CN101531471A - 双银复合结构可钢化低辐射镀膜玻璃及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双银复合结构可钢化低辐射镀膜玻璃的膜层组合结构，在镀膜后可以进行钢化处理工艺，而不影响产品的质量；利用以氮化硅Si₃N₄+ZnO作为基层复合电介质层；选用包括氧化锡SnO₂，氧化钛TiO₂，氮化硅Si₃N₄；氧化铌Kb₂O₅中的一种或几种辅以ZnO的吸收层组成中层复合电介质层，合理选择其他各层的厚度和膜层成分，生产出可以进行高温热处理的双银结构低辐射镀膜玻璃。

Description

双银复合结构可钢化低辐射镀膜玻璃及其工艺

技术领域：

本发明涉及一种镀有双银层、复合电介质层及吸收层，具有高效遮阳性能并且能够实现可钢化加工的低辐射镀膜玻璃。

背景技术：

可钢化双银结构的镀膜玻璃，是在玻璃表面镀制包括双银层在内的多层金属或其他化合物组成的具有良好性能和可钢化加工能力的膜系产品。由于采用双银层结构使得该产品对可见光有较高的透射率的同时保有良好的隔热性能和遮阳性能，并且设置复合结构的多重金属化合层的长路径确保银层稳定来实现镀膜后的钢化再加工。

采用真空磁控溅射法生产普通双银结构低辐射玻璃的膜层结构一般为：玻璃/基层电介质层/银层/阻隔层/中层电介质层/银层/阻隔层/顶层电介质层。

基层电介质层的材料一般为金属或非金属的氧化物或氮化物，如SnO₂，ZnO，Nb₂O₅，TiO₂，Si₃N₄等；

阻隔层一般为NiCr或者NiCrOx；

中层和顶层电介质层的材料一般为金属或非金属的氧化物或氮化物，如SnO₂，ZnO，Nb₂O₅，TiO₂，Si₃N₄等

但是，在上述这种传统结构的双银低辐射玻璃加工中，只能对玻璃采用先钢化再镀膜的加工方式，这是因为：

1.先镀膜后钢化，加热过程中玻璃中含有的纳离子等物质活性增强会渗透到膜系中，破坏电介质层和银层；

2.先镀膜后钢化，银层中的银粒子会受热迁移，凝聚，产生雾化现象；

3.先镀膜后钢化，热环境下氧气容易渗过化合物保护层，使银层部分或者全部氧化。

钠离子的渗入，银粒子凝聚和银层氧化，会使镀膜玻璃产生斑点，雾化，降低低辐射性能。

随着现代建筑的发展，出于美观节能等考虑，普通的单银结构的可钢化低辐射镀膜玻璃在光学性能上已经不能够满足客户和设计师的要求，而越来越多的要求双银低辐射玻璃在镀膜后也可以进行钢化处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于，生产出来的双银低辐射玻璃，在镀膜后可以进行钢化处理工艺，而不影响产品的质量；利用双极脉冲电源溅射技术生产的Si₃N₄作为基层电介质层，辅以陶瓷ZNO的吸收层组成2层复合电介质层(基层和中间层)，合理选择其他各层的厚度和膜层成分，生产出可以进行高温热处理的低辐射镀膜玻璃。

该玻璃的膜层结构自玻璃向外层依次为：玻璃、包含吸收层的基层复合电介质层、银层、阻隔层、包含吸收层的中层复合电介质层、银层、阻隔层、顶层电介质层；其中：

包含吸收层的基层复合电介质层为：氮化硅Si₃N₄+氧化锌ZnO镀层，其总膜层厚度为5nm～75nm；

银层Ag：膜层厚度为2nm～25nm；

阻隔层一般为NiCr，NiCrOx，Ti，Cr或其他金属元素：膜层厚度为0～30nm；

包含吸收层的中层复合电介质层可以为：氮化硅Si₃N₄，或氧化锡SnO₂，或氧化钛TiO₂，或氧化铌Kb₂O₅，或氧化锌锡ZnSnOx，或氧化锌ZnO材料中的一种或者几种组合构成，其总膜层厚度为10nm～200nm；

