具有通过磁控管溅射的银层的镜子制造技术

本发明专利技术涉及用于制造镜子的方法，包括在包含稀有气体的沉积气氛中从银靶通过磁控管阴极溅射在基材上沉积银层，其中沉积气氛的压力乘以在靶和基材之间的距离的乘积为1.5-7Pa.cm。由此获得在295-2500nm具有高于70%的非常高反射率(根据ISO9050标准测量，空气质量1.5)的镜子。它们特别地适合于反射太阳光以收集太阳能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有通过磁控管溅射的银层的镜子本专利技术涉及镜子的领域，该镜子的银层构成在可见光区中和在红外线区中的反射层。镜子包含基材和反射层。该基材为镜子提供它的硬度和用作为用于该银层的沉积基材。银层的这种沉积最通常通过使用镀银溶液的湿法进行实施。该银层还可以通过使用银源的银溅射，和尤其通过被称为磁控管阴极溅射的方法获得。根据这种方法，在腔室中在包含稀有气体的沉积气氛下，银靶与要用该靶的材料涂覆的基材相对地放置。该靶用作阴极。几百伏特的电压被施用在靶和装置的机座之间。在电场和磁场存在时实施该沉积。没有人给出这种本领域技术人员熟知的方法的进一步细节。寻求制备在太阳光谱的波长范围(如在例如ISO9050标准中定义的波长范围，即295至2500nm)内尽可能最反射的银层，尤其当镜子的作用是收集太阳能时。US2009/0233037教导了镜子的反射层可以通过磁控管进行制备。根据本专利技术，已经发现，如果该包含稀有气体的沉积气氛的压力乘以靶/基材距离的乘积被包括在特定范围内时，该银层对于到达玻璃侧并再次从该玻璃侧离开的光的反射率是较高的。因此，本专利技术首先涉及制造镜子的方法，该镜子在295-2500nm具有高于70%的根据ISO9050标准(空气质量1.5)定义的反射率，方法包括通过磁控管阴极溅射使用银靶在基材上沉积银层，其中包含稀有气体的沉积气氛的压力乘以在靶和基材之间的距离的乘积为1.5-7Pa.cm，优选为2.5-6Pa.cm。如此沉积的银层优选在295-2500纳米具有高于80%，甚至高于85%的根据ISO9050标准(空气质量1.5)定义的反射率。一般而言，该沉积使用0.2-1.1瓦/cm2基材的面功率密度进行实施。优选，该沉积的开端使用0.2-0.7瓦/cm2基材的面功率密度进行实施。这种较低的功率因此涉及最先几纳米的银层(3至50纳米)。这些第一沉积条件可以后面跟有更快速的沉积条件直至银层的形成结束。因此，该银层的末端可以使用比用于该层的开端的面功率密度更高的面功率密度获得。该银层通常具有60至200纳米，优选100至200纳米的总厚度。因此，在为了沉积在这种厚度范围中的银厚度所需要的并足够的时间段期间实施该磁控管溅射。一般而言，该沉积气氛的压力在0.05至3Pa范围中。该沉积气氛包含稀有气体。一般而言，该沉积气氛的气体是氩或者氪。稀有气体的分压占该沉积气氛的总压力的99%以上。一般而言，该沉积气氛基本上是稀有气体，使得该沉积气氛的压力被认为是该稀有气体压力。一般而言，该沉积电压为100至600伏特。该基材可以由为镜子赋予足够硬度的任何材料制成。一般而言，该镜子用来反射穿过该基材的光。在这种情况下，该基材是尽可能透明的。该基材可以由无机玻璃(通常包括大于40%重量的二氧化硅)或者有机玻璃(如PMMA或者聚碳酸酯)制成。对于其中该基材是无机玻璃的情况，后者优选地是极明亮的，换句话说，对于3.2mm的玻璃厚度，显示出高于85%，甚至高于89%的能量传输(特别地参看ISO9050标准(空气质量(massed'air)1.5)。这不表示该玻璃必然地具有3.2mm的厚度，而表示能量传输使用这种厚度进行测量。由Saint-GobainGlassFrance公司销售的“diamantsolaire”玻璃是特别适合的。用作基材的无机玻璃通常具有1.5至8mm的厚度。在沉积该银层之前，优选地在基材上直接沉积薄的粘附层。它可以是包含任选地至少部分被氧化的钛的层或者任选地至少部分被氧化的镍铬合金的层。这些层可以通过磁控管阴极溅射进行沉积。这种粘附层因此可以是钛的磁控管层，钛通常部分地被氧化，表示为TiOx，x为0至2。这种层因此还可以是通常部分地被氧化的镍-铬合金(表示为NiCrOx)的磁控管层。作为适合于这种粘附层的其它材料，可以提到锡-锌合金，其任选地至少部分地被氧化，并且任选地例如使用铝进行掺杂。作为适合于这种粘附层的其它材料，可以提到锌，其任选地至少部分地被氧化，任选地例如使用铝进行掺杂。刚提到的材料的至少两种的堆叠体也适合作为粘附层。这种粘附层的厚度可以例如为0.1nm(即约为单原子层的厚度)至15nm。这种粘附层改善银层的粘合作用并且改善镜子对CASS测试的耐受性。如果该粘附层通过磁控管阴极溅射进行实施，可以在磁控管沉积室中(其在行进的基材上相继提供所述层)先后连续地形成粘附层和银层。