CN101830643B - 一种双银镀膜玻璃及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双银镀膜玻璃，其包括玻璃基板以及设置在该玻璃基板上的多层镀膜，所述的多层镀膜包括依次设置的第一复合电介质层，第一银层，第一保护层，第二复合电介质层，第二银层，第二保护层以及第三复合电介质层，所述的第一复合电介质层设置在该玻璃基板上。本发明的双银镀膜玻璃通过设置第二复合电介质层，并通过对不同介电常数膜层的调节，包括膜层材料、次序、及厚度的选择，使得整个多层镀膜具有更好的减反射效果，从而减少玻璃表面的反射光，降低室外可见光污染，同时增加整个玻璃的颜色调节范围，达到市场所受欢迎的灰、蓝灰或者蓝绿色调，当然颜色也可以是特别需求的棕红色或者黄色。
Description
技术领域
本发明涉及一种镀膜玻璃，特别是关于一种镀有双银层、复合电介质层及保护层的高光热比、低辐射率、低反射的双银镀膜玻璃及其制造方法。
背景技术
为了满足对节能、居住舒适和建筑美观的要求，基于真空磁控溅射方法制造的离线镀膜玻璃，由于其优异的节能性能和外观的多样性，使得低辐射双银镀膜玻璃在建筑上的使用越来越广泛。
要进一步提高低辐射镀膜玻璃的节能效果，提高热绝缘性能和遮阳性能，就必须提高离线双银镀膜玻璃中银层的厚度，然而单纯的银层厚度的增加会降低玻璃表面可见光的透射量；提高室外反射；并使得玻璃的颜色呈现出人们不喜爱的红、黄或者紫色。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可见光低反射率、低辐射率、高光热选择性、且较好的耐加工性能的双银镀膜玻璃及其制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种双银镀膜玻璃，其包括玻璃基板以及设置在该玻璃基板上的多层镀膜，所述的多层镀膜包括依次设置的第一复合电介质层，第一银层，第一保护层，第二复合电介质层，第二银层，第二保护层以及第三复合电介质层，所述的第一复合电介质层设置在该玻璃基板上。
所述的第一复合电介质层为两层复合结构，该两层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：Si3N4/ZnO，或Si3N4/SnO2，或Si3N4/ZnSnOx，或ZnSnOx/ZnO，或ZnSnOx/TiOx，或TiOx/ZnO，或者TiOx/ZnSnOx，所述的第一复合电介质层的膜层总厚度为20～65纳米，其中较远离玻璃基板的氧化物膜层的厚度大于4纳米。
所述的第一银层以及第二银层的材料为Ag，膜层厚度为6～16纳米。
所述的第一保护层以及第二保护层为NiCr、Ni、Nb或者NiCrV合金，其膜层厚度为0.2～3纳米。
所述的第二复合电介质层为多层复合结构，其包括两种或者两种以上的以下的介电式金属材料：Si3N4，ZnSnOx，TiOx，ZnO，NbOx，NiCr，或NiCrOx，其膜层总厚度为60～140纳米。
所述的第二复合电介质层为五层复合结构，该五层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：ZnO/SnO2/NiCr/SnO2/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NbOx/ZnSnOx/ZnO，ZnO/Si3N4/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/NbOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/NbOx/ZnO，或者ZnO/NbOx/NiCr/NbOx/ZnO。
所述的第三复合电介质层为两层复合结构，该两层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：ZnO/Si3N4，或SnO2/Si3N4，或ZnSnOx/Si3N4，或ZnO/ZnSnOx，或TiOx/ZnSnOx，或ZnO/TiOx，或者ZnSnOx/TiOx，其膜层总厚度为20～60纳米，其中较远离玻璃基板的氧化物膜层的厚度大于4纳米。
在第一复合电介质层和第一银层之间设置第三保护层，在第二复合电介质层和第二银层之间设置第四保护层；在第三复合电介质层上设置第五保护层，所述的第三保护层以及第四保护层为Ni、Nb、NiCr或NiCrV合金，其膜层厚度为0.2～3纳米，所述的第五保护层为TiOx，其膜层厚度为0.5～5纳米。
