CN110668706B - 一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺 - Google Patents
一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110668706B CN110668706B CN201911043715.4A CN201911043715A CN110668706B CN 110668706 B CN110668706 B CN 110668706B CN 201911043715 A CN201911043715 A CN 201911043715A CN 110668706 B CN110668706 B CN 110668706B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sputtering
- layer
- substrate
- argon
- glass substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
- C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
- C03C17/3642—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating containing a metal layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
- C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
- C03C17/3626—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer one layer at least containing a nitride, oxynitride, boronitride or carbonitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
- C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
- C03C17/3634—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer one layer at least containing carbon, a carbide or oxycarbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
- C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
- C03C17/3657—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having optical properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/78—Coatings specially designed to be durable, e.g. scratch-resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/152—Deposition methods from the vapour phase by cvd
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/154—Deposition methods from the vapour phase by sputtering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺,所述镀膜玻璃包括玻璃基片,所述玻璃基片表面向外依次设置有第一介质层、第一阻挡层、功能层、第二阻挡层、第二介质层,较优化的方案,所述第一阻挡层、第二阻挡层分别为石墨烯层,所述第一阻挡层、第二阻挡层的厚度分别为20‑35nm。本发明中提供了一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺,配比设计合理,工艺操作简单,不仅有效制备了一种低辐射镀膜玻璃,而且对镀膜玻璃的膜层进行优化和提高,在降低镀膜玻璃辐射率的同时提高其光透射率和远红外反射率,膜层的均匀性较好且性能较稳定,同时提高了镀膜玻璃的使用寿命,具有较高实用性。
Description
技术领域
本发明涉及镀膜玻璃技术领域,具体是一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺。
背景技术
低辐射镀膜玻璃,又叫Low-E玻璃,一般采用物理或化学方法在玻璃表面上镀上含有一层或两层甚至多层膜系的金属薄膜或金属氧化物薄膜,来降低能量吸收或控制室内外能量交换,保障生活、工作的舒适性,并以此达到环保节能的目的。
随着镀膜玻璃的研究和深入,我们对于玻璃的性能和需求越来越高,现如今的镀膜玻璃一般利用氧化物膜来阻隔银层与介质层,避免银层的性能受到影响,但是在实际使用中,氧化物的脆性较低,耐弯折性不强,极大地限制了我们的应用范围,这给我们带来了极大的不便。
