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1、10申请公布号CN101935169A43申请公布日20110105CN101935169ACN101935169A21申请号201010286734222申请日20100919C03C17/3620060171申请人天津耀皮工程玻璃有限公司地址300409天津市塘沽区新技术开发区北辰科技园华泰道1号72发明人杨桂祥岳志峰赵永进方志坚74专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人王丽54发明名称采用TIO2陶瓷靶磁控溅射的膜系玻璃结构及方法57摘要本发明涉及一种采用TIO2陶瓷靶磁控溅射的膜系玻璃结构及方法;该玻璃的膜层结构自玻璃板向外依次为玻璃/TIO2基层/底层电介质层/。
2、底银层/底层阻挡保护层层/中间复合电介质层/顶层银/顶层阻挡保护层/上层电介质层。方法是A基板玻璃清洗、干燥;B预真空过渡;C镀陶瓷TIO2基层;D镀底层电介质层;E镀底层银;F镀底层阻挡保护层;G镀中间复合电介质层;H镀顶层银;I镀顶层阻挡保护层;J镀上层电介质层。发明在具有TIO2有折射率高的特点,更有效的降低银层反射。TIO2膜有较强的耐腐蚀性能。氧化锌表面更适合于银层成膜,在同样银层厚度的情况下达到较低的辐射率,在氧化锌作为底层电介质层的情况下,先镀制一层陶瓷TIO2则结合了两种材料的优点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图2页C。
3、N101935169A1/2页21一种采用TIO2陶瓷靶磁控溅射的膜系玻璃结构,其特征在于,该玻璃的膜层结构自玻璃板向外依次为玻璃/TIO2基层/底层电介质层/底银层/底层阻挡保护层/中间复合电介质层/顶层银/顶层阻挡保护层/上层电介质层。2按权利要求1所述的玻璃结构,其特征在于各膜层的厚度为TIO2基层膜层厚度为1525NM;底层电介质层膜层厚度为1520NM;底层银膜层厚度为79NM;底层阻挡保护层膜层厚度为13NM;中间复合电介质层SN膜层厚度为2933NM;中间复合电介质层ZNAL膜层厚度为4148NM;顶层银膜层厚度为1417NM;顶层阻挡保护层膜层厚度为23NM;上层电介质层膜层厚。
4、度为5070NM。3一种采用TIO2陶瓷靶磁控溅射的膜系结构玻璃的生产方法,其特征在于步骤如下A基板玻璃清洗、干燥;B预真空过渡;C镀陶瓷TIO2基层;C镀底层电介质层;D镀底层银;F镀底层阻挡保护层;G镀中间复合电介质层;F镀顶层银;I镀顶层阻挡保护层;J镀上层电介质层。4按权利要求3所述的生产方法,其特征在于所述的镀陶瓷TIO2基层是将陶瓷TIO2靶在纯氩或氩氧气氛中进行溅射,溅射气压范围2102MBR3104MBR,脉冲电源频率为15KHZ25KHZ;溅射氩氧混合气比例为氩氧90107030。5按权利要求3所述的生产方法,其特征在于所述的底层阻挡保护层和顶层阻挡保护层的材料为镍或镍含量超。
5、过50的镍合金,钛或含钛量高于80的钛合金。6按权利要求3所述的生产方法,其特征在于所述的底层电介质层和中间复合电介质层为金属氧化物,金属氧化物的镀制方法为采用金属靶材料在氧气氛围或氧氩混合气氛围中进行溅射,溅射气压范围2102MBR3104MBR,溅射氧氩混合气比例为氩氧20804060。7按权利要求3所述的生产方法,其特征在于所述的上层电介质层采用材料为氮化硅,镀制方法为采用硅靶氮氩混合气氛围中进行溅射,溅射气压范围2102MBR3104MBR,溅射氮氩混合气比例为氩氮30704060。8按权利要求6所述的生产方法,其特征在于所述的底层电介质层是ZNAL圆靶在过氧状态中溅射,ZNAL901。
