一种碳化硅镀膜的低辐射玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种碳化硅镀膜的低辐射玻璃及其制备方法，该低辐射玻璃包括玻璃基片和功能膜层，所述功能膜层包括SiC膜层。SiC膜层能满足常规介质层材料的性能的同时而且能大幅度提高溅射速率。通过实验发现SiC膜层的溅射速率是3.23nm m/min/Kw/m，而且碳化硅靶材溅射使用纯氩气溅射，相比硅铝靶的氩氮反应溅射成膜均匀更易控制，更为稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镀膜玻璃
，尤其涉及一种碳化硅镀膜的低辐射玻璃及其制备方法。
技术介绍
近年来，在大面积镀膜领域，SiNx介质层膜的应用越来越广泛。SiNx具有较好的抗腐蚀、抗机械划伤的、抗高温氧化能力和阻止钠离子扩散的能力，因此目前出现的可钢化low-e玻璃即低辐射玻璃常用SiNx作为打底层或最外层保护层。可钢化low-e玻璃投入市场使得low-e玻璃的应用得到了很大范围的推广。但是low-e玻璃在民用建筑领域使用的还是不够广泛，其最重要的问题就是成本较高。降低low-e玻璃的成本将成为普及low-e玻璃的重要议题，也将成为各大玻璃加工企业的生存之道。Low-e玻璃成本的主要是由于生产成本太高，解决生产成本的最有效的途径是提高生产效率。在目前大多数企业是提高玻璃在镀膜机中的走速、提高溅射靶材的功率来提高效率降低成本的。在保证low-e玻璃膜层厚度的时候，玻璃的走速越快与之对应的溅射靶材所需功率将越高。在low-e玻璃膜层中介质层SiNx的厚度最厚。随着硅铝靶的功率提高，掉渣问题会越来越严重，甚至出现散热不及时而开裂脱落。成膜效率难以大幅提高的根本原因是受到介质层靶溅射速率的限制。目前，常见的低辐射镀膜玻璃的基本结构是SiNx/NiCr/Ag/NiCr/SiNx,其中外层SiNx介质层厚度范围是20-50纳米之间，最外层起到对功能层的保护作用，而且SiNx具有较好的抗腐蚀、抗机械划伤的、抗高温氧化能力。通过实验发现硅铝靶溅射速率2.31nm m/min/Kw/m（在一千瓦时的功率密度下玻璃走速为一米每分钟时，溅射的膜厚为2.31纳米），当所需膜层较厚时，在生产过程中需要投入三个阴极位的硅铝靶。而且大多数情况下需要高功率使用，高功率使用有时会出现掉渣现象，从而影响产品质量。由于硅铝靶的这种特性，使得设备所需阴极位较多或玻璃生产时走速受到限制，从而增加了产品成本。能满足常规介质层材料性能的同时能大幅度提高溅射速率的材料已经是重点研究的对象。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种溅射速率快、溅射过程稳定、成膜质量好、防止掉渣现象出现的碳化硅镀膜的低辐射玻璃及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种碳化硅镀膜的低辐射玻璃，包括玻璃基片和功能膜层，所述功能膜层包括SiC膜层。SiC膜层能满足常规介质层材料的性能的同时而且能大幅度提高溅射速率。通过实验发现SiC膜层的溅射速率是3.23nm m/min/Kw/m（在一千瓦时的功率密度下玻璃走速为一米每分钟时，溅射的膜厚为3.23纳米），在相同溅射功率、压力和靶基距下，溅射速率相比硅铝靶提高了40%。而且碳化硅靶材溅射使用纯氩气溅射，相比硅铝靶的氩氮反应溅射成膜均匀更易控制，更为稳定。优选的，所述功能膜层依次由R膜层、Y膜层、Ag膜层、Y膜层和SiC膜层结构组成，其中R膜层是SiNx、TiOx、ZnAlOx、ZnSnOx和NbOx膜层中的一种或两种以上的排列组合，Y膜层为NiCr或Ti膜层中的一种。R膜层和Y膜层选择不同的膜层的结构，可以使玻璃显示不同的颜色。优选的，功能膜层中各膜层的厚度依次为18-30nm、0.5-3nm、2-12nm、1-5nm、5-70nm，优选的，各膜层的厚度依次为25nm、2nm、10nm、4nm、50nm。一种制备如上所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃的方法，包括如下步骤，玻璃基片清洗—进入真空腔室—逐层进行磁控溅射—恢复大气—下片；其中，逐层进行磁控溅射阶段，Ag层和NiCr层是通过直流脉冲电源磁控溅射沉积，其余膜层是使用中频交流电源加旋转阴极溅射沉积；Ag层和Ti层中气体流量为，Ar为600-1200sccm，Ar为1000sccm；SiNx膜层中的气体流量是：Ar为400-900sccm，N2为300-1100sccm；其余膜层中的气体流量分别为，Ar为500-1500sccm；TiOx、ZnAlOx、ZnSnOx和NbOx膜层中的气体流量是：Ar为400-900sccm，O2为500-1000sccm；优选的，Ag膜层中气体流量为，Ar为1000sccm；SiNx膜层中的气体流量是：Ar为600sccm，N2为800sccm；其余膜层中的气体流量分别为，Ar为1200sccm。优选的，所述功能膜层依次由Q膜层、Ag膜层、Y膜层、SiC膜层、Q膜层、Ag膜层、Y膜层和SiC膜层结构组成，其中Q膜层是ZnAlOx、TiOx、SiNx、ZnSnOx和NbOx膜层中的一种或两种以上的排列组合，Y膜层为NiCr或Ti膜层中的一种。优选的，功能膜层中各膜层的厚度依次为25nm～40nm、3.5～11.5nm、0.5nm～3.5nm、15nm～45nm、11.5nm～21.5nm；5nm～17nm；0.4nm～3.8nm、5-70nm，优选的，各膜层的厚度依次为35nm、7.5nm、2nm、30nm、16.5nm、11nm、0.8nm、50nm。