顶层电介质层为：金属或者非金属的氧化物或氮化物，氮化硅Si₃N₄，或氧化锡SnO₂，或氧化钛TiO₂，或氧化铌Kb₂O_5，或氧化锌锡ZnSnOx，膜层厚度为10nm～100nm。

该项玻璃的镀膜工艺程序是：

a)基板玻璃清洗、干燥；

b)预真空过渡；

c)镀基层电介质层；

d)镀吸收层；

e)镀银层；

f)镀阻隔层；

g)镀中层电介质层；

h)镀吸收层

i)镀银层；

j)镀阻隔层；

k)镀顶层电介质层；

l)预真空过渡；

m)成品检验；

其中各层镀膜工艺是：

基层电介质层采用氮化硅Si₃N₄∶Si₃N₄在氮氩气体之比例45∶55氛围中沉积，功率为15kw～100kw，总膜层厚度为5mm～100mm；

吸收层ZnO∶ZnO在氧氩气之比1.5∶20氛围中沉积，功率为5kw～30kw，膜层厚度为2nm～25nm；

银层Ag：银Ag在纯氩气氛围中沉积，功率为2kw～15kw，膜层厚度为2nm～30nm；

阻隔层NiCr：在氩氧氛围中溅射镍铬合金，功率为0kw～20kw，膜层厚度为0nm～30nm；

中层电介质层采用氮化硅

:Si₃N₄在氮氩气体比例45∶55氛围中沉积，功率为15kw～100kw，膜层厚度为5nm～190nm；

顶层氮化硅Si₃N₄镀层：Si₃N₄在氮氩气体比例45∶55氛围中沉积，功率为15kw～100kw，膜层厚度为5nm～120nm。

本发明优点是在于，生产出来的双银低辐射玻璃，在镀膜后可以进行高温钢化处理工艺热处理，而不影响产品的质量。

本发明采用脉冲磁控溅射的方法，控制溅射电源的频率和占空比，在每层银的前后采用复合电介质层来设置长路径，借助氮化硅Si₃N₄在热处理中稳定的物理、化学性能，有效的控制和阻隔了钠离子的渗入，银粒子凝聚和银层氧化等一系列的影响双银镀膜玻璃低辐射性能和外观质量的问题，保证低辐射镀膜玻璃经过热钢化或者热弯后，镀膜玻璃的颜色、透射率、反射率和低辐射率都不会产生较大的变化，仍然保持的良好外观效果和光热性能。

具体实施方式

本发明各个膜层的镀膜厚度及镀膜工艺如前所述。

具体生产配置如下：

本发明用平板玻璃双端连续式镀膜机，包括11个交流阴极，10个直流阴极，采用下表列出的工艺参数，使用8个交流圆靶，4个直流单靶，共12个靶位进行生产，制出本发明可钢化双银结构的镀膜玻璃，其工艺参数和靶的位置列表如下：

双银结构可钢化低辐射镀膜玻璃靶位分布及工艺参数

 

靶位序号	阴极类型	靶材料	溅射工艺气压(h Pa)	工艺气体成分	膜层厚度(nm)
						1#	交流圆靶	硅铝(90∶10)	3.95×10-3	氮∶氩＝45∶55	30
2#	交流圆靶	硅铝(90∶10)	3.25×10-3	氮∶氩＝45∶55	30

 

3#	交流圆靶	陶瓷ZnOx	3.1×10-3	氧∶氩＝1.5∶20	15
						4#	直流单靶	银	2.41×10-3	纯氩	12
5#	直流单靶	镍铬(80∶20)	2.79×10-3	氧∶氩＝7∶93	5
						6#	交流圆靶	硅铝(90∶10)	3.25×10-3	氮∶氩＝45∶55	45
7#	交流圆靶	硅铝(90∶10)	3.25×10-3	氮∶氩＝45∶55	45
						8#	交流圆靶	陶瓷ZnOx	3.2×10-3	氧∶氩＝1.5∶20	15
9#	直流单靶	银	2.65×10-3	纯氩	12
						10#	直流单靶	镍铬(80∶20)	2.85×10-3	氧∶氩＝7∶93	5
11#	交流圆靶	硅铝(90∶10)	3.24×10-3	氮∶氩＝40∶60	30
						12#	交流圆靶	硅铝(90∶10)	3.24×10-3	氮∶氩＝40∶60	35

