CN111138086A - 双银玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种双银玻璃，包括玻璃基底和依次位于玻璃基底上的第一复合介质层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第二复合介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第三介质层，其中，第一复合介质层包括的第一下子介质层、第一中间层、第一上子介质层，第一下子介质层与玻璃基底相邻，第一上子介质层与第一种子层相邻，第一中间层位于第一下子介质层与第一上子介质层之间，第二复合介质层包括的第二下子介质层、第二中间层、第二上子介质层，第二下子介质层与第一保护层相邻，第二上子介质层与第二种子层相邻，第二中间层位于第二下子介质层与第二上子介质层之间，并且第一中间层和第二中间层包含金属层。该双银玻璃可提升其钢化后的光学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种节能玻璃，尤其是一种双银玻璃。
背景技术
随着国家节能减排政策的执行力度加大以及人们对低碳环保意识的加强，以低辐射玻璃为代表的节能玻璃在门窗、玻璃幕墙中的应用越来越广泛。低辐射玻璃家族中，节能性能优异的双银低辐射玻璃得到大量应用。然而，现有的双银低辐射玻璃的光学性能还存在一定的不足，因此还需进一步提升其光学性能以适应更高的要求。
发明内容
针对上述现在，本发明实施例提供一种双银玻璃，可提升其钢化后的光学性能。
本发明实施例提供一种双银玻璃，包括玻璃基底，所述双银玻璃还包括依次位于所述玻璃基底上的第一复合介质层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第二复合介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第三介质层，其中，所述第一复合介质层包括的第一下子介质层、第一中间层、第一上子介质层，所述第一下子介质层与所述玻璃基底相邻，所述第一上子介质层与所述第一种子层相邻，所述第一中间层位于所述第一下子介质层与所述第一上子介质层之间，所述第二复合介质层包括的第二下子介质层、第二中间层、第二上子介质层，所述第二下子介质层与所述第一保护层相邻，所述第二上子介质层与所述第二种子层相邻，所述第二中间层位于所述第二下子介质层与所述第二上子介质层之间，并且所述第一中间层和所述第二中间层包含金属层。
在本发明的一个实施例中，所述金属层包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金。
在本发明的一个实施例中，所述第一下子介质层、所述第一上子介质层、所述第二下子介质层以及所述第二上子介质层分别包含金属或非金属的氧化物或氮化物。
在本发明的一个实施例中，所述第一下子介质层、所述第一上子介质层、所述第二下子介质层以及所述第二上子介质层分别包含氮化硅、锌锡氧化物、锌铝氧化物、氧化硅、氧化钛或氧化铌。
在本发明的一个实施例中，所述第一保护层和所述第二保护层分别包含镍铬合金或镍铬氧化物，所述第一种子层和所述第二种子层分别包含氧化锌、锌铝氧化物或锌锡氧化物。
在本发明的一个实施例中，所述双银玻璃还包括位于所述第一保护层与所述第二复合介质层之间的第一热稳介质层和/或位于所述第二保护层与所述第三介质层之间的第二热稳介质层。
在本发明的一个实施例中，所述第一下子介质层和/或所述第一上子介质层的厚度为0～80nm，所述第二下子介质层和/或所述第二上子介质层的厚度为0～100nm。
在本发明的一个实施例中，所述第一种子层、所述第一保护层、所述第二种子层或所述第二保护层的厚度为0～20nm。
在本发明的一个实施例中，所述第一功能层和所述第二功能层分别包含银或铜银合金，所述第一功能层和所述第二功能层的厚度分别为0～40nm。
在本发明的一个实施例中，所述玻璃基底上的各层是通过磁控反应溅射沉积法依次形成。
上述技术方案可以具有如下优点：本发明实施例提供的双银玻璃采用独特的双复合介质层的膜层结构，可调节各层对应不同的光谱波段的吸收强度，提升双银玻璃的光学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种双银玻璃的结构示意图；
图2是图1中的双银玻璃的进一步结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明护的范围。
如图1所示，本发明一实施例提供一种双银玻璃200，包括玻璃基底10与依次形成于玻璃基底10上的第一复合介质层11、第一种子层12、第一功能层13、第一保护层14、第二复合介质层15、第二种子层16、第二功能层17、第二保护层18以及第三介质层19。第一复合介质层11、第一种子层12、第一功能层13、第一保护层14、第二复合介质层15、第二种子层16、第二功能层17、第二保护层18以及第三介质层19均可由固体材料构成。
