种钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括玻璃基层(1)，所述的玻璃基层(1)一侧面上由内至外依次设有第一介质层(2)、第一保护层(3)、第二介质层(4)、第二保护层(5)、功能银层(6)、第三保护层(7)和第三介质层(8)。
2.根据权利要求1所述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第一介质层(2)包括第一SiNx层(21)、第一ZnSnOx层(22)和第一ZnAlOx层(23)中的一种或多种组成；所述的第一介质层的厚度为10～55nm。
3.根据权利要求1所述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第一保护层(3)包括第一NiCr层(31)，所述的第一NiCr层(31)的厚度为0.2～5nm。
4.根据权利要求1所述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第二介质层(4)包括第二SiNx层(41)、第二ZnSnOx层(42)和第二ZnAlOx层(43)中的一种或多种组成；所述的第二介质层的厚度为10～55nm。
5.根据权利要求1所述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第二保护层(5)包括第二NiCr层(51)，所述的第二NiCr层(51)厚度为0.2～5nm。
6.根据权利要求1所述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的功能银层(6)包括银层(61)，所述的银层(61)厚度为0.2～25nm。
7.根据权利要求1所述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第三保护层(7)包括第三NiCr层(71)，所述的第三NiCr层(71)的厚度为0.2～10nm。
8.根据权利要求1所述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述的第三介质层(8)包括第三SiNx层(81)；所述的第三介质层(81)的厚度为10～65nm。
9.一种钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下：
A、将玻璃基层(1)置于真空环境中进行磁控溅射加工；
B、依次在玻璃基层(1)上镀制第一介质层(2)、第一保护层(3)、第二介质层(4)、第二保护层(5)、功能银层(6)、第三保护层(7)和第三介质层(8)。
10.根据权利要求9所述的钢化前后无色差低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，步骤B中，
镀制第一介质层(2)时，阴极位所用靶材采用硅铝靶、锌铝靶和锌锡靶的一种或多种，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10，锌铝靶的锌与铝的重量比为98:2，锌锡靶的锌与铝的重量比为98:2，硅铝靶溅射功率为20～60Kw，锌铝靶和锌锡靶的溅射功率为20～60Kw；
镀制第一保护层(3)时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制第二介质层(4)时，阴极位所用靶材采用硅铝靶、锌铝靶和锌锡靶中的一种或多种，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10，锌铝靶的锌与铝的重量比为98:2，硅铝靶功率为20～60Kw；
镀制第二保护层(5)时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制功能银层(6)时，阴极位所用靶材采用银靶，银靶的银纯度为99.99％，银靶功率为2～6Kw；
镀制第三保护层(7)时，阴极位所用靶材采用镍铬靶，镍铬靶的镍与铬的重量比为80:20，镍铬靶功率为0～2Kw；
镀制第三介质层(8)时，阴极位所用靶材依次采用硅铝靶，硅铝靶的硅与铝的重量比为90:10。
硅铝靶的工艺气体用量Ar/N2＝0.78，硅铝靶的工艺气体用量Ar/O2＝0.67，镍铬和银靶的工作气体用量均采用纯Ar。
银靶和镍铬靶均为平面靶，硅铝靶为旋转靶。
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