CN110092593A - 一种双银镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双银镀膜玻璃及其制备方法，所述双银镀膜玻璃从一侧至另外一侧依次包括玻璃基板层、第一介质层、第一银层、第二介质层、第二银层和第三介质层；所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层均为多层介质层，且分别选自Si3N4层、TiOx层、SnOy层、ZnOz层、ZnSnOa+b层和AZO层中的至少两种；所述第一阻挡层和所述第二阻挡层分别选自Ni层、Cr层、NiCr层和NiCrOc层中的一种或多种。本发明的双银镀膜玻璃不仅具有良好的光学、热学和加工性能，而且外星美观，使用时不会因观察角度不同引起颜色差异。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃，特别是涉及一种双银镀膜玻璃及其制备方法。
背景技术
低辐射镀膜玻璃是在玻璃上涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求，比如降低热辐射率、降低热损耗等目的。
随着建筑节能要求的提高，低辐射镀膜玻璃快速发展，其从最初的单银基低辐射玻璃，发展为双银基低辐射玻璃。
低辐射玻璃一般是采用真空磁控溅射镀膜设备在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物薄膜的产品。单银基低辐射玻璃只有1层金属银层，其结构为玻璃/介质层/阻挡层/银层/阻挡层/介质层。
目前，双银低辐射镀膜玻璃已经越来越多的使用在玻璃幕墙上。在同等透过率的前提下，与单银Low-E镀膜玻璃相比，双银Low-E镀膜玻璃具有更低的遮阳系数和传热系数，能够有效的阻挡太阳的辐射热能。
双银Low-E镀膜玻璃的膜层相对单银膜层较多，膜层也较复杂，对光的干涉影响变得十分复杂，在不同角度观察双银Low-E镀膜玻璃的玻璃面时，容易产生不同颜色的视觉效果，影响玻璃幕墙建筑的外观。双银Low-E镀膜玻璃的辐射率与膜层方块电阻有关，降低方块电阻需要增加银层的厚度，而银层厚度的增加必然会影响其透过。并且双银膜层较厚，后续加工对膜层容易造成损伤，影响其性能。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双银镀膜玻璃及其制备方法，用于解决现有技术中双银镀膜玻璃透过率低、加工性能差和膜面有侧面变色的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。
本发明提供一种双银镀膜玻璃，所述双银镀膜玻璃从一侧至另外一侧依次包括玻璃基板层、第一介质层、第一银层、第二介质层、第二银层和第三介质层；
所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层均为多层介质层，且分别选自Si3N4层、TiOx层、SnOy层、ZnOz层、ZnSnOa+b层和AZO层中的至少两种；其中，0＜x≤2，0＜y≤2，0＜z≤1，0＜b≤2，0＜a≤1。
优选地，在第一银层和第二介质层之间还设有第一阻挡层。
优选地，在第二银层和第二介质层之间还设有第二阻挡层。
所述第一阻挡层和所述第二阻挡层分别选自Ni层、Cr层、NiCr层和NiCrOc层中的一种或多种，其中，0＜c≤2.5。
本申请中所述的AZO是铝掺杂的氧化锌。
优选地，所述第一介质层由一侧至另一侧依次为Si3N4层和ZnOz层；或所述第一介质层由一侧至另一侧依次为Si3N4层和AZO层。
优选地，所述第二介质层由一侧至另一侧依次为AZO层、Si3N4层和ZnOz层；或所述第二介质层由一侧至另一侧依次为AZO层、ZnSnOa+b层和AZO层。
优选地，所述第三介质层由一侧至另一侧依次为AZO层和Si3N4层。
优选地，所述玻璃基板层的厚度为5mm～10mm。
优选地，所述第一介质层的厚度为30nm～80nm。
优选地，所述第一银层的厚度为5nm～20nm。
优选地，所述第一阻挡层的厚度为0.5nm～1.5nm。