其中，玻璃基底10可为普通玻璃、有色玻璃或超白玻璃，其厚度可为3～10毫米(mm)，优选为6mm。
第一复合介质层11例如包括第一下子介质层111、第一中间层112以及第一上子介质层113。第一下子介质层111与玻璃基底10相邻，第一上子介质层113与第一种子层12相邻，第一中间层112位于第一下子介质层111与第一上子介质层113之间。第二复合介质层15例如包括第二下子介质层151、第二中间层152以及第二上子介质层153。第二下子介质层151与第一保护层14相邻，第二上子介质层153与第二种子层16相邻，第二中间层152位于第二下子介质层151与第二上子介质层153之间。
第一下子介质层111、第一上子介质层113、第二下子介质层151和第二上子介质层153例如分别包含金属或非金属的氧化物和氮化物，例如氮化硅(Si3N4)、锌锡氧化物(ZnSnOx)、锌铝氧化物(AZO)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)或氧化铌(Nb2O5)等。第一下子介质层111和第一上子介质层113的厚度分别为0～80nm，第二下子介质层151和第二上子介质层153的厚度分别为0～100nm。第一中间层112和第二中间层152分别为金属层。具体地，第一中间层112和第二中间层152例如分别包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金例如镍铬合金(NiCr)等。第一中间层112和第二中间层152的厚度分别为0～30nm。如此一来，双复合介质层膜层结构的可钢化双银Low-E产品能够自由调节各层的吸收强度，以提升双银玻璃的光学性能。
此外，第一种子层12、第一保护层14、第二种子层16和第二保护层18例如分别包含金属、金属合金或金属合金氧化物，如镍铬合金(NiCr)或镍铬氧化物(NiCrOx)等。进一步地，第一种子层12和第二种子层16例如分别包含氧化锌(ZnO或ZnAlOx)、锌铝氧化物(AZO)或锌锡氧化物(ZnSnOx)等。第一种子层12、第一保护层14、第二种子层16以及第二保护层18的厚度分别为0～20nm。
第一功能层13和第二功能层17例如包含银(Ag)或铜银(AgCu)合金。第一功能层13和第二功能层17的厚度分别为0～40nm。
第三介质层19例如包含金属或非金属的氧化物或氮化物，例如氮化硅(Si3N4)、锌锡氧化物(ZnSnOx)、锌铝氧化物(AZO)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)或氧化铌(Nb2O5)等。第三介质层19的厚度为0～100nm。
另外，如图2所示，双银玻璃200还例如包括位于第一保护层14与第二复合介质层15的第二下子介质层151之间的第一热稳介质层21和/或位于第二保护层18与第三介质层19之间的第二热稳介质层22。第一热稳介质层21和第二热稳介质层22可提高双银玻璃200的热稳定性。具体地，第一热稳介质层21和/或第二热稳介质层22由金属氧化物陶瓷靶溅射获得，例如锌铝氧化物(AZO、ZnAlOx)、锌锡氧化物(ZnSnOx)、氧化钛(TiOx)。在钢化加工过程中，热稳介质层有利于提升Low-E膜层及产品的热稳定性，使得产品膜层能更好的耐受钢化的考验而不被破坏。另外，热稳介质层的使用，除了可以提高产品热稳定性以外，还可以提升产品的光学性能。再者，由于氧气是影响产品热稳定性的重要因素，因此在膜层制备过程中，热稳介质层采用金属氧化物陶瓷靶溅射时不加氧或少加氧，可以减少氧气向相邻靶位的扩散以提升产品的热稳定性。通常，第一热稳介质层21和第二热稳介质层22的厚度分别为0-50nm。
综上所述，本发明实施例提供的双银玻璃200的所有膜层均可由固体材料构成，并且采用独特的双复合介质层的膜层结构，提升了双银玻璃的光学性能。与传统单一介质层膜层结构的可钢化双银Low-E(Low-Emissivity，低辐射玻璃)相比，采用双复合介质层膜层结构的可钢化双银Low-E产品能够自由调节各层的吸收强度，而这些不同区域的吸收对应不同的光谱波段。根据Low-E所要求的外观颜色的不同，可灵活调整得到所期望的光谱形态，在保证玻璃的外观颜色为市场主流外观颜色的情况下，可获得更好的可见光透过颜色。具体地，传统单一介质层的可钢双银结构、且膜厚依次为：玻璃基底(6mm)/Si3N4(33.4nm)/ZnO(10.8nm)/
Ag(3.3nm)/NiCr(1nm)/Si3N4(74.2nm)/NiCr(2.2nm)/Ag(21.5nm)/NiCr(0.8nm)/Si3N4(49.7nm)的双银玻璃，钢化处理后光学测试结果为：可见光透过率48.2％，透过色a*：-5.2，b*：0.6，玻面反射率23.1％，反射色a*：-1.9，b*：-14.9，室外观察呈现深蓝色，室内为黄绿色。而本发明实施例提供的一种双复合介质层的可钢双银的结构、且膜厚依次为：玻璃基底(6mm)/Si3N4(13.2nm)/NiCr(1.8nm)/Si3N4(27.2nm)/NiCr(0.7nm)/Ag(15.9nm)/NiCr(0.7nm)/Si3N4(31.3nm)/NiCr(1.5nm)/Si3N4(49.8nm)/NiCr(0.8nm)/Ag