6、0。权利要求书CN101935169A2/2页39按权利要求6所述的生产方法,其特征在于所述的中间复合电介质层是通过交流阴极的锡靶或锌铝靶,在氩氧氛围中溅射,脉冲电源频率为15KHZ25KHZ。10按权利要求3所述的生产方法,其特征在于所述的上层电介质层采用SIAL靶,在氮氩氛围中溅射硅铝合金,氩氮30704060。权利要求书CN101935169A1/7页4采用TIO2陶瓷靶磁控溅射的膜系玻璃结构及方法技术领域0001本发明涉及一种镀有双银层、TIO2为基层的低反射率镀膜玻璃。由该新型的膜系机构,使玻璃的光学性能和热学性能达到最佳的匹配,属于无机非金属技术领域。背景技术0002真空溅射方法用。
7、来生产光学薄膜已经有很长的历史,自20世纪70年代中期以来,由于磁控溅射的出现,大幅度地提高了真空溅射方法的镀膜速度。90年代以来,用真空磁控溅射生产的低辐射玻璃在欧美发展很快,其作用是在玻璃表面镀制可以反射红外光线的薄膜,从而降低玻璃表面的辐射率,减少玻璃因热辐射而造成的传热损耗,以提高玻璃窗的保温隔热能力,这种低辐射玻璃配合双层中空玻璃使用,可以隔绝玻璃传导、对流、辐射三种传热途径,为一种非常有实用价值的节能环保产品。0003市场上现有的双银镀膜低辐射玻璃,普遍高透低反,遮阳系数较高,从而目前开发新型双银镀膜低辐射玻璃大都围绕着降低反射为出发点,而降低反射的一般做法为利用光的干涉原理,通过。
8、膜层中的介质层来做到减反的效果。在一些发明中,还出现了复合电介质层,或在电介质层后面再增加复合吸收层,等等。如王茂良等人在发明专利申请公开说明书CN20071004593019中提出了在底层电介质层后增加一层厚度为12NM14NM的NICR/ZNOX陶瓷的复合吸收层,此复合吸收层意在提高对可见光的吸收性。而本发明的不同在于底层介质层的前面与玻璃基片相接触的为TIO2基层膜,意在降低对可见光的反射;王等人还提出了复合电介质层作为两层银的中间电介质层,则与本发明没有实质性区别,王等人的复合电介质层采用的材料为锡/锌/氧化钛,本发明采用锡/锌铝,且厚度相对较薄。0004采用真空磁控溅射法生产普通低辐。
9、射玻璃的膜层结构一般为玻璃/底层电介质层/银层/阻挡保护层/上层电介质层。0005底层电介质层的材料一般为金属或非金属的氧化物或氮化物,如SNO2,ZNO,NB2O5,SI3N4等;0006阻隔保护层一般为NICR或者NICROX;0007上层和中间电介质层的材料一般为金属或非金属的氧化物或氮化物,如SNO2,ZNO,NB2O5,SI3N4等;0008但是,这种传统结构的低辐射玻璃,不能同时满足低遮阳系数和中低反射的条件,主要是指公共/商用建筑和车辆的侧窗用途。在上述的低辐射产品中,如果要大幅度提高遮阳能力和节能效果,只能靠增加银层厚度来实现,这会使玻璃的反射率增加,颜色发生变化,而一般低辐射。
10、膜玻璃中的电介质在这种情况下,无法有效地调节以达到降低低反射、调节颜色的作用。0009因为低遮阳系数往往要求产品有较低的反射率,在降低了遮阳系数的同时会形成较高的反射率。随着目前许多国家和地区为了限制光污染纷纷出台限制玻璃的可见光反射率法规。这种结构的低辐射玻璃已经越来越达不到客户的要求。为了同时满足低遮阳系数说明书CN101935169A2/7页5和中低反射的要求,本企业发明了一种采用陶瓷TIO2为基层的双银膜系,因TIO2有较高折射率折射率N235265,根据光学干涉原理,可以更有效的降低银层反射。在以前的一些发明当中,人们也在努力的制造中低透射,低反射的玻璃,例如发明专利申请公开说明书C。