提供一种双银镀膜玻璃的制造方法，其包括以下步骤：a.提供一玻璃基板，在该玻璃基板上通过双旋转交流阴极磁控溅射第一复合电介质层；b.在第一复合电介质层通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第一银层；c.在第一银层上通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第一保护层；d.在第一保护层上通过双旋转交流阴极、平面直流阴极磁控溅射第二复合电介质层；e.在第二复合电介质层通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第二银层；f.在第二银层上通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第二保护层；g.在第二保护层上通过双旋转交流阴极磁控溅射第三复合电介质层。
进一步包括以下步骤：在第一复合电介质层和第一银层之间通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第三保护层；在第二复合电介质层和第二银层之间通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第四保护层；在第三复合电介质层上通过双旋转交流阴极在氩气氛围中磁控溅射第五保护层。
相较于现有技术，本发明的双银镀膜玻璃通过设置第二复合电介质层，并通过对不同介电常数膜层的调节，包括膜层材料、次序、及厚度的选择，使得整个多层镀膜具有更好的减反射效果，从而减少玻璃表面的反射光，降低室外可见光污染，同时增加整个玻璃的颜色调节范围，达到市场所受欢迎的灰、蓝灰或者蓝绿色调，当然颜色也可以是特别需求的棕红色或者黄色。
附图说明
图1是本发明的双银镀膜玻璃的结构示意图。
图2是本发明的双银镀膜玻璃第一实施方式的结构示意图。
图3是本发明的双银镀膜玻璃第二实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
请参照图1，本发明提供一种双银镀膜玻璃，其包括玻璃基板11以及设置在该玻璃基板11上的多层镀膜，所述的多层镀膜包括依次设置的第一复合电介质层21，第一银层31，第一保护层41，第二复合电介质层22，第二银层32，第二保护层42以及第三复合电介质层23，所述的第一复合电介质层21设置在该玻璃基板11上。
如附图2所示，所述的玻璃基板11为普通白玻璃，所述的第一复合电介质层21为Si3N4/ZnO复合层结构，该膜层总厚度为20～65纳米，其中第二层氧化物膜层ZnO的厚度大于4纳米。所述的第一复合电介质层21还可以为或Si3N4/SnO2，或Si3N4/ZnSnOx，或ZnSnOx/ZnO，或ZnSnOx/TiOx，或TiOx/ZnO，或者TiOx/ZnSnOx。
所述的第一银层31以及第二银层32为Ag，膜层厚度为6～16纳米。
所述的第一保护层41以及第二保护层42为NiCr，其膜层厚度为0.2～3纳米。当然，所述的第一保护层41以及第二保护层42还可以是Ni、Nb、或者NiCrV合金。
本实施例中，所述的第二复合电介质层22为ZnO/SnO2/NiCr/SnO2/ZnO复合层结构，其膜层总厚度为60～140纳米。
当然，所述的第二复合电介质层22可以为多层复合结构，其包括两种或者两种以上的以下的介电式金属材料：Si3N4，ZnSnOx，TiOx，ZnO，NbOx，NiCr，或NiCrOx。例如，所述的第二复合电介质层为五层复合结构，该五层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：ZnO/Si3N4/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/NbOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/NbOx/ZnO，或者ZnO/NbOx/NiCr/NbOx/ZnO。
所述的第三复合电介质层23为ZnO/Si3N4复合层结构，其膜层总厚度为20～60纳米。当然，所述的第三复合电介质层23也可以是SnO2/Si3N4，或ZnSnOx/Si3N4，或ZnO/ZnSnOx，或TiOx/ZnSnOx，或ZnO/TiOx，或者ZnSnOx/TiOx。