(14.4nm)/NiCr(0.7nm)/Si3N4(35.1nm)的双银玻璃，钢化处理后光学测试结果为：可见光透过率48.7％，透过色a*:-2.02，b*:-1.17，玻面反射率12％，反射色a*:-1.7，b*:-4.8，室外观察呈现浅蓝灰色，室内观察呈现浅蓝绿色。可见，无论室外观察还是室内观察颜色，本发明实施例提供的双复合介质层膜层结构的可钢化双银Low-E都更加中性、自然、舒适，性能更优。另外，第一功能层13及第二功能层17均为银层，能额外反射红外线热，阻止热量通过。再者，因为双银玻璃200生产时可只采用磁控反应溅射沉积法就能形成各层，因此可避免生产过程中多次进出镀膜设备，简化了生产工艺，从而还可降低生产成本，提高生产效率。
此外，本发明另一实施例还提供一种双银玻璃的制备方法以制备上述双银玻璃200。首先提供玻璃基底10。通常玻璃基底10需要清洗干净、干燥，然后传送至真空腔室镀膜区域。接着，通过磁控溅射镀膜的方式依次在玻璃基底10上沉积第一复合介质层11、第一种子层12、第一功能层13、第一保护层14、第二复合介质层15、第二种子层16、第二功能层17、第二保护层18以及第三介质层19。各层均是在室温下进行磁控溅射镀膜沉积形成的，但在沉积完各层后需对形成有各层的玻璃基底10进行后处理。后处理的方式可包括对形成有各层的玻璃基底10进行钢化处理，其中钢化处理的温度为650～700℃，时间约1～10分钟；或者包括对形成有各层的玻璃基底10进行退火处理，其中，退火的温度为400～650℃，退火时间为20分钟至2小时。下面通过两个具体实施例详细说明双银玻璃200的制备过程。
具体实施例1
一种双银玻璃，其膜层结构由玻璃基底向外依次是：Si3N4(16nm)/NiCr(1.5nm)/Si3N4(16nm)/AZO(15nm)/AgCu(12nm)/NiCr(10nm)/Si3N4(16nm)/NiCr(1.5nm)/Si3N4(16nm)/AZO(15nm)/AgCu(15nm)/NiCr(10nm)/Si3N4(20nm)。
制备这种双银玻璃的方法依次是：
(1)玻璃基底清洗干净并吹干，置于真空溅射区；
(2)在玻璃基底上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(3)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(4)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(5)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积AZO层，所用靶材为陶瓷AZO旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为纯氩气或者氩气和氧气的混合气体，在室温下沉积；
(6)在AZO层上面采用磁控溅射的方式沉积AgCu层，所用靶材为AgCu平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(7)在AgCu层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(8)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(9)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(10)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(11)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积AZO层，所用靶材为陶瓷AZO旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为纯氩气或者氩气和氧气的混合气体，在室温下沉积；
(12)在AZO层上面采用磁控溅射的方式沉积AgCu层，所用靶材为AgCu平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(13)在AgCu层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(14)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积。
具体实施例2
一种双银玻璃，其膜层结构由玻璃基底向外依次是：Si3N4(30nm)/NiCr(1.5nm)/Si3N4(30nm)/AZO(14nm)/Ag(10nm)/NiCr(1nm)/Si3N4(46nm)/NiCr(1.5nm)/Si3N4(46nm)/NiCr(1nm)/Ag(14nm)/NiCr(1nm)/Si3N4(46nm)。
制备这种双银玻璃的方法依次是：