在形成银层之后，优选地在它上沉积一个或多个保护层。这种保护层可以具有至少一种以下功能:-该银层的防腐蚀保护，-对于其中在银层之后沉积对UV敏感的层(例如涂料层，如，例如由WO2010031981教导)的情况，抗UV保护，-在沉积该银层之后在任选的热处理(弯曲、淬火、任选通过激光的退火、急骤加热)期间的抗银层退化的保护。这些层一个或多个可以在银层之后通过磁控管阴极溅射进行沉积。一般而言，这种保护层包含Ti、Si、Sn、Zn、Mo、W、Hf、Cu组的至少一种元素，为金属形式或者(其包括和/或)氧化形式或者(其包括和/或)氮化形式。尤其，氮化硅的磁控管层可以根据本领域的技术人员已知的方法直接地被沉积在银层上。氮化硅同时用于腐蚀防护和在任选的热处理期间起作用。磁控管装置的靶这时通常是用铝掺杂的硅合金(典型地约3%铝)。提供银抗腐蚀保护以及银在任选的热处理期间的保护的层还可以是金属氧化物，如TiOx、MoOx、ZnOx、SiO2、氮氧化硅、Zn2SnO4、Al2O3的磁控管层。作为抗UV的保护层，可以使用二氧化钛磁控管层或者氧化锌磁控管层，或者金属(如铜、锌)或者过渡金属(如Mo、Hf、W、Ti)的磁控管层。这些磁控管层尤其可以根据本领域的技术人员已知的方法进行沉积。如果该保护层通过磁控管阴极溅射进行制备，可以在磁控管沉积室(其在进行的基材上相继提供所述层)中先后相继地获得银层和保护层。磁控管保护层(尤其氮化硅层)可以具有1-100纳米的厚度。保护层还可以通过磁控管进行沉积，然后是涂料保护层。在本专利技术的范围中用作基材的无机玻璃可以进行热淬火以增强它的机械强度。该淬火可以在沉积该银层之前已经实施。该淬火还可以在沉积该银层之后进行实施。然而，该淬火处理涉及在高温的加热(后面是快速冷却)，其通常严重地使该银层退化，如果银层不加以保护的话。在银层上加上通过磁控管沉积的保护层(尤其基于氮化硅)允许实施该淬火处理而不使银层退化。此外，已经注意到在沉积该磁控管银层之后实施的这种淬火处理提高了该银层的反射率。一般而言，该基材并因此由其获得的镜子是平面的。或者，该镜子还可以进行弯曲。该基材可以在银的磁控管沉积之前进行弯曲，只要该磁控管沉积装置适合于弯曲形状，例如具有用于相对于该基材使靶位移的体系以能够满足在该靶和该基材之间的最佳距离。该镜子可以在沉积该银层之后进行弯曲。加上通过磁控管沉积的保护层(尤其基于氮化硅)允许在高温实施该弯曲而不使银层退化。此外，已经注意到在沉积该磁控管银层之后施用的这种高温弯曲提高了该银层的反射率。该弯曲和该淬火可以通过在沉积该银层之后的步骤中进行这两种处理而进行组合。因此，用于该弯曲的热处理也用于达到对于淬火处理(其紧接地在弯曲之后)所需要的温度。在沉积该磁控管银层之后实施的这种组合处理(高温弯曲然后淬火)允许提高该银层的反射率。一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造镜子的方法，该镜子在295‑2500nm具有高于70%的反射率，该反射率根据ISO 9050标准(空气质量1.5)进行测量，该方法包括在包含稀有气体的沉积气氛中从银靶通过磁控管阴极溅射在基材上沉积银层，特征在于沉积气氛的压力乘以在靶和基材之间的距离的乘积为1.5‑7 Pa.cm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.19 FR 11583081.用于制造镜子的方法，该镜子在295-2500nm具有高于85%的反射率，该反射率根据ISO9050标准在空气质量1.5时进行测量，该方法包括在包含稀有气体的沉积气氛中从银靶通过磁控管阴极溅射在基材上沉积银层，特征在于沉积气氛的压力乘以在靶和基材之间的距离的乘积为2.5-6Pa.cm，并且银层的沉积时间使得银层具有100-200纳米的厚度。2.根据权利要求1的方法，特征在于该沉积使用0.2-1.1瓦/cm2基材的面功率密度进行实施。3.根据权利要求2的方法，特征在于该银层的沉积的开端使用0.2-0.7瓦/cm2基材的面功率密度进行实施。4.根据权利要求1-3任一项的方法，特征在于该沉积气氛的压力为0.05Pa至3Pa。5.根据权利要求1-3任一项的方法，特征在于稀有气体的分压占该沉积气氛的压力的99%以上。6.根据权利要求1-3任一项的方法，特征在于在靶和基材之间的最小距离为5至20cm。7.根据权利要求1-3任一项的方法，特征在于，在沉积银层之前，通过磁控管阴极溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：C莱德尔，V莫罗，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：法国;FR