一種鍍膜玻璃及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃領(lǐng)域，具體涉及一種鍍膜玻璃及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前磁控濺射鍍膜工藝中，鍍膜主要分為金屬層及非金屬介質(zhì)干涉層；干涉層材 料通常是氮化硅鋁、氧化鋅錫、氧化鋅錫銻、氧化錫、氧化鋅鋁、氧化鈦等幾種物質(zhì)，而現(xiàn)有 的研究主要集中在對(duì)膜層中的介質(zhì)層的材料進(jìn)行改進(jìn)變更。
[0003] 由于工藝及成本的原因，制造介質(zhì)層的陰極靶材通常也是金屬或金屬合金，在鍍 膜過(guò)程中，通常采用磁控濺射工藝將材料用電離的工藝氣體氬氣離子濺射出來(lái)，在此過(guò)程 中濺射出來(lái)的粒子與通入的反應(yīng)氣體氧氣或者氮?dú)夥磻?yīng)，形成具有低吸收、穩(wěn)定、有一定折 射率的介質(zhì)化合物(氧化物或者氮化物)。由此，產(chǎn)出的介質(zhì)膜的成份受氣氛影響，物理性質(zhì) 并不十分穩(wěn)定，最終表征在產(chǎn)品的各個(gè)性質(zhì)上面，并且膜層的折射率也會(huì)有一定的變動(dòng)；同 時(shí)，氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱，嚴(yán)重影響濺射效率及增大設(shè)備的熱負(fù)荷影響；膜層中的富余物 氧或氮由于存在遷移還能進(jìn)入前后金屬膜層并產(chǎn)生負(fù)面影響。例如：氧化物中殘余的氧可 以遷移到銀層，導(dǎo)致銀層氧化，輻射率升高。
[0004] 另外，上述磁控濺射鍍膜是通過(guò)合理組合介質(zhì)層與金屬層的搭配，在實(shí)現(xiàn)所需節(jié) 能性能的基礎(chǔ)上并通過(guò)調(diào)整各個(gè)膜層的厚度來(lái)形成需要的干涉顏色、反射率、透射率等外 觀指標(biāo)。光的干涉涉及介質(zhì)材料中的一個(gè)比較重要的指標(biāo)就是材料的折射率。按照相長(zhǎng)(高 反射區(qū)）干涉與相消(弱反射區(qū)）干涉原理，折射率越大能形成的光強(qiáng)區(qū)或減反射區(qū)越寬，例 如，減反膜及高反膜就是低折射率與高折射率材料組合并通過(guò)相干作用實(shí)現(xiàn)最理想的相長(zhǎng) 或相消以達(dá)到最理想的高反射或者低反射。
[0005] 然而，在上述原有的介質(zhì)材料中，氮化硅鋁、氧化鋅錫、氧化鋅錫銻、氧化錫、氧化 鋅鋁、氧化鈦等氧化物或氮化硅的折射率在1. 98左右，用這些介質(zhì)材料生產(chǎn)高性能雙銀及 三銀低輻射玻璃時(shí)將面臨一個(gè)問(wèn)題，想要獲得較高的性能，就要加厚功能層一銀層，這將 讓產(chǎn)品的反射及透射的拐點(diǎn)多處于400-640nm范圍內(nèi)，這樣，不僅不能獲得高透高性能的 產(chǎn)品，而且偏色也會(huì)很嚴(yán)重。
[0006] 而氧化鈦的折射率在2. 35左右，按照氧化鈦的折射率本可以做出節(jié)能指標(biāo)高的 雙銀低輻射玻璃，并且有效的解決偏色問(wèn)題，但是，氧化鈦氧敏感性非常強(qiáng)且價(jià)態(tài)及晶型較 多，導(dǎo)致濺射產(chǎn)生物、膜層結(jié)構(gòu)及折射率不穩(wěn)定，給產(chǎn)品的均勻性、重復(fù)性帶來(lái)了不確定，因 此，目前這種材料因不能滿足低輻射鍍膜玻璃的高要求而已經(jīng)被淘汰了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，制造一種新的鍍膜玻璃，旨在解決 現(xiàn)有技術(shù)中鍍膜玻璃中的介質(zhì)層折射率不高，在濺射過(guò)程中物化性能不穩(wěn)定，并隨之影響 金屬膜層，且目前鍍膜玻璃偏色情況嚴(yán)重、綜合性能不佳的問(wèn)題。