(1)玻璃基底清洗干净并吹干，置于真空溅射区；
(2)在玻璃基底上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(3)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(4)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(5)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积AZO层，所用靶材为陶瓷AZO旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为纯氩气或者氩气和氧气的混合气体，在室温下沉积。
(6)在AZO层上面采用磁控溅射的方式沉积Ag层，所用靶材为Ag平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积。
(7)在Ag层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(8)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(9)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(10)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(11)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(12)在NiCr层上面采用磁控溅射的方式沉积Ag层，所用靶材为Ag平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积。
(13)在Ag层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(14)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积。
(15)将制成的玻璃进行钢化处理。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种双银玻璃，包括玻璃基底，其特征在于，所述双银玻璃还包括依次位于所述玻璃基底上的第一复合介质层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第二复合介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第三介质层，其中，所述第一复合介质层包括的第一下子介质层、第一中间层、第一上子介质层，所述第一下子介质层与所述玻璃基底相邻，所述第一上子介质层与所述第一种子层相邻，所述第一中间层位于所述第一下子介质层与所述第一上子介质层之间，所述第二复合介质层包括的第二下子介质层、第二中间层、第二上子介质层，所述第二下子介质层与所述第一保护层相邻，所述第二上子介质层与所述第二种子层相邻，所述第二中间层位于所述第二下子介质层与所述第二上子介质层之间，并且所述第一中间层和所述第二中间层包含金属层。
2.如权利要求1所述的双银玻璃，其特征在于，所述金属层包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金。
3.如权利要求1所述的双银玻璃，其特征在于，所述第一下子介质层、所述第一上子介质层、所述第二下子介质层以及所述第二上子介质层分别包含金属或非金属的氧化物或氮化物。
4.如权利要求3所述的双银玻璃，其特征在于，所述第一下子介质层、所述第一上子介质层、所述第二下子介质层以及所述第二上子介质层分别包含氮化硅、锌锡氧化物、锌铝氧化物、氧化硅、氧化钛或氧化铌。
5.如权利要求1所述的双银玻璃，其特征在于，所述第一保护层和所述第二保护层分别包含镍铬合金或镍铬氧化物，所述第一种子层和所述第二种子层分别包含氧化锌、锌铝氧化物或锌锡氧化物。
6.如权利要求1所述的双银玻璃，其特征在于，所述双银玻璃还包括位于所述第一保护层与所述第二复合介质层之间的第一热稳介质层和/或位于所述第二保护层与所述第三介质层之间的第二热稳介质层。
7.如权利要求1所述的双银玻璃，其特征在于，所述第一下子介质层和/或所述第一上子介质层的厚度为0～80nm，所述第二下子介质层和/或所述第二上子介质层的厚度为0～100nm。
8.如权利要求1所述的双银玻璃，其特征在于，所述第一种子层、所述第一保护层、所述第二种子层或所述第二保护层的厚度为0～20nm。
9.如权利要求1所述的双银玻璃，其特征在于，所述第一功能层和所述第二功能层分别包含银或铜银合金，所述第一功能层和所述第二功能层的厚度分别为0～40nm。
10.如权利要求1所述的双银玻璃，其特征在于，所述玻璃基底上的各层是通过磁控反应溅射沉积法依次形成。
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