用上述工艺参数制出的玻璃光学性能如下：

玻璃可见光透过率T＝60％

可见光玻璃面反射率＝7％

可见光玻璃面色坐标a^*值＝-1.8

            色坐标b^*值＝-7.0

玻璃的辐射率ε＝0.035

热处理对光学性能的影响：

玻璃可见光透过率变化值：ΔT<1.5％

可见光玻璃面反射率变化值：ΔR<1.5％

可见光玻璃面色坐标a^*变化值：Δa^*<1.0

            色坐标b^*值变化值：Δb^*<1.0

玻璃的辐射率变化值：Δε<0.02。

后续工序对外观性能的影响：

磨边：可以经受磨边工艺处理，边部没有不可接受的划伤和脱膜。

水洗：镀膜玻璃钢化前后水洗后没有不可接受的划伤和脱膜。

Claims (2)

1、一种双银复合结构可钢化低辐射镀膜玻璃，其征在于，该玻璃的膜层结构自玻璃向外层依次为：玻璃、包含吸收层的基层复合电介质层、银层、阻隔层、包含吸收层的中层复合电介质层、银层、阻隔层、顶层电介质层；其中：

包含吸收层的基层复合电介质层为：氮化硅Si₃N₄+氧化锌ZnO镀层，其总膜层厚度为5nm～75nm；

银层Ag：膜层厚度为2nm～25nm；

阻隔层一般为NiCr，NiCrOx，Ti，Cr或其他金属元素：膜层厚度为0～30nm；

包含吸收层的中层复合电介质层可以为：氮化硅Si₃N₄，或氧化锡SnO₂，或氧化钛TiO₂，或氧化铌Kb₂O₅，或氧化锌锡ZnSnOx，或氧化锌ZnO材料中的一种或者几种组合构成，其总膜层厚度为10nm～200nm；

顶层电介质层为：金属或者非金属的氧化物或氮化物，氮化硅Si₃N₄，或氧化锡SnO₂，或氧化钛TiO₂，或氧化铌Kb₂O₅，_或氧化锌锡ZnSnOx，膜层厚度为10nm～100nm。

2、按权利要求1所述的双银复合结构可钢化低辐射镀膜玻璃制作工艺，其征在于，该玻璃各膜层的镀制程序是：

a)基板玻璃清洗、干燥；

b)预真空过渡；

c)镀基层电介质层；

d)镀吸收层；

e)镀银层；

f)镀阻隔层；

g)镀中层电介质层；

h)镀吸收层

i)镀银层；

j)镀阻隔层；

k)镀顶层电介质层；

l)预真空过渡；

m)成品检验；

其中各层镀膜工艺是：

基层电介质层采用氮化硅Si₃N₄：Si₃N₄在氮氩气体之比例45：55氛围中沉积，功率为15kw～100kw，总膜层厚度为5mm～100mm；

吸收层ZnO：ZnO在氧氩气之比1.5：20氛围中沉积，功率为5kw～30kw，膜层厚度为2nm～25nm；

银层Ag：银Ag在纯氩气氛围中沉积，功率为2kw～15kw，膜层厚度为2nm～30nm；

阻隔层NiCr：在氩氧氛围中溅射镍铬合金，功率为0kw～20kw，膜层厚度为0nm～30nm；

中层电介质层采用氮化硅Si₃N₄：Si₃N₄在氮氩气体比例45：55氛围中沉积，功率为15kw～100kw，膜层厚度为5nm～190nm；

顶层氮化硅Si₃N₄镀层：Si₃N₄在氮氩气体比例45：55氛围中沉积，功率为15kw～100kw，膜层厚度为5nm～120nm。