CN1330598C - 用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法，在0.1～0.5Pa真空、O₂或O₂/Ar环境下，使气体处于辉光放电状态，同时缓慢将钛丝蒸发，钛蒸气通过放电区与氧离子反应在玻璃工件表面形成致密、均匀、氧化充分、附着力好的二氧化钛膜，不仅有很好的装饰性、耐用性，而且还具有清除污染、净化空气的作用。

Description

用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法

技术领域

本发明涉及一种用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法。

背景技术

真空镀膜机是一种已问世数十年的较老的镀膜设备。最初主要用于制造铝镜。其后被用于生产热反射玻璃，其原理是在真空室内通过钨、钼等材料制成的蒸发器在真空度2～6×10^-2Pa范围内，将金属丝或合金丝快速蒸发(一般≤30秒)沉积在玻璃等衬底材料上形成一层金属薄膜，其颜色为原金属的颜色。

由于金属薄膜易被氧化，铝镜必须用镜子漆涂敷。热反射玻璃的使用环境也有严格的要求。产品的档次及附加值均较低。真空镀膜机也可以蒸镀一些低熔点的介质材料(例如一氧化硅、一氧化钛等)用于制作一些彩色膜。但由于此类材料均为粉末态，无法对蒸发速率、均匀性、蒸发终点等参数加以严格的控制。因此膜层质量很差，只能用于一些要求不高的产品。

真空镀膜机的优点在于其设备简单，价格低廉，同时生产过程中几乎没有污染。但由于其蒸发镀膜的结构与工艺过于简单，使之其无法生产金属化物膜等高档镀膜产品。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法，在0.1～0.5Pa真空、O₂或O₂/Ar环境下，使气体处于辉光放电状态，同时缓慢将钛丝蒸发，钛蒸气通过放电区与氧离子反应在玻璃工件表面形成致密、均匀、氧化充分、附着力好的二氧化钛膜，不仅有很好的装饰性、耐用性，而且还具有清除污染、净化空气的作用。

本发明的技术方案是：一种用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法，包括下列步骤：

(1)对工件进行清洗、干燥，然后装在工件架上，并将钛合金丝剪成一定长度装入位于真空室内的钨蒸发器组中；

(2)将工件架送入真空室，抽真空至≤10Pa；

(3)对真空室充氩气使真空度下降到10～40Pa，调节轰击电流至0.1～1A，对工件进行离子轰击2～10分钟后，抽高真空至1×10^-2～4×10^-2Pa；

(4)对真空室充氧气使真空度到5×10^-2～2×10^-1Pa，调电流至800～1500A，蒸发合金丝，使金属蒸汽同氧气发生反应。

本发明进一步的技术方案是：一种用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法，包括下列步骤：

(1)对工件进行清洗、干燥，然后装在工件架上，并将钛合金丝剪成一定长度装入位于真空室内的钨蒸发器组中；

(2)将工件架送入真空室，抽真空至≤10Pa；

(3)对真空室充氩气使真空度下降到10～40Pa，调节轰击电流至0.1～1A，对工件进行离子轰击2～10分钟后，抽高真空至1×10^-2～4×10^-2Pa；

(4)对真空室充氧气使真空度到5×10^-2～2×10^-1Pa，调电流至800～1500A，蒸发合金丝，使金属蒸汽同氧气发生反应；

(5)充入氩气使真空度达到0.1～0.5Pa，进行离子轰击10～30秒钟，调高蒸发电流进行蒸发合金丝，金属蒸汽同氧气发生反应，成品。

本发明的优点是：

1.本发明在高真空下充入O₂或者O₂/Ar，同时缓慢而稳定地将钛丝蒸发，钛蒸气通过放电区与氧离子反应在玻璃表面形成致密、均匀、氧化充分、附着力好的二氧化钛膜，膜层坚硬牢固，耐腐蚀，耐高温，而且纯净，透明度高，具有极为优异的耐用性和稳定性，在室内外自然环境下可长期使用，永不褪色。

2.本发明的二氧化钛膜是无色透明的，在膜层较薄时即可对可见光产生干涉效应，随着膜层厚度的增加，反射光会依次出现蓝紫、金黄、蓝色、绿色等几种较鲜明的色彩。膜厚进一步增加则又依次出现黄、紫、蓝、绿四种颜色，被称为二级色。其色调与前面出现的一级色有所不同，较明艳。三、四级色如此变化。但其明艳程度反而下降。

3.本发明的二氧化钛膜还具有清除污染、净化空气的作用，二氧化钛是一种光催化材料，在紫外光或日光的照射下，均有很好的光活性，可有效地杀灭细菌、霉菌、病毒等微生物。并可对空气和水中的有机污染物进行氧化分解。