[0008] 本發(fā)明的另一目的是提供一種鍍膜玻璃在建筑鍍膜產(chǎn)品中的應(yīng)用。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0010] -種鍍膜玻璃，包括玻璃基片和在所述玻璃基片一表面層疊結(jié)合的第一介質(zhì)層， 所述第一介質(zhì)層外表面層疊結(jié)合至少一個(gè)功能單元，所述每一功能單元由鄰近所述第一介 質(zhì)層向外依次層疊結(jié)合有抗氧化層、功能層、另一相同的抗氧化層和另一相同的介質(zhì)層，其 中，所述介質(zhì)層為摻雜金屬的碳化娃膜層。
[0011] 以及，上述鍍膜玻璃在建筑鍍膜產(chǎn)品中的應(yīng)用。
[0012] 上述鍍膜玻璃具有以下有益技術(shù)效果：（1)利用摻雜金屬的碳化硅膜層的高折射 率顯著拓寬了在可見(jiàn)光區(qū)的透射區(qū)間，改善目前低輻射玻璃的偏色問(wèn)題，提高了產(chǎn)品的視 覺(jué)品質(zhì)；(2)利用碳化硅高硬度和極低的膨脹系數(shù)增強(qiáng)新產(chǎn)品膜層的穩(wěn)定性，為可鋼化技 術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供可能；（3)在介質(zhì)層與功能層之間層疊結(jié)合的抗氧化層進(jìn)一步防止介質(zhì)層對(duì) 功能層的接觸污染，保證各膜層的穩(wěn)定；(4)設(shè)置多層抗氧化層、功能層以及摻雜金屬的碳 化硅膜層來(lái)調(diào)節(jié)各膜層之間的干涉結(jié)果的差異，從而實(shí)現(xiàn)最為理想的相干顏色效果。
[0013] 上述鍍膜玻璃利用摻雜金屬的碳化硅膜層的高折射率、高硬度和低膨脹系數(shù)提高 鍍膜玻璃的穩(wěn)定性和可鋼化處理性，同時(shí)改善其偏色效果，使其可用于制備減反膜、高反 膜、節(jié)能膜等產(chǎn)品，并可應(yīng)用于建筑鍍膜產(chǎn)品領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中只含有一個(gè)功能單元的鍍膜玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中含有兩個(gè)功能單元的鍍膜玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種鍍膜玻璃，如圖1和圖2所示，包括玻璃基片1和在玻璃基 片1 一表面層疊結(jié)合的第一介質(zhì)層21，其中，第一介質(zhì)層21外表面層疊結(jié)合至少一個(gè)功能 單元5,每一功能單元5由鄰近所述第一介質(zhì)層21向外依次層疊結(jié)合有第一抗氧化層、第一 功能層、第二抗氧化層和第二介質(zhì)層。
[0018] 具體地,上述功能單元5的數(shù)量為η,且η彡1的正整數(shù)。隨著功能單元5的數(shù)量 增多，上述鍍膜玻璃的輻射率進(jìn)一步降低，節(jié)能效果更加顯著，但膜層數(shù)量的增加導(dǎo)致膜層 整體厚度增加，使光程差在更大范圍內(nèi)變化，且偏色現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)也會(huì)增加生產(chǎn)成本，且 使得控制更加復(fù)雜，困難程度加大。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，該η為1~3,即該功能單元的 數(shù)量為1~3。下面以η為1~3時(shí)對(duì)鍍膜玻璃的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步舉例描述：
[0019] 當(dāng)η=1時(shí)，該鍍膜玻璃只具有一層功能單元5,其結(jié)構(gòu)如圖1所示，具體為：底片為 玻璃基片1，在玻璃基片1 一表面層疊結(jié)合有第一介質(zhì)層21，由鄰近第一介質(zhì)層21向外依 次層疊結(jié)合有第一抗氧化層31、第一功能層41、第二抗氧化層32和第二介質(zhì)層22 ;
