一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺，所述镀膜玻璃包括玻璃基片，所述玻璃基片表面向外依次设置有第一介质层、第一阻挡层、功能层、第二阻挡层、第二介质层，较优化的方案，所述第一阻挡层、第二阻挡层分别为石墨烯层，所述第一阻挡层、第二阻挡层的厚度分别为20‑35nm。本发明专利技术中提供了一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺，配比设计合理，工艺操作简单，不仅有效制备了一种低辐射镀膜玻璃，而且对镀膜玻璃的膜层进行优化和提高，在降低镀膜玻璃辐射率的同时提高其光透射率和远红外反射率，膜层的均匀性较好且性能较稳定，同时提高了镀膜玻璃的使用寿命，具有较高实用性。

Processing technology of low radiation coated glass

【技术实现步骤摘要】
一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺
本专利技术涉及镀膜玻璃
，具体是一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺。
技术介绍
低辐射镀膜玻璃，又叫Low-E玻璃，一般采用物理或化学方法在玻璃表面上镀上含有一层或两层甚至多层膜系的金属薄膜或金属氧化物薄膜，来降低能量吸收或控制室内外能量交换，保障生活、工作的舒适性，并以此达到环保节能的目的。随着镀膜玻璃的研究和深入，我们对于玻璃的性能和需求越来越高，现如今的镀膜玻璃一般利用氧化物膜来阻隔银层与介质层，避免银层的性能受到影响，但是在实际使用中，氧化物的脆性较低，耐弯折性不强，极大地限制了我们的应用范围，这给我们带来了极大的不便。针对上述情况，我们设计了一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺，不仅需要对镀膜玻璃的膜层进行优化和提高，同时还要保证镀膜玻璃具有较低的辐射率、较好的透光率和红外反射率，这是我们亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低辐射镀膜玻璃，所述镀膜玻璃包括玻璃基片，所述玻璃基片表面向外依次设置有第一介质层、第一阻挡层、功能层、第二阻挡层、第二介质层。较优化的方案，所述第一阻挡层、第二阻挡层分别为石墨烯层，所述第一阻挡层、第二阻挡层的厚度分别为20-35nm。较优化的方案，所述第一介质层包括锡酸锌层、掺锡氧化锌层和氮化硅层，所述锡酸锌层位于靠近玻璃基片的一侧，所述氮化硅层位于靠近第一阻挡层的一侧，所述掺锡氧化锌层位于锡酸锌层、氮化硅层之间。较优化的方案，所述锡酸锌层的厚度为20-35nm，所述掺锡氧化锌层的厚度为10-20nm，所述氮化硅层的厚度为5-16nm。较优化的方案，所述第二介质层为Ti-Si-N层，所述第二介质的厚度为25-45nm。较优化的方案，所述功能层为掺银铜层，所述功能层中银、铜的质量配比为1：2，所述功能层的厚度为5-10nm。较优化的方案，所述玻璃基片为无色玻璃基片。本专利技术中提供了一种低辐射镀膜玻璃及其加工工艺，其中包括玻璃基片、第一介质层、第一阻挡层、功能层、第二阻挡层和第二介质层，其中玻璃基片选择无色玻璃基片，第一介质层选择锡酸锌层、掺锡氧化锌层和氮化硅层的复合结构，其中锡酸锌层是一种无定形薄膜，与玻璃基片有着较好的结合性，同时锡酸锌层具有较稳定的机械、化学性能，可以更好的保护整个膜系不受外界的侵害；在锡酸锌层之上我们设计了一层掺锡氧化锌层，单纯的氧化锌层的抗湿性较差，放置在空气中容易出现白斑，因此我们在氧化锌中掺杂了一些锡，不仅使得掺锡氧化锌层与锡酸锌层的结合更加牢固，同时在保证可见光透过率和低辐射率的前提下，能够使得掺锡氧化锌层具有更好的耐久性。由于在相同的厚度下，银层具有更好的红外反射率和较低的可见光吸收率，因此功能层一般选择银层，同时由于银层的活性较高，直接在银层上进行溅射操作，银很快就会被氧化而丧失活性，因此我们在功能层的上下设计了第一阻挡层和第二阻挡层；一般来说阻挡层的材料可以选择为金属氧化物，但在实际使用中，氧化物的脆性较低，耐弯折性不强，极大地限制了我们的应用范围，因此在本专利技术中，第一阻挡层和第二阻挡层我们选择了石墨烯材料。现如今的石墨烯薄膜的制备都是在金属衬底中进行制备，随即转移到目标衬底上的，但是这样操作会给石墨烯膜带来杂质和污染，同时步骤十分繁杂，为了适用于本专利技术的技术方案，我们在掺锡氧化锌层上又设计了一层氮化硅层，氮化硅层不仅可以用于阻止玻璃基片中的钠离子、钙离子等进入功能层影响红外反射效果，同时我们以氮化硅层为衬底，用化学沉积法来制备石墨烯层，提高了石墨烯层的性能，工艺更加简单。由于石墨烯层的设计，我们决定功能层选择为掺银的铜层，因为石墨烯能够在铜层上很好的生长，这样设计使得整个技术方案更加合理，工艺更加简单；同时铜银合金的太阳能反射率较高，机械性能、硬度及耐温性能好，与传统低辐射节能玻璃相比降低了金属银的使用，降低了生产成本。本专利技术中设计了第二介质层，第二介质层位于最上方，又充当保护层的作用，可用于提高整个薄膜的耐腐蚀、耐磨机械性能，用于对整个膜系的保护；第二介质层我们选择了Ti-Si-N层，Ti-Si-N层具有高硬度、良好的耐磨性、化学性能稳定等特点，同时热稳定性较高，可有效起到整个镀膜玻璃的保护作用，有效避免空气中的水蒸气、酸性气体对玻璃的侵蚀作用，具有较高的实用性。较优化的方案，一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺，包括以下步骤：1)清洗玻璃基片；2)玻璃基片表面镀膜；3)得到成品。较优化的方案，包括以下步骤：1)清洗玻璃基片：首先将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡，然后用去离子水洗净，再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗，再用去离子水漂洗，氮气烘干，备用；2)在玻璃基片表面上溅射第一介质层：a)在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层：选用锌锡合金作为靶材，所述锌、锡的质量比为54：（46-50）；取制得的锌锡合金靶材和步骤1）处理后的玻璃基片，氩气、氧气氛围中，在玻璃基片上进行溅射，磁控溅射镀膜工艺参数为：真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa，工作压强为0.2-1.5Pa，溅射功率为30-160W，溅射时间为0.5-1.5h，氧气的流量为60-70sccm；然后进行镀膜，制得所述锡酸锌层；进行热处理，得到基片A；b)在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层：选用ZnO：SnO2靶材，氩气、氧气氛围中，在步骤a）处理的基片A上进行溅射，溅射工艺参数为：真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa，工作压强为2.4-2.8Pa，溅射功率为50-150W，溅射时间为0.8-1.2h，进行镀膜，再在氩气和氧气氛围中退火，得到基片B；c)在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层：以多晶硅为靶材，氩气、氮气氛围中，在步骤b）处理的基片B上进行溅射，溅射工艺参数为：真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa，溅射功率为180-220W，溅射时间为2-3h，氮气和氩气的体积比为1：4，然后进行镀膜，得到基片C；3)在第一介质层上，利用气相沉积法沉积第一阻挡层：取步骤2）中处理的基片C，放入石英管式炉中，抽真空，反充氩气至常压，反复3次；升温至1100-1200℃，充入氢气和甲烷，反应一段时间；再关闭碳源，温度下降至800-900℃，再升温至1100-1200℃，充入氢气和甲烷，氢气和甲烷的流量比为50：4.2sccm，反应一段时间；关闭碳源，温度降至室温，得到基片D；4)在第一阻挡层上溅射功能层：氩气氛围中，在步骤3）处理的基片D上进行溅射，溅射工艺参数为：真空度为3×10-3Pa，银靶、铜靶的功率分别为90-100W，溅射时间为4-6s，溅射完毕使功能层隔绝空气，得到基片E；5)在功能层上，利用气相沉积法沉积第二阻挡层：取步骤4）中处理的基片E，放入石英管式炉中，抽真空，通入氩气和甲烷，氩气和甲烷的体积比为3：1，反应一段时间，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：/n清洗玻璃基片：首先将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡，然后用去离子水洗净，再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗，再用去离子水漂洗，氮气烘干，备用；/n所述玻璃基片为无色玻璃基片；/n在玻璃基片表面上溅射第一介质层：/n在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层：选用锌锡合金作为靶材，所述锌、锡的质量比为54：（46-50）；取制得的锌锡合金靶材和步骤1）处理后的玻璃基片，氩气、氧气氛围中，在玻璃基片上进行溅射，磁控溅射镀膜工艺参数为：真空度为1.0×10