针对上述情况,我们设计了一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺,不仅需要对镀膜玻璃的膜层进行优化和提高,同时还要保证镀膜玻璃具有较低的辐射率、较好的透光率和红外反射率,这是我们亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺,以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种低辐射镀膜玻璃,所述镀膜玻璃包括玻璃基片,所述玻璃基片表面向外依次设置有第一介质层、第一阻挡层、功能层、第二阻挡层、第二介质层。
较优化的方案,所述第一阻挡层、第二阻挡层分别为石墨烯层,所述第一阻挡层、第二阻挡层的厚度分别为20-35nm。
较优化的方案,所述第一介质层包括锡酸锌层、掺锡氧化锌层和氮化硅层,所述锡酸锌层位于靠近玻璃基片的一侧,所述氮化硅层位于靠近第一阻挡层的一侧,所述掺锡氧化锌层位于锡酸锌层、氮化硅层之间。
较优化的方案,所述锡酸锌层的厚度为20-35nm,所述掺锡氧化锌层的厚度为10-20nm,所述氮化硅层的厚度为5-16nm。
较优化的方案,所述第二介质层为Ti-Si-N层,所述第二介质的厚度为25-45nm。
较优化的方案,所述功能层为掺银铜层,所述功能层中银、铜的质量配比为1:2,所述功能层的厚度为5-10nm。
较优化的方案,所述玻璃基片为无色玻璃基片。
本发明中提供了一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺,其中包括玻璃基片、第一介质层、第一阻挡层、功能层、第二阻挡层和第二介质层,其中玻璃基片选择无色玻璃基片,第一介质层选择锡酸锌层、掺锡氧化锌层和氮化硅层的复合结构,其中锡酸锌层是一种无定形薄膜,与玻璃基片有着较好的结合性,同时锡酸锌层具有较稳定的机械、化学性能,可以更好的保护整个膜系不受外界的侵害;在锡酸锌层之上我们设计了一层掺锡氧化锌层,单纯的氧化锌层的抗湿性较差,放置在空气中容易出现白斑,因此我们在氧化锌中掺杂了一些锡,不仅使得掺锡氧化锌层与锡酸锌层的结合更加牢固,同时在保证可见光透过率和低辐射率的前提下,能够使得掺锡氧化锌层具有更好的耐久性。
由于在相同的厚度下,银层具有更好的红外反射率和较低的可见光吸收率,因此功能层一般选择银层,同时由于银层的活性较高,直接在银层上进行溅射操作,银很快就会被氧化而丧失活性,因此我们在功能层的上下设计了第一阻挡层和第二阻挡层;一般来说阻挡层的材料可以选择为金属氧化物,但在实际使用中,氧化物的脆性较低,耐弯折性不强,极大地限制了我们的应用范围,因此在本发明中,第一阻挡层和第二阻挡层我们选择了石墨烯材料。
现如今的石墨烯薄膜的制备都是在金属衬底中进行制备,随即转移到目标衬底上的,但是这样操作会给石墨烯膜带来杂质和污染,同时步骤十分繁杂,为了适用于本发明的技术方案,我们在掺锡氧化锌层上又设计了一层氮化硅层,氮化硅层不仅可以用于阻止玻璃基片中的钠离子、钙离子等进入功能层影响红外反射效果,同时我们以氮化硅层为衬底,用化学沉积法来制备石墨烯层,提高了石墨烯层的性能,工艺更加简单。
由于石墨烯层的设计,我们决定功能层选择为掺银的铜层,因为石墨烯能够在铜层上很好的生长,这样设计使得整个技术方案更加合理,工艺更加简单;同时铜银合金的太阳能反射率较高,机械性能、硬度及耐温性能好,与传统低辐射节能玻璃相比降低了金属银的使用,降低了生产成本。
本发明中设计了第二介质层,第二介质层位于最上方,又充当保护层的作用,可用于提高整个薄膜的耐腐蚀、耐磨机械性能,用于对整个膜系的保护;第二介质层我们选择了Ti-Si-N层,Ti-Si-N层具有高硬度、良好的耐磨性、化学性能稳定等特点,同时热稳定性较高,可有效起到整个镀膜玻璃的保护作用,有效避免空气中的水蒸气、酸性气体对玻璃的侵蚀作用,具有较高的实用性。
较优化的方案,一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺,包括以下步骤:
1)清洗玻璃基片;
2)玻璃基片表面镀膜;
3)得到成品。
较优化的方案,包括以下步骤:
1)清洗玻璃基片:首先将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡,然后用去离子水洗净,再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗,再用去离子水漂洗,氮气烘干,备用;
2)在玻璃基片表面上溅射第一介质层:
a)在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层:选用锌锡合金作为靶材,所述锌、锡的质量比为54:(46-50);取制得的锌锡合金靶材和步骤1)处理后的玻璃基片,氩气、氧气氛围中,在玻璃基片上进行溅射,磁控溅射镀膜工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,工作压强为0.2-1.5Pa,溅射功率为30-160W,溅射时间为0.5-1.5h,氧气的流量为60-70sccm;然后进行镀膜,制得所述锡酸锌层;进行热处理,得到基片A;
b)在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层:选用ZnO:SnO2靶材,氩气、氧气氛围中,在步骤a)处理的基片A上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,工作压强为2.4-2.8Pa,溅射功率为50-150W,溅射时间为0.8-1.2h,进行镀膜,再在氩气和氧气氛围中退火,得到基片B;
c)在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层:以多晶硅为靶材,氩气、氮气氛围中,在步骤b)处理的基片B上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,溅射功率为180-220W,溅射时间为2-3h,氮气和氩气的体积比为1:4,然后进行镀膜,得到基片C;