如附图3所示，本发明提供一种双银镀膜玻璃，其包括玻璃基板11以及设置在该玻璃基板11上的多层镀膜，所述的多层镀膜包括依次设置的第一复合电介质层21，第三保护层43，第一银层31，第一保护层41，第二复合电介质层22，第四保护层44，第二银层32，第二保护层42以及第三复合电介质层23。
所述的第三复合电介质层上进一步包括第五保护层(图未示)。
所述的玻璃基板11为普通白玻璃，所述的第一复合电介质层21为Si3N4/ZnO复合层结构，该膜层总厚度为20～65纳米，其中第二层氧化物膜层ZnO的厚度大于4纳米。所述的第一复合电介质层21还可以为Si3N4/ZnSnOx，或ZnSnOx/ZnO，或ZnSnOx/TiOx，或TiOx/ZnO，或者TiOx/ZnSnOx。
所述的第一银层31以及第二银层32为Ag，膜层厚度为6～16纳米。
所述的第一保护层41以及第二保护层42为NiCr，其膜层厚度为0.2～3纳米。当然，所述的第一保护层41以及第二保护层42还可以是Ni、Nb、或者NiCrV合金。
所述的第三保护层43以及第四保护层44为Ni、Nb、NiCr或NiCrV合金，其膜层厚度为0.2～3纳米。所述的第五保护层为TiOx，其膜层厚度为0.5～5纳米。
所述的第二复合电介质层22为ZnO/ZnSnOx/NbOx/ZnSnOx/ZnO复合层结构，其膜层总厚度为60～140纳米。
当然，所述的第二复合电介质层22可以为多层复合结构，其包括两种或者两种以上的以下的介电式金属材料：Si3N4，ZnSnOx，TiOx，ZnO，NbOx，NiCr，或NiCrOx。例如，所述的第二复合电介质层为五层复合结构，该五层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：ZnO/Si3N4/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/NbOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/NbOx/ZnO，或者ZnO/NbOx/NiCr/NbOx/ZnO。
所述的第三复合电介质层23为ZnO/Si3N4复合层结构，其膜层总厚度为20～60纳米。当然，所述的第三复合电介质层23也可以是SnO2/Si3N4、ZnSnOx/Si3N4、ZnO/ZnSnOx、TiOx/ZnSnOx、ZnO/TiOx，或者ZnSnOx/TiOx。
本发明提供一种双银镀膜玻璃制造方法，其包括以下步骤：a.提供一玻璃基板，在该玻璃基板上通过双旋转交流阴极磁控溅射第一复合电介质层；b.在第一复合电介质层通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第一银层；c.在第一银层上通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第一保护层；d.在第一保护层上通过双旋转交流阴极、平面直流阴极磁控溅射第二复合电介质层；e.在第二复合电介质层通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第二银层；f.在第二银层上通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第二保护层；g.在第二保护层上通过双旋转交流阴极磁控溅射第三复合电介质层。
上述的双银镀膜玻璃制造方法进一步包括以下步骤：在第一复合电介质层和第一银层之间通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第三保护层；在第二复合电介质层和第二银层之间通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第四保护层；在第三复合电介质层上通过双旋转交流阴极在氩气氛围中磁控溅射第五保护层。
所述的第三复合电介质层上进一步包括第五保护层(图未示)。
所述的玻璃基板11为普通白玻璃，所述的第一复合电介质层21为Si3N4/ZnO复合层结构，该膜层总厚度为20～65纳米，其中第二层氧化物膜层ZnO的厚度大于4纳米。所述的第一复合电介质层21还可以为Si3N4/SnO2、Si3N4/ZnSnOx、ZnSnOx/ZnO、ZnSnOx/TiOx、TiOx/ZnO、或者TiOx/ZnSnOx。
