超低辐射镀膜玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超低辐射镀膜玻璃及其制备方法。该超低辐射镀膜玻璃包括至少一层红外反射膜层，所述红外反射膜层为银膜层或者银和掺杂元素混合形成的合金膜层；所述红外反射膜层在氪气、氙气、氩气与氪气的混合气体、氩气与氙气的混合气体、氪气与氙气的混合气体中的任一种气体氛围下溅射形成。该玻璃的制备方法至少包括采用氪气、氙气、氩气与氪气的混合气体、氩气与氙气的混合气体、氪气与氙气的混合气体中的任一种气体溅射红外反射膜层。本发明专利技术获得的超低辐射镀膜玻璃具有电阻率低、辐射低等特性，满足人们对超低辐射镀膜玻璃的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于玻璃
，具体涉及一种超低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
技术介绍
低辐射镀膜玻璃通常用于汽车玻璃、建筑窗户、玻璃幕墙上。这类型的玻璃在夏天阻止红外辐射进入室内，并减少冬季室内热量向室外扩散，降低建筑整体的能耗。一般地，物体的辐射率等于物体在一定温度下辐射的能量与同一温度下黑体辐射能量之比。黑体的辐射率等于1，其他物体的辐射率介于0和1之间，且物体的辐射率越低，说明物体向外辐射的能量越低。因此，在建筑门窗和车窗上应用超低辐射镀膜玻璃，可以阻隔大量的红外辐射，减少建筑或汽车的制冷和制热能耗。但是，随着更高的节能要求被提出，设计师期对低辐射镀膜玻璃也提出了更高的要求，包括可以同时实现高可见光透过率、低辐射率、低遮阳系数、低U值及符合审美的建筑外观。对于低辐射镀膜玻璃而言，其核心功能层是银膜或银掺杂Ta、Hf、Nb、V、Ti、Mn、Mo、Zn、Si、W、Nd、Pr、Ce、La、Cr、Cu、Ni、Co、Os、Ru、Rh、Ir、Au、Pt、Pd和它们的合金膜层，承担着反射红外线的重任。由于银具有优异的导电特性，银膜也决定着镀膜玻璃产品的最终辐射率和电阻率。在20世纪初期，物理学家哈根和鲁本斯发现大块金属的热辐射(用辐射率ε来表示)与它们的电导率σ密切相关。根据徳路得的发现，用公式描述为从这个公式可以看出金属的辐射率ε与其导电率σ的开方成反比。简单地说，就是电导率σ越高、电阻率R越低，辐射率ε越低。因此，
可以用膜层的电阻值表征其辐射率，即红外线反射膜层的电阻率越低，则膜层的辐射率就越低。但是，设计开发银基低辐射镀膜玻璃时存在着一种矛盾。这种矛盾主要表现在：无法同时兼顾低辐射率和高可见光透过率。因为银膜的性能极大地影响着低辐射镀膜玻璃的透过率和辐射率，银膜越厚，膜层的辐射率越低，但透过性能变差。这样就无法获得高性能的高透产品。但如果能在银膜厚度一致的前提下，进一步降低膜层的电阻率，而不影响膜层的透过率，就可以生产出高性能的低辐射镀膜玻璃；并且，通过降低银膜电阻的方法改善膜层的辐射率性能，从而改善膜层的热工性能在理论上是可行的。
技术实现思路
为获得膜层厚度一致的镀膜玻璃，降低镀膜玻璃的电阻率和辐射率，本专利技术实施例提供了一种超低辐射镀膜玻璃及其制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例的技术方案如下：一种超低辐射镀膜玻璃，包括至少一层红外反射膜层，所述红外反射膜层为银膜层或者银和掺杂元素混合形成的合金膜层；所述红外反射膜层在氪气、氙气、氩气与氪气的混合气体、氩气与氙气的混合气体、氪气与氙气的混合气体中的任一种气体氛围下溅射形成。以及，一种如上所述的超低辐射镀膜玻璃的制造方法，该方法至少包括采用氪气、氙气、氩气与氪气的混合气体、氩气与氙气的混合气体、氪气与氙气的混合气体中的任一种气体溅射如上所述的红外反射膜层。上述实施例中的超低辐射镀膜玻璃，采用银膜层或银及其掺杂元素形成的合金膜层作为红外反射膜层，该红外反射膜层表面光滑，无岛状微观结构，整体呈团簇状，具有很低电阻率和辐射率，满足人们对玻璃超低辐射的需求。上述实施例中，超低辐射镀膜玻璃的制造过程中，使用氪气、氙气以及氪气或氙气与氩气的混合气体对红外反射膜层进行溅射，替换了常规的氩气；由
于氪气或氙气的分子量比较大，银以团簇形式沉积，可以让银快速成核，并且均匀、连续的生长，形成厚度均匀的膜层，获得了电阻率低、辐射低的超低辐射镀膜玻璃；而且该制作方法避免了使用氩气作为溅射气体时银以单一原子形式沉积出现的膜层呈岛状分布且厚度不均匀，凹凸不平，而使得膜层电阻率大，最终对辐射产生不良影响。通过人们不常用的溅射气体，使生产的玻璃在保障优异膜层质量的同时，满足人们对超低辐射镀膜玻璃的需求。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例中超低辐射镀膜玻璃的结构示意图；图2是本专利技术实施例Kr气、Xe气不同含量下溅射得到的超低辐射镀膜玻璃的膜层辐射率特性曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实例提供了一种超低辐射镀膜玻璃，该超低辐射镀膜玻璃包括玻璃基板1和至少一层红外反射膜层2。