本发明专利技术公开了一种低辐射玻璃，从下往上依次包括玻璃基底、第一介质层、第一阻挡层、过渡层、金属层和第二阻挡层，作为优化还可在第二阻挡层上镀第二介质层，过渡层促进金属层的生长使其尽快长成连续的结构，使得玻璃可有高的红外反射率且有高的可见光透过率，而阻挡层充分保护金属层使其发挥高红外反射率的特性。本发明专利技术制作成本低，能够有效的节约能源，具有很好的工业化应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低辐射玻璃，是一种表面镀制多层纳米薄膜从而实现对可见光透 过而反射红外、紫外光特别是红外光的镀膜玻璃，能够有效的节约能源，适用于交通工具及 建筑所用玻璃。
技术介绍
玻璃是建筑物、汽车等交通工具不可缺少的组成部分，承载着许多重要的功能，比 如美化建筑物及汽车等的外观、采光、给室内带来开阔的视野及保温或隔热的作用。但是 普通玻璃阳光透过率很高，红外反射率很低，大部分太阳光透过玻璃进入室内，从而加热物 体；而当室内温度高于外界时这些室内物体的热量又会以辐射形式通过玻璃散失掉。对于 3mm厚的普通玻璃，有89%以上的红外辐射能量被玻璃吸收，使玻璃温度升高，然后再通过 玻璃的辐射与周围空气的热交换而散发其热量，因而使室外由太阳光带来的热量大量进入 室内或使室内很大一部分热量逸散到室外。这些情况严重加重了空调的负担，浪费大量能 源。低辐射(Low-E)膜对红外能量具有较高的反射作用，这一特性使低辐射玻璃的传热系 数大大降低，有效地改善了窗户的隔热性能，从而节约大量能源。目前低辐射薄膜的制备方法分两大类在线法和离线法。在线法是指在浮法玻璃 生产线上利用高温热解法生产镀膜玻璃。在线Low-E玻璃品种单一，仅有在线低辐射玻璃 和Sim-E玻璃两种；受浮法玻璃规模生产的限制，其膜层材料大多为半导体氧化物，产品颜 色单一，且在红外线和紫外线区域的透过率也比离线Low-E玻璃高，抗辐射效果逊色于离 线法。离线法是指在玻璃下线以后，用磁控溅射等方法在玻璃表面镀低辐射膜的方法， 用这种方法镀出的薄膜称离线膜，也称软膜。当今国内外生产制造离线镀膜玻璃常见的工 艺方法有凝胶镀制法、真空磁控阴极溅射法及真空蒸镀法。凝胶镀制法生产投资较低，设 备简单。它不足之处是只能沉积遮阳膜不能沉积隔热膜；只能沉积非选择性吸收层即单 层单色膜层；由于化学镀本身不易被控制的特点，很难保证每批次膜层厚度的一致性，因此 目前建筑物上大面积选用凝胶膜玻璃的很少。现在应用最多的是磁控溅射镀膜。磁控溅射 镀膜玻璃集多种优势于一体成膜速度快、生产效率高，生产幅面大CBm — 5m)、产量大(最 大可达到200万m2/年)；膜层均勻，色差小；溅射粒子能量大，是蒸镀粒子的数十倍，所以膜 层结构致密、结合力强；膜层物理化学性能稳定、抗变色性强；膜层组合方便，膜系种类多， 不但能镀制金属膜，还可镀制氧化膜、氮化膜、透明导电膜、介质膜以及其它方法不可能镀 制的特殊组合的合金膜；可控性强、符合度高，膜层各种参数可在生产过程中用电脑调节控 制，因此能够容易地得到各种符合使用要求透量和热辐射量的镀膜玻璃，从而实现人们对 遮阳和防寒节能的要求。离线膜的结构一般是银层/介质层(如专利200910093267. 9)、介质层/银 层(如专利200910235378. 9)、介质层/金属层/介质层(DMD)的三明治结构(如专利 200710079626. 6)。对于银层/介质层结构，虽然外部介质层可以给银层带来庇护作用，防止其被腐蚀而失去抗辐射的效果；然而由于银层与玻璃间的结合力很弱，轻轻擦拭便可脱 落，所以将银层与玻璃直接相邻，这低辐射层容易脱落、影响玻璃的长期使用。而对于介质 层/银层这种结构，因为银在空气中很容易被氧化，所以它并不太适合作为顶层。介质层 /银层/介质层结构虽然弥补了前面两种结构的不足之处，但由于介质层一般由氧化物组 成，因此在高温下其内的氧甚至外部空间的氧仍然会对银层进行氧化使其在红外的透过率 升高而可见光内的透过率降低，导致低辐射效果变差、性能不稳定；即使介质层为非氧化 物，在高温下外部空间的氧等物仍然可以对银造成腐蚀，影响其低辐射效果。所以说以上几 种结构并不完善，他们存在着各种影响银功能正常发挥的不利因素，导致低辐射效果不理术g；ο
技术实现思路