11、N20071004593019,采取了一种在底层介质层后面增加一层复合吸收层的方式来减少反射。本发明与举例中的发明有着明显的不同之处,举例中的发明是在介质层后面增加吸收层,利用的是某些材料的高吸收性;而本发明是在介质层的前面增加陶瓷TIO2基层膜,利用的是TIO2薄膜的特殊光学性能来达到减少反射的目的。0010此双银镀膜玻璃做到中低透过率时,可以做到较低的反射率。基于此,开发出了中低遮阳的低反射双银镀膜玻璃新产品。发明内容0011为了同时满足中低遮阳系数和低反射的要求,本发明的目的是提供一种采用陶瓷TIO2膜为基层膜的新型膜系结构玻璃及生产工艺。0012本发明的技术方案如下0013一种采用TI。
12、O2陶瓷靶磁控溅射的膜系玻璃结构,该玻璃的膜层结构自玻璃板向外依次为0014玻璃/TIO2基层/底层电介质层/底银层/底层阻挡保护层层/中间复合电介质层/顶层银/顶层阻挡保护层/上层电介质层。0015玻璃结构各膜层的厚度为0016TIO2基层膜层厚度为1525NM;0017底层电介质层膜层厚度为1520NM;0018底层银膜层厚度为79NM;0019底层阻挡保护层膜层厚度为13NM;0020中间复合电介质层SN膜层厚度为2933NM;0021中间复合电介质层ZNAL膜层厚度为4148NM;0022顶层银膜层厚度为1417NM;0023顶层阻挡保护层膜层厚度为23NM;0024上层电介质层膜层厚。
13、度为5070NM。0025本发明采用TIO2陶瓷靶磁控溅射的膜系结构玻璃的生产方法,步骤如下0026A基板玻璃清洗、干燥;0027B预真空过渡;0028C镀陶瓷TIO2基层;0029D镀底层电介质层;0030E镀底层银;0031F镀底层阻挡保护层;0032G镀中间复合电介质层;0033H镀顶层银;0034I镀顶层阻挡保护层;0035J镀上层电介质层。说明书CN101935169A3/7页60036所述的镀陶瓷TIO2基层是将陶瓷TIO2靶在纯氩或氩氧气氛中进行溅射,溅射气压范围2102MBR3104MBR,溅射氩氧混合气比例为氩氧90107030。0037所述的阻挡保护层的材料为镍或镍含量超过。
14、50的镍合金,钛或含钛量高于80的钛合金。0038所述的底层电介质层和中间复合电介质层为金属氧化物,金属氧化物的镀制方法为采用金属靶材料在氧气氛围或氧氩混合气氛围中进行溅射,溅射气压范围2102MBR3104MBR,溅射氧氩混合气比例为氩氧20804060。0039所述的上层电介质层采用材料为氮化硅,镀制方法为采用硅靶氮氩混合气氛围中进行溅射,溅射气压范围2102MBR3104MBR,溅射氮氩混合气比例为氩氮30704060。0040本发明的各层膜的还可以是0041陶瓷TIO2基层采用交流阴极的陶瓷TIO2圆靶在氩氧氛围中溅射TIO2,氩氧90107030,脉冲电源频率为15KHZ25KHZ;。
15、0042底层电介质层ZNAL圆靶在过氧状态中溅射,ZNAL9010,氩氧20804060;银层在纯氩气氛围中沉积;0043阻挡保护层;在纯氩气氛围中溅射镍铬合金NICR;0044中间复合电介质层;通过交流阴极的锡靶或锌铝靶,在氩氧氛围中溅射,氩氧20804060,脉冲电源频率为15KHZ25KHZ;0045上层电介质层采用SIAL靶,在氮氩氛围中溅射硅铝合金,氩氮30704060。0046该发明的效果是00471在节能效果成为目前玻璃幕墙发展的主流的情况下,开发双银低辐射产品是各工厂单位的前沿工作。00482TIO2有折射率折射率N235265高的特点,根据光学干涉原理,可以更有效的降低银层反。