3)在第一介质层上,利用气相沉积法沉积第一阻挡层:取步骤2)中处理的基片C,放入石英管式炉中,抽真空,反充氩气至常压,反复3次;升温至1100-1200℃,充入氢气和甲烷,反应一段时间;再关闭碳源,温度下降至800-900℃,再升温至1100-1200℃,充入氢气和甲烷,氢气和甲烷的流量比为50:4.2sccm,反应一段时间;关闭碳源,温度降至室温,得到基片D;
4)在第一阻挡层上溅射功能层:氩气氛围中,在步骤3)处理的基片D上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为3×10-3Pa,银靶、铜靶的功率分别为90-100W,溅射时间为4-6s,溅射完毕使功能层隔绝空气,得到基片E;
5)在功能层上,利用气相沉积法沉积第二阻挡层:取步骤4)中处理的基片E,放入石英管式炉中,抽真空,通入氩气和甲烷,氩气和甲烷的体积比为3:1,反应一段时间,得到基片F;
6)在第二阻挡层上溅射第二介质层;取步骤5)中处理的基片F,首先用氩离子束轰击基片F表面,再用氩离子束溅射金属Ti靶,沉积Ti过渡层,再利用氩离子束溅射沉积Si3N4,同时磁过滤阴极弧沉积TiN,形成第二介质层;
7)得到成品。
较优化的方案,包括以下步骤:
1)清洗玻璃基片:首先将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡18-24h,然后用去离子水洗净,再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗10-15min,再用去离子水漂洗5-10min,氮气烘干,备用;本发明中首先对玻璃基片进行清洗操作,通过丙酮、乙醇等试剂清除基片上的大部分污渍,避免在镀膜过程中造成影响;
2)在玻璃基片表面上溅射第一介质层:
a)在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层:选用锌锡合金作为靶材,所述锌、锡的质量比为54:(46-50);取制得的锌锡合金靶材和步骤1)处理后的玻璃基片,氩气、氧气氛围中,在玻璃基片上进行溅射,磁控溅射镀膜工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,基靶的间距为2-6mm,工作压强为0.2-1.5Pa,溅射功率为30-160W,溅射时间为0.5-1.5h,氧气的流量为60-70sccm;然后进行镀膜,制得所述锡酸锌层;再进行热处理,热处理温度为600-700℃,热处理时间为25-45min,得到基片A;本发明首先在玻璃基片上溅射镀锡酸锌层,在氩气和氧气的氛围中,氧气的流量为60-70sccm,有利于锌锡氧化物薄膜的充分氧化,同时薄膜经过热处理,热处理温度设计为600-700℃,刚好与玻璃的有效钢化温度符合,能够完全转变为锡酸锌晶态结构。
b)在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层:选用ZnO、SnO2为原材料,所述ZnO、SnO2的质量比为11:9,研磨成粉体,在氩气氛围中高温烧结0.5-1.5h,烧结温度为900-1100℃,制得ZnO:SnO2靶材;氩气、氧气氛围中,在步骤a)处理的基片A上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,工作压强为2.4-2.8Pa,溅射功率为50-150W,溅射时间为0.8-1.2h,进行镀膜,再在氩气和氧气氛围中退火0.8-1.2h,退火温度为850-950℃,得到基片B;本发明在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层,同时进行退火操作,随着退火温度的升高,掺锡氧化锌层的结晶性逐渐提高,当退火温度为850-950℃,得到的掺锡氧化锌层的结晶性最好,晶粒尺寸最大,同时具有较好的可见光透射性,提高整个镀膜玻璃的性能;
c)在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层:以多晶硅为靶材,氩气、氮气氛围中,在步骤b)处理的基片B上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,基靶的间距为15-25mm,溅射功率为180-220W,溅射时间为2-3h,溅射温度为260-420℃,氮气和氩气的体积比为1:4,然后进行镀膜,得到基片C;本发明在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层,在氮气和氩气氛围中,随着溅射温度升高,晶粒尺寸逐渐增大,当溅射温度为260-420℃时,制备得到的氮化硅层的有序程度提高,光序带隙增加,且可见光透过率和紫外透过率都有较好的效果;
3)在第一介质层上,利用气相沉积法沉积第一阻挡层:取步骤2)中处理的基片C,放入石英管式炉中,抽真空至6-8Pa,反充氩气至常压,反复3次;升温至1100-1200℃,充入氢气和甲烷,此时氩气:氢气:甲烷的流量比为300:5:2.5sccm,反应1-3h;再关闭碳源,温度下降至800-900℃,再升温至1100-1200℃,充入氢气和甲烷,氢气和甲烷的流量比为50:4.2sccm,反应1-2h;关闭碳源,温度降至室温,得到基片D;本发明中在第一介质层上气相沉积石墨烯层,利用两段化学气相沉积法实现石墨烯层在氮化硅层上的生长,同时在操作过程中控制氢气和甲烷的通入速度,保证石墨烯能够顺利制备;
4)在第一阻挡层上溅射功能层:氩气氛围中,在步骤3)处理的基片D上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为3×10-3Pa,银靶、铜靶的功率分别为90-100W,溅射时间为4-6s,溅射完毕使功能层隔绝空气,得到基片E;