本专利技术对基于DMD结构的低辐射玻璃进行改进，提供一种低辐射节能玻璃，保证 对红外的高反射和对可见光的低吸收。—种低辐射玻璃，从下往上依次包括玻璃基底、第一介质层和金属层，其特征在 于，所述第一介质层与金属层之间依次设有第一阻挡层和过渡层，金属层上镀有第二阻挡 层，所述第一和二阻挡层采用Ti或NiCr或它们的低价氧化物，过渡层采用Ti、Zn、Ni、Cr、 W、Zr、Nb及Mo中的任意一种。所述第二阻挡层上还镀有第二介质层。所述第一和二阻挡层厚度为1 3nm，过渡层厚度为3 6nm。所述第一介质层为TW2或SiO或SnA或Bi2O3，所述第二介质层为Si3N4，所述金属 层为银。 所述金属层在常温下镀制得到。所述第一介质层厚度为46 60nm，所述第二介质层厚度为40 80nm，所述金属 层厚度为9 14nm。本专利技术的低辐射膜结构比较完善，可以有效的克服现有技术的弊病，使金属层的 功能得到正常发挥，大大降低红外的辐射率，获得好的低辐射效果，具体说明如下(1)加入过渡层，可以促进银膜的生长使其尽快长成连续的结构，这样很薄的金属 层便可有高的红外反射率且有高的可见光透过率。(2)加入阻挡层，从而充分保护金属银并使其发挥高红外反射率的特性。(3)通过调节介质层的厚度，有选择性地调节膜系的颜色及光学性能，从而根据实 际用途而进行相应的生产，既能达到美化物体的效果又能节约资源。由于采用磁控溅射方 法镀制，膜层的厚度可以通过溅射时间而达到精确控制，所以可以有效的对膜系的颜色及 光学性能进行调节而满足人们的各种需求。(4)成膜速度快、生产效率高；整个膜系镀制所用时间短，全部膜层仅需15分钟左 右。因此它能满足工厂大规模、大批量生产的要求，能够提高效率占据市场优势。(5)整个膜系的材料费用仅在0. 6元/m2左右，生产成本低、材料利用率高，具有很 好的工业化应用前景。(6)膜系隔热效果好。就单层膜系而言，在相同光源照射下，8分钟普通玻璃温度 从^rc上升到6o°c，而镀膜玻璃则是从^rc上升到43°c，从而阻挡大量热量进出玻璃，减轻空调的负担、节约能源。(7)采用高折射率材料，从而提升了整个膜系的折射率，使膜在低辐射的同时又有 比较高的可见光透过率。附图说明图1为低辐射膜结构图。图2为介质层1厚度变化对红外辐射性能的影响。图3为金属层厚度变化对红外辐射性能的影响。图4为金属层制备温度变化对红外辐射性能的影响。图5为阻挡层1含氧与不含氧的效果对比图。图6为施加与未施加过渡层的效果对比图。图7为不同温度下制备的过渡层隔热效果图。图8为介质层2厚度变化对红外辐射性能的影响。具体实施例方式一般采用金、银、铜、铝等金属元素作为金属层膜的材料，从生产成本考虑，用银、 铜、铝更经济些，而银的抗氧化性比铜、铝好，因此优选银做该金属层的材料。由于银膜质地 软、易划伤且与玻璃基板的结合力非常差(用纸可以轻易擦去)，加上在空气中易受水气腐 蚀，因此银膜两侧需加介质层起保护作用。从折射率及高温下稳定性考虑，内介质层可选择 高折射率且性能稳定的Ti02、ZnO, SnO2和Bi2O3，它们不但对可见光吸收比较小，而且还可 以大量吸收、散射或反射对人及物体有害的紫外线。为了防止高温时氧等介质对银膜的腐 蚀、确保银层发挥其作用，提高其在可见光范围内的透过率及红外范围内的抗辐射率，阻挡 层采用抗化学及机械性能都比较好的Ti或MCr或它们的低本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低辐射玻璃，从下往上依次包括玻璃基底、第一介质层和金属层，其特征在于，所述第一介质层与金属层之间依次设有第一阻挡层和过渡层，金属层上镀有第二阻挡层，所述第一和二阻挡层采用Ｔｉ或ＮｉＣｒ或它们的低价氧化物，过渡层采用Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｚｒ、Ｎｂ及Ｍｏ中的任意一种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱文，仝大利，柳慧琼，刘喜，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83
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