16、射。00493TIO2膜有较强的耐腐蚀性能。00504氧化锌表面更适合于银层成膜,在同样银层厚度的情况下达到较低的辐射率,而在氧化锌作为底层电介质层的情况下,首先镀制一层陶瓷TIO2则可以结合两种材料的优点。附图说明0051图1本发明工艺流程图;0052图2本发明的玻璃结构示意图。0053图3膜层堆积示意图;0054其中0055TIO2基层膜0056底层电介质层0057底银层0058底层阻挡保护层说明书CN101935169A4/7页70059中间复合电介质层SN0060中间复合电介质层ZNAL0061顶银层0062顶层阻挡保护层0063上层电介质。具体实施方式0064实施例10065采用的设。
17、备是德国AMART公司的TERRAG系列建筑平板玻璃双端连续式镀膜机,交流溅射供电柜对每个溅射靶材的最大输出功率为120KW。所用玻璃基板为普通6MM钠钙硅酸盐浮法玻璃。0066实施例1双银镀膜玻璃靶位分布及工艺参数00670068用上述工艺参数制出的玻璃光学性能如下0069玻璃可见光透过率T680070可见光玻璃面反射率R130071可见光玻璃面色坐标A值180072色坐标B值530073可见光透射色坐标A值270074色坐标B值08说明书CN101935169A5/7页80075玻璃的辐射率00280076本发明制成中空玻璃间隔为12MM充空气窗结构,按照IS010292标准测定的数据如下。
18、0077可见光透过率T6100078可见光玻璃面反射率OUT130079可见光玻璃面反射率IN130080太阳能透过率T300081太阳能反射率OUT290082GVALUE0350083遮阳系数SC040084传热系数U16W/M2K。0085实施例2设备条件与例一相同。0086实施例2双银镀膜玻璃靶位分布及工艺参数00870088用上述工艺参数制出的玻璃光学性能如下0089玻璃可见光透过率T580090可见光玻璃面反射率R150091可见光玻璃面色坐标A值250092色坐标B值430093可见光透射色坐标A值22说明书CN101935169A6/7页90094色坐标B值050095玻璃的辐。
19、射率00310096本发明制成中空玻璃间隔为12MM充空气窗结构,按照ISO10292标准测定的数据如下0097可见光透过率T5300098可见光玻璃面反射率OUT1560099可见光玻璃面反射率IN1380100太阳能透过率T2590101太阳能反射率OUT2830102GVALUE0330103遮阳系数SC0370104传热系数U16W/M2K。0105实施例3设备条件与例1相同。0106实施例3双银镀膜玻璃靶位分布及工艺参数01070108用上述工艺参数制出的玻璃光学性能如下0109玻璃可见光透过率T390110可见光玻璃面反射率R1420111可见光玻璃面色坐标A值150112色坐标B值250113可见光透射色坐标A值05说明书CN101935169A7/7页100114色坐标B值780115玻璃的辐射率00300116本发明制成中空玻璃间隔为12MM充空气窗结构,按照ISO10292标准测定的数据如下0117可见光透过率T3560118可见光玻璃面反射率OUT1490119可见光玻璃面反射率IN2240120太阳能透过率T190121太阳能反射率OUT2580122GVALUE0250123遮阳系数SC0290124传热系数U16W/M2K。说明书CN101935169A1/2页11图1图2说明书附图CN101935169A2/2页12图3说明书附图。