附图说明

下面结合实施例对本发明作进一步的描述：

图1为本发明的制作流程示意图。

具体实施方式

实施例：如图1所示，一种用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法，其制作工艺步骤如下：

(1)工件材料的清洗、装合金丝与工件：

由于薄膜与工件表面的结合主要依靠范德瓦德力(色散力)，因此工件表面的清洁度对膜层的附着力至关重要，任何厚度大于0.6纳米的污渍(如指痕)等，都将严重影响膜层的附着力。所以必须在镀膜前对工件表面进行严格的清洗。如果工件是新鲜的玻璃，可以只用自来水与尼龙刷进行刷洗，用风机吹除自来水后用纯净水冲淋。然后再依次冷风、热风吹除干燥。以上工序可用专用的清洗机处理。

膜层的厚度是由合金丝的长度所决定的，因此需将合金丝剪成一定的长度装入钨蒸发器组(源阵)，一般钨蒸发器组中部的丝长都是相同的，边角部则需要适当加长。装好合金丝后再将洗净干燥的工件装在工件架上。一般工件表面与钨蒸发器组的距离在20～50cm为宜。

(2)抽真空：

将工件架推入真空室后开始抽真空，依次开启旋片泵(或滑阀泵)，罗茨泵，至真空度达到≤10Pa时即可进行离子轰击。

(3)离子轰击：

对工件进行离子轰击是对其表面进行一次物理清洗。有些工件(如玻璃)经尼龙刷等清洗后会产生很强的静电并因此而吸附了空气中的灰尘。此外，工件表面难免会有一些不易洗除的污渍，如少量的油污，在真空室中进行离子轰击后，由于气体导电，因此工件表面的静电立即会被消除，吸附的灰尘将大部分脱落(因真空气体浮力极小)。由于氩离子(Ar⁺)动能较大，当其撞击工件表面时可使一些有机长链分子(如油分子)断裂，使其成为气态小分子而脱离工件表面。

当真空度≤10Pa时可开启氩所针阀，使真空度下降到10～40Pa，同时开启轰击电源，即可在视镜观察到阳极周围有紫色的辉光产生。轰击电流一般应在0.3～0.8A左右，轰击时间4～8分钟。轰击结束后关闭轰击电流、氩气针阀，当真空度达到1～3Pa左右可开启精抽阀，通过扩散泵抽高真空。

(4)蒸发：

当真空达到3×10^-2Pa时，开启氧气针阀进氧气，使真空度回到8×10^-2～1.3×10^-1Pa，然后，依次开启蒸发电源，调电流至1000～1200A开启轰击电源，开启氩气针阀至产生轰击，保持20秒后调高蒸发电流开始蒸发。金属蒸汽产生后将同氧气发生反应而使真空度上升，此时应仔细观察真空计的指示，随时调整蒸发电流以保持匀速蒸发。如因真空度升高而辉光熄灭可补充氩气。膜沉积速率为5～15nm/分，蒸发时间根据产品膜厚的不同一般在5～30分钟。当继续调高蒸发电流而真空度不升反降时可判明蒸发已经结束。即可关机，放气取出工件架。

本发明在0.1～0.5Pa真空、O₂或O₂/Ar环境下，同时缓慢而稳定地将钛丝蒸发，钛蒸气通过放电区与氧离子反应在玻璃表面形成致密、均匀、氧化充分、附着力好的二氧化钛膜，膜层坚硬牢固，耐腐蚀，耐高温，而且纯净，透明度高，具有极为优异的耐用性和稳定性，在室内外自然环境下可长期使用，永不褪色。

本发明的二氧化钛膜是无色透明的，在膜层较薄时即可对可见光产生干涉效应，随着膜层厚度的增加，反射光会依次出现蓝紫、金黄、蓝色、绿色等几种较鲜明的色彩。膜厚进一步增加则又依次出现黄、紫、蓝、绿四种颜色，被称为二级色。其色调与前面出现的一级色有所不同，较明艳。三、四级色如此变化。但其明艳程度反而下降。

本发明的二氧化钛膜还具有清除污染、净化空气的作用，二氧化钛是一种光催化材料，在紫外光或日光的照射下，均有很好的光活性，可有效地杀灭细菌、霉菌、病毒等微生物。并可对空气和水中的有机污染物进行氧化分解。

Claims (1)

1.一种用真空镀膜机制作镀膜装饰玻璃的方法，包括下列步骤：

(1)对工件进行清洗、干燥，然后装在工件架上，并将钛合金丝剪成一定长度装入位于真空室内的钨蒸发器组中；

(2)将工件架送入真空室，抽真空至≤10Pa；

(3)对真空室充氩气使真空度下降到10～40Pa，调节轰击电流至0.1～1A，对工件进行离子轰击2～10分钟后，抽高真空至1×10^-2～4×10^-2Pa；

(4)对真空室充氧气使真空度到5×10^-2～2×10^-1Pa，调电流至800～1500A，蒸发合金丝，使金属蒸汽同氧气发生反应；

(5)充入氩气使真空度达到0.1～0.5Pa，进行离子轰击10～30秒钟，调高蒸发电流进行蒸发合金丝，金属蒸汽同氧气发生反应，成品。