所述的第一银层31以及第二银层32为Ag，膜层厚度为6～16纳米。
所述的第一保护层41以及第二保护层42为NiCr，其膜层厚度为0.2～3纳米。当然，所述的第一保护层41以及第二保护层42还可以是Ni、Nb、或者NiCrV合金。
所述的第三保护层43以及第四保护层44为Ni、Nb、NiCr或NiCrV合金，其膜层厚度为0.2～3纳米。所述的第五保护层为TiOx，其膜层厚度为0.5～5纳米。
所述的第二复合电介质层22为ZnO/SnO2/NiCr/SnO2/ZnO复合层结构，其膜层总厚度为60～140纳米。
当然，所述的第二复合电介质层22可以为多层复合结构，其包括两种或者两种以上的以下的介电式金属材料：Si3N4，ZnSnOx，TiOx，ZnO，NbOx，NiCr，或NiCrOx。例如，所述的第二复合电介质层为五层复合结构，该五层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：ZnO/SnO2/NiCr/SnO2/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NbOx/ZnSnOx/ZnO，ZnO/Si3N4/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/NbOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/NbOx/ZnO，或者ZnO/NbOx/NiCr/NbOx/ZnO。
所述的第三复合电介质层23为ZnO/Si3N4复合层结构，其膜层总厚度为20～60纳米。当然，所述的第三复合电介质层23也可以是SnO2/Si3N4、ZnSnOx/Si3N4、ZnO/ZnSnOx、TiOx/ZnSnOx、ZnO/TiOx，或者ZnSnOx/TiOx。
采用上述的双银镀膜玻璃制造方法如下表所列出的工艺参数，使用10个交流双靶，5个直流单靶，共15个靶位进行生产，其生产出双银镀膜玻璃的结构如图2所示，其工艺参数和靶位的位置列表如下：
采用上述工艺参数制造出来的双银镀膜玻璃的光学性能如下：
可见光透过率：60％
室外可见光反射率：9％
室外反射颜色：a*：-0.5～2
b*：-10～-2
室内可见光反射率：5％
室内反射颜色：a*：-0.5～-16
b*：-10～6
玻璃的垂直辐射率：0.03
与另一片普通6毫米白玻合成6-12-6的中空玻璃后(镀膜面在第三面，中间充入干燥空气)，其性能如下(按NFRC100-2004标准)：
可见光透过率：55％
室外可见光反射率：14％
室内可见光反射率：12％
遮阳系数SC：0.33
热传导系数U：1.68。
另一种采用上述的双银镀膜玻璃制造方法如下表所列出的工艺参数，使用10个交流双靶，7个直流单靶，共17个靶位进行生产，其生产出双银镀膜玻璃的结构如图3所示，其工艺参数和靶位的位置列表如下：
采用上述工艺参数制造出来的双银镀膜玻璃的光学性能如下：
可见光透过率：55％
室外可见光反射率：8％
室外反射颜色：a*：2～3
b*：-10～-6
室内可见光反射率：3％
室内反射颜色：a*：-0.5～-10
b*：-10～6
玻璃的垂直辐射率：0.03
与另一片普通6毫米白玻合成6-12-6的中空玻璃后(镀膜面在第三面，中间充入干燥空气)，其性能如下(按NFRC100-2004标准)：
可见光透过率：50％
室外可见光反射率：13％
室内可见光反射率：10％
遮阳系数SC：0.32
热传导系数U：1.8。
本发明的双银镀膜玻璃通过设置第二复合电介质层，并通过对不同介电常数膜层的调节，包括膜层材料、次序、及厚度的选择，使得整个多层镀膜具有更好的减反射效果，从而减少玻璃表面的反射光，降低室外可见光污染，同时增加整个玻璃的颜色调节范围，达到市场所受欢迎的灰、蓝灰或者蓝绿色调，当然颜色也可以是特别需求的棕红色或者黄色。
Claims (4)
1.一种双银镀膜玻璃，其特征在于：其包括玻璃基板以及设置在该玻璃基板上的多层镀膜，所述的多层镀膜包括依次设置的第一复合电介质层，第一银层，第一保护层，第二复合电介质层，第二银层，第二保护层以及第三复合电介质层，所述的第一复合电介质层设置在该玻璃基板上；
所述的第一复合电介质层为两层复合结构，该两层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：Si3N4/ZnO，或Si3N4/SnO2，或Si3N4/ZnSnOx，或ZnSnOx/ZnO，或ZnSnOx/ TiOx，或TiOx /ZnO，或者TiOx /ZnSnOx，所述的第一复合电介质层的膜层总厚度为20～65纳米，其中较远离玻璃基板的氧化物膜层的厚度大于4纳米；