优选地，所述第二介质层的厚度为50nm～150nm。
优选地，所述第二银层的厚度为5nm～20nm。
优选地，所述第二阻挡层的厚度为0.5nm～1.5nm。
优选地，所述第三介质层的厚度为20nm～50nm。
优选地，所述Si3N4层的厚度为30nm～100nm。
优选地，所述TiOx层的厚度为20nm～50nm。
优选地，所述SnOy层的厚度为20nm～50nm。
优选地，所述ZnOz层的厚度为5nm～15nm。
优选地，所述ZnSnOa+b层的厚度为30nm～70nm。
优选地，所述AZO层的厚度为20nm～70nm。
优选地，所述双银镀膜玻璃的光透过率超过70％。
优选地，所述双银镀膜玻璃的辐射率小于0.05。
本发明还公开了一种制备如上述所述双银镀膜玻璃的方法，采用真空磁控溅射镀膜工艺在玻璃基板上依次镀膜获得。
优选地，真空磁控溅射镀膜工艺中采用的溅射气体为氩气。更优选地，氩气的流速为400～1000sccm。
优选地，在采用真空磁控溅射镀膜工艺制备Si3N4层时，包括如下特征中的一种或多种：
阴极靶材为硅铝合金；
反应气体为氮气；
氮气的流速为500～1000sccm。
优选地，在采用真空磁控溅射镀膜工艺制备AZO层时，包括如下特征中的一种或多种：
阴极靶材为AZO；
反应气体为氧气；
氧气的流速为50～200sccm。
优选地，在采用真空磁控溅射镀膜工艺制备第一银层和第二银层时，阴极靶材为Ag。
优选地，在采用真空磁控溅射镀膜工艺制备TiOx层时，包括如下特征中的一种或多种：
阴极靶材为二氧化钛；
反应气体为氧气；
氧气的流速为50～200sccm。
优选地，在采用真空磁控溅射镀膜工艺制备ZnOz层时，包括如下特征中的一种或多种：
阴极靶材为锌铝合金；
反应气体为氧气；
氧气的流速为500～1000sccm。
优选地，在采用真空磁控溅射镀膜工艺制ZnSnOa+b层时，包括如下特征中的一种或多种：
阴极靶材为锌锡合金；
反应气体为氧气；
氧气的流速为50～200sccm。
优选地，在采用真空磁控溅射镀膜工艺制NiCr层时，阴极靶材为镍铬合金。
本发明还公开了如上述所述的双银镀膜玻璃用作建筑材料的用途。
本发明提供的上述技术方案的有益效果为：
本发明的双银镀膜玻璃不仅较高的光透过率、低辐射和并且其强度较高，可以通过钢化处理形成钢化玻璃，具有良好的加工性能，在钢化过程中银层并不会被氧化，而且外形美观，使用时不会因观察角度不同引起颜色差异。
附图说明
图1显示为本发明中的其中一种双银镀膜玻璃结构示意图。
图2显示为本发明中的另一种双银镀膜玻璃的结构示意图。
图1和图2中元件标号说明
| 1 | 玻璃基板层 |
| 21 | 第一介质层 |
| 31 | 第一银层 |
| 41 | 第一阻挡层 |
| 22 | 第二介质层 |
| 32 | 第二银层 |
| 42 | 第二阻挡层 |
| 23 | 第三介质层 |
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
实施例1
如图1所示，本实施例中公开了一种双银镀膜玻璃，所述双银镀膜玻璃从一侧至另外一侧依次包括玻璃基板层1、第一介质层21、第一银层31、第一阻挡层41、第二介质层22、第二银层32、第二阻挡层42和第三介质层23；
所述第一介质层21、所述第二介质层22、所述第三介质层23均为多层介质层，且分别选自Si3N4层、TiOx层、SnOy层、ZnOz层、ZnSnOa+b层和AZO层中的至少两种；所述第一阻挡层和所述第二阻挡层分别选自Ni层、Cr层、NiCr层和NiCrOc层中的一种或多种；
其中，0＜x≤2，0＜y≤2，0＜z≤1，0＜b≤2，0＜a≤1，0＜c≤2.5。在本申请一个具体的实施例中，所述玻璃基板层中玻璃为浮法玻璃。
玻璃基板的厚度为5～10mm。在本申请一个具体的实施例中，所述玻璃基板层的厚度为6mm。
实施例2
本实施例中的第一介质层由一侧至另一侧为Si3N4层和ZnOz层；
第二介质层由一侧至另一侧为AZO层、Si3N4层和ZnOx层；
第三介质层由一侧至另一侧为AZO层和Si3N4层；
第一阻挡层为NiCr；
第二阻挡层为NiCr。