5)在功能层上,利用气相沉积法沉积第二阻挡层:取步骤4)中处理的基片E,放入石英管式炉中,抽真空至4-6Pa,通入氩气和甲烷,氩气和甲烷的体积比为3:1,甲烷的流量为4-6cm3/min,反应温度为700-850℃,反应时间为5-15min,反应气压为35-45Pa,得到基片F;
6)在第二阻挡层上溅射第二介质层;取步骤5)中处理的基片F,在0.1-3Pa、负50-负250V偏压及400-450℃的条件下,首先用氩离子束轰击基片F表面,轰击时间为15-25min,再用氩离子束溅射金属Ti靶,沉积Ti过渡层,再利用氩离子束溅射沉积Si3N4,同时磁过滤阴极弧沉积TiN,形成第二介质层;本发明在石墨烯层上溅射Ti-Si-N层,采用离子束溅射和磁过滤阴极弧沉积法进行制备,使得薄膜的硬度和弹性模量达到最大值,得到的Ti-Si-N层的摩擦因数和磨损率都达到了最低值;
7)得到成品
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明中提供了一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺,配比设计合理,工艺操作简单,不仅有效制备了一种低辐射镀膜玻璃,而且对镀膜玻璃的膜层进行优化和提高,在降低镀膜玻璃辐射率的同时提高其光透射率和远红外反射率,膜层的均匀性较好且性能较稳定,同时提高了镀膜玻璃的使用寿命,具有较高实用性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
首先清洗玻璃基片,将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡18h,然后用去离子水洗净,再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗10min,再用去离子水漂洗5min,氮气烘干,备用;
再在玻璃基片表面上溅射第一介质层,先在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层:选用锌锡合金作为靶材,所述锌、锡的质量比为54:46;取制得的锌锡合金靶材和玻璃基片,氩气、氧气氛围中,在玻璃基片上进行溅射,磁控溅射镀膜工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa,基靶的间距为2mm,工作压强为0.2Pa,溅射功率为30W,溅射时间为0.5h,氧气的流量为60sccm;然后进行镀膜,制得所述锡酸锌层;再进行热处理,热处理温度为600℃,热处理时间为25min,得到基片A;
接着在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层,选用ZnO、SnO2为原材料,所述ZnO、SnO2的质量比为11:9,研磨成粉体,在氩气氛围中高温烧结0.5h,烧结温度为900℃,制得ZnO:SnO2靶材;氩气、氧气氛围中,在基片A上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa,工作压强为2.4Pa,溅射功率为50W,溅射时间为0.8h,进行镀膜,再在氩气和氧气氛围中退火0.8h,退火温度为850℃,得到基片B;
再在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层,以多晶硅为靶材,氩气、氮气氛围中,在基片B上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa,基靶的间距为15mm,溅射功率为180W,溅射时间为2h,溅射温度为260℃,氮气和氩气的体积比为1:4,然后进行镀膜,得到基片C;
在第一介质层上,利用气相沉积法沉积第一阻挡层,取基片C,放入石英管式炉中,抽真空至6Pa,反充氩气至常压,反复3次;升温至1100℃,充入氢气和甲烷,此时氩气:氢气:甲烷的流量比为300:5:2.5sccm,反应1h;再关闭碳源,温度下降至800℃,再升温至1100℃,充入氢气和甲烷,氢气和甲烷的流量比为50:4.2sccm,反应1h;关闭碳源,温度降至室温,得到基片D;
在第一阻挡层上溅射功能层,氩气氛围中,在基片D上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为3×10-3Pa,银靶、铜靶的功率分别为90W,溅射时间为4s,溅射完毕使功能层隔绝空气,得到基片E;
在功能层上,利用气相沉积法沉积第二阻挡层,取基片E,放入石英管式炉中,抽真空至4Pa,通入氩气和甲烷,氩气和甲烷的体积比为3:1,甲烷的流量为4cm3/min,反应温度为700℃,反应时间为5min,反应气压为35Pa,得到基片F;
在第二阻挡层上溅射第二介质层,取基片F,在0.1Pa、负50偏压及400℃的条件下,首先用氩离子束轰击基片F表面,轰击时间为15min,再用氩离子束溅射金属Ti靶,沉积Ti过渡层,再利用氩离子束溅射沉积Si3N4,同时磁过滤阴极弧沉积TiN,形成第二介质层,得到成品。
本实施例中,第一阻挡层、第二阻挡层分别为石墨烯层,第一阻挡层、第二阻挡层的厚度分别为20nm;第一介质层包括锡酸锌层、掺锡氧化锌层和氮化硅层,锡酸锌层的厚度为20nm,掺锡氧化锌层的厚度为10nm,氮化硅层的厚度为5nm;第二介质层为Ti-Si-N层,第二介质的厚度为25nm;功能层为掺银铜层,功能层中银、铜的质量配比为1:2,功能层的厚度为5nm;玻璃基片为无色玻璃基片。
实施例2:
首先清洗玻璃基片,将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡20h,然后用去离子水洗净,再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗13min,再用去离子水漂洗8min,氮气烘干,备用;