一种制备如上所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃的方法，包括如下步骤，玻璃基片清洗—进入真空腔室—逐层进行磁控溅射—恢复大气—下片；其中，逐层进行磁控溅射阶段，Ag层和NiCr层是通过直流脉冲电源磁控溅射沉积，其余膜层是使用中频交流电源加旋转阴极溅射沉积；Ag层和Ti层中气体流量为，Ar为500-1500sccm；ZnAlOx、TiOx、ZnSnOx和NbOx层中的气体流量为，Ar为300-800sccm，O2为500-1000sccm，其余膜层中的气体流量分别为，Ar为500-1000sccm；优选的，Ag层中气体流量为，Ar为1000sccm；ZnAlOx层中的气体流量为，Ar为500sccm，O2为1000sccm，其余膜层中的气体流量分别为，Ar为1200sccm。优选的，所述功能膜层依次由SiC膜层、Q膜层、Ag膜层、Y膜层和SiC膜层结构组成，其中Q膜层是ZnAlOx、TiOx、SiNx、ZnSnOx和NbOx膜层中的一种或两种以上的排列组合，Y膜层为NiCr或Ti膜层中的一种。优选的，功能膜层中各膜层的厚度依次为12nm～32nm；11nm～43nm；6nm～18nm；2.2nm～10.2nm；0.5nm～4.8nm；5-70nm，优选的，各膜层的厚度依次为22nm、27nm、6.2nm、1.8nm、42.5nm。一种制备如上所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃的方法，包括如下步骤，玻璃基片清洗—进入真空腔室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅镀膜的低辐射玻璃，包括玻璃基片和功能膜层，其特征在于：所述功能膜层包括SiC膜层。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅镀膜的低辐射玻璃，包括玻璃基片和功能膜层，其特征在
于：所述功能膜层包括SiC膜层。
2.根据权利要求1所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃，其特征在于：所述
功能膜层依次由R膜层、Y膜层、Ag膜层、Y膜层和SiC膜层结构组成，
其中R膜层是SiNx、TiOx、ZnAlOx、ZnSnOx和NbOx膜层中的一种或两
种以上的排列组合，Y膜层为NiCr或Ti膜层中的一种。
3.根据权利要求2所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃，其特征在于：功能
膜层中各膜层的厚度依次为18-30nm、0.5-3nm、2-12nm、1-5nm、5-70nm，
优选的，各膜层的厚度依次为25nm、2nm、10nm、4nm、50nm。
4.根据权利要求1所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃，其特征在于：所述
功能膜层依次由Q膜层、Ag膜层、Y膜层、SiC膜层、Q膜层、Ag膜层、
Y膜层和SiC膜层结构组成，其中Q膜层是ZnAlOx、TiOx、SiNx、ZnSnOx
和NbOx层中的一种或两种以上的排列组合，Y膜层为NiCr或Ti层中的一
种。
5.根据权利要求4所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃，其特征在于：功
能膜层中各膜层的厚度依次为25nm～40nm、3.5～11.5nm、0.5nm～3.5nm、
15nm～45nm、11.5nm～21.5nm；5nm～17nm；0.4nm～3.8nm、5-70nm，优选的，
各膜层的厚度依次为35nm、7.5nm、2nm、30nm、16.5nm、11nm、0.8nm、
50nm。
6.根据权利要求1所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃，其特征在于：所
述功能膜层依次由SiC膜层、Q膜层、Ag膜层、Y膜层和SiC膜层结构组
成，其中Q膜层是ZnAlOx、TiOx、SiNx、ZnSnOx和NbOx层中的一种或
两种以上的排列组合，Y膜层为NiCr或Ti层中的一种。
7.根据权利要求6所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃，其特征在于：功
能膜层中各膜层的厚度依次为12nm～32nm；11nm～43nm；2.2nm～10.2nm；

\t0.5nm～4.8nm；5-70nm，优选的，各膜层的厚度依次为22nm、27nm、6.2nm、
1.8nm、42.5nm。
8.一种制备如权利要求2或3所述的碳化硅镀膜的低辐射玻璃的方法，
其特征在于：包括如下步骤，玻璃基片清洗—进入真空腔室—逐层进行
磁控溅射—恢复大气—下片；其中，逐层进行磁控溅射阶段，Ag层和
NiCr层是通过直流脉冲电源磁控溅射沉积，其余膜层是使用中频交流电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，胡冰，刘双，王烁，童帅，
申请(专利权)人：天津南玻节能玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12