具体膜层结构为：基板/Si3N4/ZnOz/Ag/NiCr/AZO/Si3N4/ZnOz/Ag/NiCr/AZO/Si3N4。
本实施例生产工艺为：
(1)玻璃基板清洗；
(2)干燥后，进入缓冲室、传输室、磁控溅射区；
(3)旋转阴极安装硅铝合金靶材，制备Si3N4介质层，溅射气体Ar为800sccm，反应气体N2为700sccm，沉积厚度为45nm。
(4)旋转阴极安装锌铝合金靶材，制备ZnOx介质层，溅射气体Ar为600sccm，反应气体O2为61000sccm，沉积厚度为10nm。
(5)平面阴极安装Ag靶材，制备Ag功能层，溅射气体Ar为1000sccm，沉积厚度为10nm。
(6)平面阴极安装镍铬合金靶材，制备NiCr阻挡层，溅射气体Ar为900sccm，沉积厚度为1.0nm。
(7)旋转阴极安装AZO靶材，制备AZO介质层，溅射气体Ar为600sccm，反应气体O2为50sccm，沉积厚度为10nm。
(8)旋转阴极安装硅铝合金靶材，制备Si3N4介质层，溅射气体Ar为500sccm，反应气体N2为700sccm，沉积厚度为80nm。
(9)旋转阴极安装锌铝合金靶材，制备ZnOz介质层，溅射气体Ar为800sccm，反应气体O2为1000sccm，沉积厚度为10nm。
(10)平面阴极安装Ag靶材，制备Ag功能层，溅射气体Ar为800sccm，沉积厚度为10nm。
(11)平面阴极安装镍铬合金靶材，制备NiCr阻挡层，溅射气体Ar为1000sccm，沉积厚度为1.0nm。
(12)旋转阴极安装AZO靶材，制备AZO介质层，溅射气体Ar为900sccm，反应气体O2为50sccm，沉积厚度为10nm。
(13)旋转阴极安装硅铝合金靶材，制备Si3N4介质层，溅射气体Ar为800sccm，反应气体N2为700sccm，沉积厚度为20nm。
按上述膜系结构和生产工艺，在6mm厚度的玻璃基板上制备出的高透过可钢化双银低辐射镀膜玻璃，经检测透过率70.1％。8°检测玻璃面L*为29.17，a*为-1.08，b*为-5.25；45°检测玻璃面a*为-1.55，b*为-6.39，a*、b*相差很小，肉眼观察没有色差。辐射率<0.05，U值<1.5，可见光反射比<13％。钢化后面电阻下降，透过率为72.33％，8°检测玻璃面L*为29.43，a*为-0.96，b*为-6.15，与钢化前相比变化很小。
Lab色彩空间的三维立体空间模型图和平面图。它是用L*、a*、b*三个互相垂直的坐标轴来表示一个色彩空间，L*轴表示明度，黑在底端，白在顶端。+a*表示品红色，-a*表示绿色，+b*表示黄色，-b*表示蓝色，a*轴是红一绿色轴，b*轴是黄一蓝色轴。本申请中所述8°检测是指采用分光光度计测试玻璃面的透过率，其中，入射光线与玻璃面的垂直线之间的夹角为8°。同样地，45°检测时入射光线与玻璃面的垂直线之间的夹角为45°。
实施例3
本实施例中第一介质层由一侧至另一侧为Si3N4层和AZO层；
第二介质层由一侧至另一侧为AZO层、ZnSnOa+b层和AZO层；
第三介质层由一侧至另一侧为AZO层和Si3N4层；
本实施例中无阻挡层21、22。其结构如图2所示。
具体膜层结构为：基板/Si3N4/AZO/Ag/AZO/ZnSnOa+b/AZO/Ag/AZO/Si3N4。
本实施例生产工艺为：
(1)玻璃基板清洗；
(2)干燥后，进入缓冲室、传输室、磁控溅射区；
(3)旋转阴极安装硅铝合金靶材，制备Si3N4介质层，溅射气体Ar为500sccm，反应气体N2为51000sccm，沉积厚度为30nm。
(4)旋转阴极安装AZO靶材，制备ZnOz介质层，溅射气体Ar为600sccm，反应气体O2为150sccm，沉积厚度为10nm。
(5)平面阴极安装Ag靶材，制备Ag功能层，溅射气体Ar为800sccm，沉积厚度为10nm。
(6)旋转阴极安装AZO靶材，制备ZnOx介质层，溅射气体Ar为800sccm，反应气体O2为200sccm，沉积厚度为12nm。
(7)旋转阴极安装锌锡合金靶材，制备ZnxSnyOx+y介质层，溅射气体Ar为600sccm，反应气体O2为900sccm，沉积厚度为60nm。