再在玻璃基片表面上溅射第一介质层,先在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层:选用锌锡合金作为靶材,所述锌、锡的质量比为54:48;取制得的锌锡合金靶材和玻璃基片,氩气、氧气氛围中,在玻璃基片上进行溅射,磁控溅射镀膜工艺参数为:真空度为3.0×10-5Pa,基靶的间距为4mm,工作压强为1Pa,溅射功率为120W,溅射时间为1h,氧气的流量为65sccm;然后进行镀膜,制得所述锡酸锌层;再进行热处理,热处理温度为650℃,热处理时间为30min,得到基片A;
接着在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层,选用ZnO、SnO2为原材料,所述ZnO、SnO2的质量比为11:9,研磨成粉体,在氩气氛围中高温烧结1h,烧结温度为1000℃,制得ZnO:SnO2靶材;氩气、氧气氛围中,在基片A上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为6.0×10-4Pa,工作压强为2.6Pa,溅射功率为100W,溅射时间为1h,进行镀膜,再在氩气和氧气氛围中退火1h,退火温度为900℃,得到基片B;
再在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层,以多晶硅为靶材,氩气、氮气氛围中,在基片B上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为6.0×10-4Pa,基靶的间距为20mm,溅射功率为200W,溅射时间为2.5h,溅射温度为300℃,氮气和氩气的体积比为1:4,然后进行镀膜,得到基片C;
在第一介质层上,利用气相沉积法沉积第一阻挡层,取基片C,放入石英管式炉中,抽真空至7Pa,反充氩气至常压,反复3次;升温至1150℃,充入氢气和甲烷,此时氩气:氢气:甲烷的流量比为300:5:2.5sccm,反应2h;再关闭碳源,温度下降至850℃,再升温至1150℃,充入氢气和甲烷,氢气和甲烷的流量比为50:4.2sccm,反应1.5h;关闭碳源,温度降至室温,得到基片D;
在第一阻挡层上溅射功能层,氩气氛围中,在基片D上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为3×10-3Pa,银靶、铜靶的功率分别为95W,溅射时间为5s,溅射完毕使功能层隔绝空气,得到基片E;
在功能层上,利用气相沉积法沉积第二阻挡层,取基片E,放入石英管式炉中,抽真空至5Pa,通入氩气和甲烷,氩气和甲烷的体积比为3:1,甲烷的流量为5cm3/min,反应温度为780℃,反应时间为10min,反应气压为40Pa,得到基片F;
在第二阻挡层上溅射第二介质层,取基片F,在2Pa、负150V偏压及430℃的条件下,首先用氩离子束轰击基片F表面,轰击时间为20min,再用氩离子束溅射金属Ti靶,沉积Ti过渡层,再利用氩离子束溅射沉积Si3N4,同时磁过滤阴极弧沉积TiN,形成第二介质层,得到成品。
本实施例中,第一阻挡层、第二阻挡层分别为石墨烯层,第一阻挡层、第二阻挡层的厚度分别为30nm;第一介质层包括锡酸锌层、掺锡氧化锌层和氮化硅层,锡酸锌层的厚度为30nm,掺锡氧化锌层的厚度为15nm,氮化硅层的厚度为10nm;第二介质层为Ti-Si-N层,第二介质的厚度为30nm;功能层为掺银铜层,功能层中银、铜的质量配比为1:2,功能层的厚度为8nm;玻璃基片为无色玻璃基片。
实施例3:
首先清洗玻璃基片,将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡24h,然后用去离子水洗净,再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗15min,再用去离子水漂洗10min,氮气烘干,备用;
再在玻璃基片表面上溅射第一介质层,先在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层:选用锌锡合金作为靶材,所述锌、锡的质量比为54:50;取制得的锌锡合金靶材和玻璃基片,氩气、氧气氛围中,在玻璃基片上进行溅射,磁控溅射镀膜工艺参数为:真空度为1.0×10-5Pa,基靶的间距为6mm,工作压强为1.5Pa,溅射功率为160W,溅射时间为1.5h,氧气的流量为70sccm;然后进行镀膜,制得所述锡酸锌层;再进行热处理,热处理温度为700℃,热处理时间为45min,得到基片A;
接着在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层,选用ZnO、SnO2为原材料,所述ZnO、SnO2的质量比为11:9,研磨成粉体,在氩气氛围中高温烧结1.5h,烧结温度为1100℃,制得ZnO:SnO2靶材;氩气、氧气氛围中,在基片A上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-5Pa,工作压强为2.8Pa,溅射功率为150W,溅射时间为1.2h,进行镀膜,再在氩气和氧气氛围中退火1.2h,退火温度为950℃,得到基片B;
再在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层,以多晶硅为靶材,氩气、氮气氛围中,在基片B上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-5Pa,基靶的间距为25mm,溅射功率为220W,溅射时间为3h,溅射温度为420℃,氮气和氩气的体积比为1:4,然后进行镀膜,得到基片C;