所述的第一银层以及第二银层的材料为Ag，膜层厚度为6～16纳米；
所述的第一保护层以及第二保护层为NiCr、Ni、Nb或者NiCrV合金，其膜层厚度为0.2～3纳米；
所述的第二复合电介质层为五层复合结构，其膜层总厚度为60～140纳米，该五层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：ZnO/SnO2/NiCr/SnO2/ZnO，或ZnO/ ZnSnOx / NbOx / ZnSnOx /ZnO，ZnO/Si3N4/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/ZnSnOx/NiCr/ZnSnOx/ZnO，或ZnO/NbOx/NiCr/Si3N4/ZnO，或ZnO/Si3N4/NiCr/NbOx/ZnO，或者ZnO/NbOx/NiCr/NbOx/ZnO；
所述的第三复合电介质层为两层复合结构，该两层复合结构的材料由玻璃基板向外依次分别是：ZnO/ Si3N4，或SnO2/Si3N4，或ZnSnOx/Si3N4，或ZnO/ZnSnOx，或TiOx /ZnSnOx，或ZnO/TiOx，或者ZnSnOx/ TiOx,其膜层总厚度为20～60纳米，其中较远离玻璃基板的氧化物膜层的厚度大于4纳米。
2.根据权利要求1所述的双银镀膜玻璃，其特征在于：在第一复合电介质层和第一银层之间设置第三保护层，在第二复合电介质层和第二银层之间设置第四保护层；在第三复合电介质层上设置第五保护层，所述的第三保护层以及第四保护层为Ni、Nb、NiCr或NiCrV合金，其膜层厚度为0.2～3纳米，所述的第五保护层为TiOx，其膜层厚度为0.5～5纳米。
3.一种如权利要求1所述的双银镀膜玻璃的制造方法，其包括以下步骤：a.提供一玻璃基板，在该玻璃基板上通过双旋转交流阴极磁控溅射第一复合电介质层；b.在第一复合电介质层通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第一银层；c.在第一银层上通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第一保护层；d. 在第一保护层上通过双旋转交流阴极、平面直流阴极磁控溅射第二复合电介质层；e.在第二复合电介质层通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第二银层；f. 在第二银层上通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第二保护层；g.在第二保护层上通过双旋转交流阴极磁控溅射第三复合电介质层。
4.根据权利要求3所述的双银镀膜玻璃的制造方法，其特征在于：进一步包括以下步骤：在第一复合电介质层和第一银层之间通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第三保护层；在第二复合电介质层和第二银层之间通过平面直流阴极在氩气氛围中磁控溅射第四保护层；在第三复合电介质层上通过双旋转交流阴极在氩气氛围中磁控溅射第五保护层。
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| CN1871181A (zh) * | 2003-08-20 | 2006-11-29 | 法国圣戈班玻璃厂 | 在红外和/或太阳辐射范围内具有反射性能的多个薄层叠层的透明基材 |
| CN101072734A (zh) * | 2004-11-08 | 2007-11-14 | 格拉沃贝尔公司 | 玻璃 |
| CN101148329A (zh) * | 2007-09-13 | 2008-03-26 | 上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司 | 双银复合结构的低反射高遮阳的低辐射镀膜玻璃及工艺 |
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2010
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