(8)旋转阴极安装AZO靶材，制备AZO介质层，溅射气体Ar为700sccm，反应气体O2为50sccm，沉积厚度为8nm。
(9)平面阴极安装Ag靶材，制备Ag功能层，溅射气体Ar为800sccm，沉积厚度为15nm。
(10)旋转阴极安装AZO靶材，制备AZO介质层，溅射气体Ar为600sccm，反应气体O2为100sccm，沉积厚度为10nm。
(11)旋转阴极安装硅铝合金靶材，制备Si3N4介质层，溅射气体Ar为400sccm，反应气体N2为1000sccm，沉积厚度为35nm。
按上述膜系结构和生产工艺，在6mm厚度的玻璃基板上制备出的高透过可钢化双银低辐射镀膜玻璃，经检测透过率78.8％。8°检测玻璃面L*为33.43，a*为-3.39，b*为-11.52；45°检测玻璃面a*为-2.87，b*为-11.84，a*、b*相差很小，肉眼观察没有色差。采用建筑玻璃半球辐射率检测仪测试辐射率<0.05，U值<1.5，可见光反射比<13％。钢化后面电阻下降，透过率为80.1％，8°检测玻璃面L*为32.96，a*为-1.56，b*为-12.03，与钢化前相比变化很小。钢化后面电阻下降这点表明本实施例中的双银镀膜玻璃即便不采用阻挡层，其玻璃的强度也较高，能够经得起钢化处理。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种双银镀膜玻璃，其特征在于，所述双银镀膜玻璃从一侧至另外一侧依次包括玻璃基板层、第一介质层、第一银层、第二介质层、第二银层和第三介质层；所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层均为多层介质层，且分别选自Si3N4层、TiOx层、SnOy层、ZnOz层、ZnSnOa+b层和AZO层中的至少两种；其中，0＜x≤2，0＜y≤2，0＜z≤1，0＜b≤2，0＜a≤1。
2.根据权利要求1所述的双银镀膜玻璃，其特征在于，所述第一介质层由一侧至另一侧依次为Si3N4层和ZnOz层；或所述第一介质层由一侧至另一侧依次为Si3N4层和AZO层。
3.根据权利要求1所述的双银镀膜玻璃，其特征在于，所述第二介质层由一侧至另一侧依次为AZO层、Si3N4层和ZnOz层；或所述第二介质层由一侧至另一侧依次为AZO层、ZnSnOa+b层和AZO层。
4.根据权利要求1所述的双银镀膜玻璃，其特征在于，所述第三介质层由一侧至另一侧依次为AZO层和Si3N4层。
5.根据权利要求1所述的双银镀膜玻璃，其特征在于，包括如下特征中的一种或多种：
所述玻璃基板层的厚度为5mm～10mm；
所述第一介质层的厚度为30nm～80nm；
所述第一银层的厚度为5nm～20nm；
所述第二介质层的厚度为50nm～150nm；
所述第二银层的厚度为5nm～20nm；
所述第三介质层的厚度为20nm～50nm。
6.根据权利要求1所述的双银镀膜玻璃，其特征在于，包括如下特征中的一种或多种：
所述Si3N4层的厚度为30nm～100nm；
所述TiOx层的厚度为20nm～50nm；
所述SnOy层的厚度为20nm～50nm；
所述ZnOz层的厚度为5nm～15nm；
所述ZnSnOa+b层的厚度为30nm～70nm；
所述AZO层的厚度为20nm～70nm。
7.根据权利要求1所述的双银镀膜玻璃，其特征在于，所述第一银层和所述第二介质层之间还设有第一阻挡层；或/和所述第二银层与第三介质层之间还设有第二阻挡层。
8.根据权利要求7所述的双银镀膜玻璃，其特征在于，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层分别选自Ni层、Cr层、NiCr层和NiCrOc层中的一种或多种；0＜c≤2.5。
9.一种制备如权利要求1～8任一项所述的双银镀膜玻璃的方法，采用真空磁控溅射镀膜工艺在玻璃基板上依次镀膜获得。
10.如权利要求1～8任一项所述的双银镀膜玻璃用作建筑材料的用途。
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2019
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