在第一介质层上,利用气相沉积法沉积第一阻挡层,取基片C,放入石英管式炉中,抽真空至8Pa,反充氩气至常压,反复3次;升温至1200℃,充入氢气和甲烷,此时氩气:氢气:甲烷的流量比为300:5:2.5sccm,反应3h;再关闭碳源,温度下降至900℃,再升温至1200℃,充入氢气和甲烷,氢气和甲烷的流量比为50:4.2sccm,反应2h;关闭碳源,温度降至室温,得到基片D;
在第一阻挡层上溅射功能层,氩气氛围中,在基片D上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为3×10-3Pa,银靶、铜靶的功率分别为100W,溅射时间为6s,溅射完毕使功能层隔绝空气,得到基片E;
在功能层上,利用气相沉积法沉积第二阻挡层,取基片E,放入石英管式炉中,抽真空至6Pa,通入氩气和甲烷,氩气和甲烷的体积比为3:1,甲烷的流量为6cm3/min,反应温度为850℃,反应时间为15min,反应气压为45Pa,得到基片F;
在第二阻挡层上溅射第二介质层,取基片F,在3Pa、负250V偏压及450℃的条件下,首先用氩离子束轰击基片F表面,轰击时间为25min,再用氩离子束溅射金属Ti靶,沉积Ti过渡层,再利用氩离子束溅射沉积Si3N4,同时磁过滤阴极弧沉积TiN,形成第二介质层,得到成品。
本实施例中,第一阻挡层、第二阻挡层分别为石墨烯层,第一阻挡层、第二阻挡层的厚度分别为35nm;第一介质层包括锡酸锌层、掺锡氧化锌层和氮化硅层,锡酸锌层的厚度为35nm,掺锡氧化锌层的厚度为20nm,氮化硅层的厚度为16nm;第二介质层为Ti-Si-N层,第二介质的厚度为45nm;功能层为掺银铜层,功能层中银、铜的质量配比为1:2,功能层的厚度为10nm;玻璃基片为无色玻璃基片。
实验:
取实施例1-3中制备的镀膜玻璃,分别进行玻璃的透光率、远红外反射率及辐射率,记录检测结果,并得到如下数据:
根据上表中的数据,可以清楚得到以下结论:
实施例1-3与普通镀膜玻璃形成对照实验,检测结果可知,实施例1-3中的远红外反射和透光率有明显提高,且辐射率降低,这充分说明了本发明在降低镀膜玻璃辐射率的同时提高其光透射率和远红外反射率,膜层的均匀性较好且性能较稳定,具有较高实用性。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (1)
1.一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺,其特征在于:包括以下步骤:
1)清洗玻璃基片:首先将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡,然后用去离子水洗净,再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗,再用去离子水漂洗,氮气烘干,备用;
所述玻璃基片为无色玻璃基片;
2)在玻璃基片表面上溅射第一介质层:
a) 在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层:选用锌锡合金作为靶材,所述锌、锡的质量比为54:(46-50);取制得的锌锡合金靶材和步骤1)处理后的玻璃基片,氩气、氧气氛围中,在玻璃基片上进行溅射,磁控溅射镀膜工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,工作压强为0.2-1.5Pa,溅射功率为30-160W,溅射时间为0.5-1.5h,氧气的流量为60-70sccm;然后进行镀膜,制得所述锡酸锌层;进行热处理,得到基片A;
所述锡酸锌层的厚度为20-35nm;
b)在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层:选用ZnO:SnO2靶材,氩气、氧气氛围中,在步骤a)处理的基片A上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,工作压强为2.4-2.8Pa,溅射功率为50-150W,溅射时间为0.8-1.2h,进行镀膜,再在氩气和氧气氛围中退火,得到基片B;
所述掺锡氧化锌层的厚度为10-20nm;
c)在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层:以多晶硅为靶材,氩气、氮气氛围中,在步骤b)处理的基片B上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa,溅射功率为180-220W,溅射时间为2-3h,氮气和氩气的体积比为1:4,然后进行镀膜,得到基片C;
所述氮化硅层的厚度为5-16nm;
3)在第一介质层上,利用气相沉积法沉积第一阻挡层:取步骤2)中处理的基片C,放入石英管式炉中,抽真空,反充氩气至常压,反复3次;升温至1100-1200℃,充入氢气和甲烷,反应一段时间;再关闭碳源,温度下降至800-900℃,再升温至1100-1200℃,充入氢气和甲烷,氢气和甲烷的流量比为50:4.2sccm,反应一段时间;关闭碳源,温度降至室温,得到基片D;
所述第一阻挡层的厚度为20-35nm;
4)在第一阻挡层上溅射功能层:氩气氛围中,在步骤3)处理的基片D上进行溅射,溅射工艺参数为:真空度为3×10-3Pa,银靶、铜靶的功率分别为90-100W,溅射时间为4-6s,溅射完毕使功能层隔绝空气,得到基片E;
所述功能层中银、铜的质量配比为1:2,所述功能层的厚度为5-10nm;
5)在功能层上,利用气相沉积法沉积第二阻挡层:取步骤4)中处理的基片E,放入石英管式炉中,抽真空,通入氩气和甲烷,氩气和甲烷的体积比为3:1,反应一段时间,得到基片F;
所述第二阻挡层的厚度为20-35nm;