[0020] 當(dāng)n=2時(shí)，該鍍膜玻璃只具有兩層層疊結(jié)合的功能單元5,其結(jié)構(gòu)如圖2所示，具 體為：底片為玻璃基片1，在玻璃基片1 一表面層疊結(jié)合有第一介質(zhì)層21，由鄰近第一介質(zhì) 層21向外依次層疊結(jié)合有第一抗氧化層31、第一功能層41、第二抗氧化層32、第二介質(zhì)層 22、第三抗氧化層33、第二功能層42、第四抗氧化層34、第三介質(zhì)層23 ;
[0021] 當(dāng)n=3時(shí)，該鍍膜玻璃具有三層層疊結(jié)合的功能單元5,其結(jié)構(gòu)只是在上述只具有 兩層層疊結(jié)合的功能單元5的鍍膜玻璃上再層疊結(jié)合一層功能單元5,在此不再闡述。
[0022] 在上述各實(shí)施例中，上述玻璃基片1為現(xiàn)有的浮法玻璃，在該玻璃一表面層疊結(jié) 合第一介質(zhì)層21，且上述各實(shí)施例的各介質(zhì)層均為摻雜金屬的碳化娃膜層。這是由于碳化 硅的折射率高達(dá)2. 65~2. 69 (第二折射率)，比現(xiàn)有常用的氧化鈦的折射率高出許多，根據(jù) 相長(zhǎng)(高反射區(qū)）干涉與相消（弱反射區(qū)）干涉原理可以推出，折射率越大能形成的光強(qiáng)區(qū)或 減反射區(qū)越寬，越易促進(jìn)最為理想的干涉效果，因此，將該高折射率的摻雜金屬的碳化硅膜 層用于鍍膜玻璃中有利于該鍍膜玻璃制備減反膜及高反膜，而且，同樣利用碳化硅的高折 射率在制備低輻射節(jié)能玻璃時(shí)，不僅可以避免加厚功能層，節(jié)省資源，且有效改善玻璃的偏 色問(wèn)題，提高低輻射玻璃的整體品質(zhì)。具體地，該摻雜金屬的碳化硅膜層具有以下優(yōu)選實(shí)施 例：
[0023] 作為優(yōu)選實(shí)施例，上述摻雜金屬的碳化硅膜層中金屬的重量百分含量?jī)?yōu)選為 0· 5 ~18%。
[0024] 這是因?yàn)閾诫s的金屬重量百分含量過(guò)高，在磁控濺射鍍膜工藝中當(dāng)金屬與反應(yīng)氣 體生成氧化物或氮化物時(shí)，其含量越大，越易降低該介質(zhì)層的折射率，不利于后期減反膜、 高反膜或節(jié)能膜的品質(zhì)；而金屬重量百分含量過(guò)低，則靶材的導(dǎo)電作用較弱，不利于該材料 的大功率濺射生產(chǎn)，也影響生產(chǎn)效率。
[0025] 由于真空磁控濺射工藝沉積的膜層質(zhì)量高，密集度好，因此，作為另一優(yōu)選實(shí)施 例，上述摻雜金屬的碳化硅膜層優(yōu)選采用金屬粉體-碳化硅為靶材以真空磁控濺射鍍膜而 成。具體地，該金屬粉體的純度優(yōu)選達(dá)到99. 99%，這樣，可進(jìn)一步優(yōu)化摻雜金屬的碳化硅膜 層的導(dǎo)電性和折射率；該碳化硅選自純度達(dá)到99. 5%以上的碳化硅粉體。另外，上述金屬粉 體優(yōu)選為具有優(yōu)異傳熱和導(dǎo)電性能的鋁粉，這樣，具有良好高溫?zé)釋?dǎo)性的碳化硅和金屬鋁 形成的靶材可以有效避免在高溫下出現(xiàn)燒結(jié)黑渣及放電打火的現(xiàn)象，提高其膜層的質(zhì)量。
[0026] 進(jìn)一步優(yōu)選地，上述鋁粉與碳化硅粉體構(gòu)成的靶材結(jié)構(gòu)為平面靶或旋轉(zhuǎn)靶。其中， 平面靶材采用現(xiàn)有的粉末冶金工藝燒結(jié)成型；旋轉(zhuǎn)靶材采用特殊的噴涂工藝制備而成，在 此不再贅述。
[0027] 進(jìn)一步優(yōu)選地，在靶材制備完畢后，應(yīng)對(duì)靶材采用真空磁控濺射工藝在玻璃基 片1上沉積一層摻雜金屬的碳化硅膜層，其具體沉積的工藝條件優(yōu)選為：惰性氣體流量約 600-800SCCM，反應(yīng)氣體流量為20-30SCCM，真空度為3. 3 X l(T3mba，濺射電壓低于680V。其 中，該反應(yīng)氣體只與靶材中的鋁粉反應(yīng)生成氧化鋁或氮化鋁。該優(yōu)選的工藝條件不僅維持 電壓的穩(wěn)定，可微控反應(yīng)氣體的流量，使得濺射工藝操作性和膜層穩(wěn)定性增強(qiáng)，且碳化硅為 一種原子晶體材料，