本专利技术实施例中，红外反射层2可以只有一层，当为一层红外反射层时，其结构如图1所示。当然，也可以是包含多层红外反射层2，当为多层时，两层红外反射层的双银结构的超低辐射镀膜玻璃和三层红外反射层的三银结构的超低辐射镀膜玻璃同样适用。在一具体实施例中，自所述玻璃基板1表面向外，依次沉积第一Si3N4膜层5、第一NiCr膜层3、由银或银和掺杂元素组成的合金构成的所述红外反射膜层2、第二NiCr膜层4、第二Si3N4膜层6及TiOx膜层7。合金膜层中的掺杂元素为Ta、Hf、Nb、V、Ti、Mn、Mo、Zn、Si、W、Nd、Pr、Ce、La、Cr、Cu、Ni、Co、Os、Ru、Rh、Ir、Au、Pt、Pd中的至少一种。进一步优选地，银和掺杂元素的合金中，掺杂元素含量为0.1-5wt％。作为优选地，红外反射膜层2的厚度为6nm～30nm。具体地，在任一实施例中，还包括玻璃基板1，玻璃基板1由浮法玻璃构成，玻璃基板1具有相互对立的两面。从所述玻璃基板1的一表面溅射沉积形成第一Si3N4膜层5。该第一Si3N4膜层5可以阻挡玻璃基板1中的Na+向膜层中渗透，增加膜层和玻璃基片之间的吸附力，提高物理和化学性能，控制膜系的光学性能和颜色。进一步地，在第一Si3N4膜层5上溅射沉积形成第一NiCr膜层3。该第一NiCr膜层3具有控制膜系的光学性能的作用。红外反射膜层2在第一NiCr膜层3上溅射而成。然后自红外反射膜层2表面向外，依次溅射沉积第二NiCr膜层4、第二Si3N4膜层6、TiOx膜层7。其中，TiOx膜层7具有耐酸耐碱的性能，以很好的保护整个超低辐射镀膜玻璃的膜层结构。进一步优选地，第一Si3N4膜层的厚度为28.2～33.1nm；第一NiCr膜层的厚度为1.5～3.0nm；第二NiCr膜层的厚度为1.5～3.0nm；第二Si3N4膜层的厚度为30.5～35.2nm；TiOx膜层的厚度为5.0～10.0nm。在任一实施例中，红外反射膜层2采用采用氪气、氙气、氩气与氪气的混合气体、氩气与氙气的混合气体、氪气与氙气的混合气体中的任一种气体溅射；而其他膜层结构则在氩气气氛下溅射。由于氪气或氙气的分子量比较大，银以团簇形式沉积，可以让银快速成核，并且均匀、连续的生长，形成厚度均匀的膜层，获得了电阻率低、辐射低的超低辐射镀膜玻璃；而且该制作方法避免了使用氩气作为溅射气体时银以单一原子形式沉积出现岛状结构导致的膜层厚度不均匀，凹凸不平，而使得膜层电阻率大，最终对辐射产生的不良影响。上述各膜层按顺序结合，从而保障了超低辐射镀膜玻璃的整体性能，能够达到低电阻率及低辐射的效果。相应地，在上文所述的超低辐射镀膜玻璃的基础上，本专利技术实施例还提供了本专利技术实施例超低辐射镀膜玻璃的一种制备方法。作为本专利技术优选实施例，该超低辐射镀膜玻璃的制备方法包括如下步骤：步骤S01：前处理，清洗浮法玻璃，将清洗好的浮法玻璃作为玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低辐射镀膜玻璃，包括至少一层红外反射膜层，其特征在于：所述红外反射层为银膜层或者银和掺杂元素混合形成的合金膜层；所述红外反射膜层在氪气、氙气、氩气与氪气的混合气体、氩气与氙气的混合气体、氪气与氙气的混合气体中的任一种气体氛围下溅射形成。

【技术特征摘要】
1.一种超低辐射镀膜玻璃，包括至少一层红外反射膜层，其特征在于：所述红外反射层为银膜层或者银和掺杂元素混合形成的合金膜层；所述红外反射膜层在氪气、氙气、氩气与氪气的混合气体、氩气与氙气的混合气体、氪气与氙气的混合气体中的任一种气体氛围下溅射形成。2.如权利要求1所述的超低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述掺杂元素为Ta、Hf、Nb、V、Ti、Mn、Mo、Zn、Si、W、Nd、Pr、Ce、La、Cr、Cu、Ni、Co、Os、Ru、Rh、Ir、Au、Pt、Pd中的至少一种。3.如权利要求1所述的超低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述红外反射膜层的厚度为6nm～30nm。4.如权利要求1所述的超低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述银和掺杂元素的合金中，掺杂元素的含量为0.1-5wt％。5.如权利要求1～4任一所述的超低辐射镀膜玻璃，其特征在于：还包括玻璃基板，自所述玻璃基板表面向外，依次沉积第一Si3N4膜层、第一NiCr膜层、由银或银和掺杂元素组成的合金构成的所述红外反射膜层、第二N...

【专利技术属性】
技术研发人员：董清世，周枫，吕晶，蔡法清，
申请(专利权)人：信义节能玻璃芜湖有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34