6)在第二阻挡层上溅射第二介质层;取步骤5)中处理的基片F,首先用氩离子束轰击基片F表面,再用氩离子束溅射金属Ti靶,沉积Ti过渡层,再利用氩离子束溅射沉积Si3N4,同时磁过滤阴极弧沉积TiN,形成第二介质层;所述第二介质的厚度为25-45nm;
7)得到成品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911043715.4A CN110668706B (zh) | 2019-01-26 | 2019-01-26 | 一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911043715.4A CN110668706B (zh) | 2019-01-26 | 2019-01-26 | 一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺 |
CN201910076300.0A CN109734332B (zh) | 2019-01-26 | 2019-01-26 | 一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910076300.0A Division CN109734332B (zh) | 2019-01-26 | 2019-01-26 | 一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110668706A CN110668706A (zh) | 2020-01-10 |
CN110668706B true CN110668706B (zh) | 2022-07-26 |
Family
ID=66366144
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911043715.4A Active CN110668706B (zh) | 2019-01-26 | 2019-01-26 | 一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺 |
CN201910076300.0A Active CN109734332B (zh) | 2019-01-26 | 2019-01-26 | 一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910076300.0A Active CN109734332B (zh) | 2019-01-26 | 2019-01-26 | 一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN110668706B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115784632B (zh) * | 2020-12-07 | 2024-04-09 | 河北金石信远新材料科技有限公司 | 一种高透型低辐射镀膜玻璃 |
CN114702252A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-05 | 上海耀皮玻璃集团股份有限公司 | 一种含有晶态银层的低辐射镀膜夹层玻璃及其制备方法和用途 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4936545A (zh) * | 1972-08-09 | 1974-04-04 | ||
CN102529210A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-07-04 | 林嘉宏 | 具有保护膜层的镀膜玻璃及其制备方法 |
CN106045333A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-10-26 | 沈阳建筑大学 | 一种低辐射镀膜玻璃及其制备方法 |
CN106242313A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-12-21 | 浙江鼎梓塑胶科技有限公司 | 一种耐磨耐高温低辐射镀膜玻璃的镀膜方法 |
CN107923214A (zh) * | 2015-07-01 | 2018-04-17 | 佳殿玻璃有限公司 | 具有经金属焊料密封被密封的泵出口的真空绝缘玻璃(vig)单元和/或制备其的方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0657562B1 (en) * | 1993-11-12 | 2001-09-12 | PPG Industries Ohio, Inc. | Durable sputtered metal oxide coating |
US7229533B2 (en) * | 2004-06-25 | 2007-06-12 | Guardian Industries Corp. | Method of making coated article having low-E coating with ion beam treated and/or formed IR reflecting layer |
CN101289283A (zh) * | 2008-06-13 | 2008-10-22 | 浙江大学 | 兼具隔热和保温功能的TiNx镀膜玻璃及其制备方法 |
CN102372447B (zh) * | 2010-08-24 | 2014-05-07 | 中国南玻集团股份有限公司 | 含银低辐射玻璃及其制造方法 |
CN103692728B (zh) * | 2013-07-02 | 2015-12-09 | 中国南玻集团股份有限公司 | 一种低辐射镀膜玻璃及其制备工艺 |