【技术特征摘要】
1.一种低辐射镀膜玻璃的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
清洗玻璃基片：首先将玻璃基片放入高锰酸钾的浓硫酸溶液中浸泡，然后用去离子水洗净，再依次放入丙酮、乙醇分别超声波清洗，再用去离子水漂洗，氮气烘干，备用；
所述玻璃基片为无色玻璃基片；
在玻璃基片表面上溅射第一介质层：
在氩气和氧气氛围中溅射锡酸锌层：选用锌锡合金作为靶材，所述锌、锡的质量比为54：（46-50）；取制得的锌锡合金靶材和步骤1）处理后的玻璃基片，氩气、氧气氛围中，在玻璃基片上进行溅射，磁控溅射镀膜工艺参数为：真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa，工作压强为0.2-1.5Pa，溅射功率为30-160W，溅射时间为0.5-1.5h，氧气的流量为60-70sccm；然后进行镀膜，制得所述锡酸锌层；进行热处理，得到基片A；
所述锡酸锌层的厚度为20-35nm；
在锡酸锌层上溅射掺锡氧化锌层：选用ZnO：SnO2靶材，氩气、氧气氛围中，在步骤a）处理的基片A上进行溅射，溅射工艺参数为：真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa，工作压强为2.4-2.8Pa，溅射功率为50-150W，溅射时间为0.8-1.2h，进行镀膜，再在氩气和氧气氛围中退火，得到基片B；
所述掺锡氧化锌层的厚度为10-20nm；
在掺锡氧化锌层上溅射氮化硅层：以多晶硅为靶材，氩气、氮气氛围中，在步骤b）处理的基片B上进行溅射，溅射工艺参数为：真空度为1.0×10-3Pa-1.0×10-5Pa，溅射功率为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷红平，
申请(专利权)人：殷红平，
类型：发明
国别省市：江苏;32