-
2019
- 2019-01-26 CN CN201911043715.4A patent/CN110668706B/zh active Active
- 2019-01-26 CN CN201910076300.0A patent/CN109734332B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4936545A (zh) * | 1972-08-09 | 1974-04-04 | ||
CN102529210A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-07-04 | 林嘉宏 | 具有保护膜层的镀膜玻璃及其制备方法 |
CN107923214A (zh) * | 2015-07-01 | 2018-04-17 | 佳殿玻璃有限公司 | 具有经金属焊料密封被密封的泵出口的真空绝缘玻璃(vig)单元和/或制备其的方法 |
CN106242313A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-12-21 | 浙江鼎梓塑胶科技有限公司 | 一种耐磨耐高温低辐射镀膜玻璃的镀膜方法 |
CN106045333A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-10-26 | 沈阳建筑大学 | 一种低辐射镀膜玻璃及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110668706A (zh) | 2020-01-10 |
CN109734332B (zh) | 2019-11-29 |
CN109734332A (zh) | 2019-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2505278B2 (ja) | 高透過性低放射性物品及びその製法 | |
CN105132877B (zh) | 一种二氧化钒薄膜低温沉积方法 | |
CN102615877B (zh) | 离线可钢低辐射镀膜玻璃及其制造方法 | |
US6451434B1 (en) | Glass laminate, functional transparent article and method of its production | |
CN108516699B (zh) | 一种低辐射镀膜玻璃 | |
CN101767939B (zh) | 高透可钢化低辐射镀膜玻璃及其制造方法 | |
CZ29194A3 (en) | Transparent substrate, particularly glass substrate being provided with a set of thin layers | |
CN110668706B (zh) | 一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺 | |
CN111962023B (zh) | 一种光谱选择性反射膜及其制备方法 | |
CN103864315B (zh) | 一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃及其制备方法 | |
WO2021253549A1 (zh) | 一种镀膜玻璃及其制备方法 | |
CN110746123A (zh) | 一种可钢化双银镀膜玻璃及制备方法 | |
CN201817407U (zh) | 可钢化低辐射玻璃 | |
CN111995258A (zh) | 一种中透低反可钢化双银low-e玻璃及制备方法 | |
CN206244651U (zh) | 可钢化高透低辐射镀膜玻璃 | |
CN108996919A (zh) | 透过色中性的可钢化单银低辐射镀膜玻璃及其制备方法 | |
CN102336529A (zh) | 高透可钢化低辐射玻璃及其制造方法 | |
JP6526255B2 (ja) | 低放射率コーティング用のチタンニッケルニオブ合金バリア | |
CN106431012A (zh) | 可钢化高透低辐射镀膜玻璃及其制造方法 | |
CN202344955U (zh) | 可钢化双银低辐射镀膜玻璃 | |
CN101830644A (zh) | 一种高稳定性汽车镀膜玻璃膜系 | |
CN109081610A (zh) | 一种中透灰色可钢双银低辐射镀膜玻璃及制备方法 | |
CN201817404U (zh) | 双银低辐射玻璃 | |
CN211005132U (zh) | 一种可钢化双银镀膜玻璃 | |
CN210030460U (zh) | 一种可后续加工含铜双银低辐射镀膜玻璃 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220706 Address after: 644000 yujingyuan logistics service center, Gongxian industrial concentration zone, Yibin City, Sichuan Province Applicant after: Yaohua (Yibin) Glass Co.,Ltd. Address before: 806, Shidai Jinghua, No. 108, Jinmen Road, Gusu District, Suzhou City, Jiangsu Province, 215000 Applicant before: Yin Hongping |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |