CN111847900A - 一种低辐射镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低辐射镀膜玻璃及其制备方法，涉及低辐射镀膜玻璃领域领域，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；所述玻璃基材为普通浮法玻璃；所述复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；所述吸收镀层为氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化铁、氧化镍中的任意一种；所述第一镀层为氮化硅或碳化硅；所述第二镀层为掺杂镧的氮化铬；所述第三镀层为氮化硅或碳化硅；所述反射镀层为镓、锗、铟、锡、锑中的任意一种或其氧化物、氮化物、氮氧化物；所述保护层为石墨烯，本发明低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.042‑0.054，光透过率为82‑90％，远红外反射率≥99％，满足使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及低辐射镀膜玻璃领域，具体涉及一种低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
背景技术
现代建筑设计倾向于使用大面积玻璃自然采光，然而普通的单片玻璃夏季无法阻挡阳光中的热能向室内传递，冬季也无法阻挡室内热能的外泄，保持室内适宜的温度的代价只能是大量消耗能源，例如空调、暖气等。由此导致的直接后果是整个建筑的节能性的极大损失。如何在保证室内采光良好的前提下将玻璃能量损失减至最低。由此低辐射镀膜玻璃应上述功能而开发使用并取得了良好的效果成为当今玻璃市场上的主要发展的产品之一。
就我国情况而论，我国纬度跨度较大，北方地区冬天气候严寒南方地区夏热冬暖。我国建筑能耗占总体能耗的35％，建筑节能滞后，能耗高，污染重，成为制约我国经济可持续发展的突出问题。研究表面，中国建筑外墙热损失是加拿大和北美同类建筑的3-5倍，窗的热损失在2倍以上，门窗面积占建筑面积的20％-30％，玻璃占门窗面积70％-80％，建筑能耗的70％是通过门窗流失的，其中1/3是通过玻璃流失的，所以，低辐射镀膜玻璃的大规模推广使用，对于降低社会整体能源消耗具有极重要的意义。
中国专利CN 106045333 B提供一种低辐射镀膜玻璃及其制备方法，所述低辐射镀膜玻璃包括玻璃基片及依次溅射于玻璃基片之上的内层介质层、功能层和外层介质层；所述内层介质层和外层介质层均为(Ti,Al)N薄膜，功能层为掺铜银膜，并且在功能层和外层介质层之间还可溅射一层防氧化层。所述制备方法包括：将玻璃基片于氩气和氮气氛围中溅射内层介质层；然后于氩气氛围中在内层介质层上溅射功能层；再于氩气和氮气氛围中在功能层上溅射外层介质层，得到低辐射镀膜玻璃。该发明的低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.052～0.054，光透过率为74.4～78.36％，远红外反射率为99.8～99.99％。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种低辐射镀膜玻璃，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
所述玻璃基材为普通浮法玻璃；
所述复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
所述吸收镀层为氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化铁、氧化镍中的任意一种；
所述第一镀层为氮化硅或碳化硅；
所述第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
所述第三镀层为氮化硅或碳化硅；
所述反射镀层为镓、锗、铟、锡、锑中的任意一种或其氧化物、氮化物、氮氧化物；
所述保护层为石墨烯。
进一步地，所述的低辐射镀膜玻璃包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
所述玻璃基材为普通浮法玻璃；
所述复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
所述吸收镀层为氧化锌；
所述第一镀层为氮化硅；
所述第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
所述第三镀层为氮化硅；
所述反射镀层为氮氧化镓；
所述保护层为石墨烯。
进一步地，所述低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.042-0.054，光透过率为82-90％，远红外反射率≥99％。
进一步地，所述玻璃基材的厚度为1-5mm，Ag层10-15nm，吸收镀层20-30nm，第一镀1-5nm，第二镀层5-10nm，第三镀层1-5nm，反射镀层20-30nm，保护层30-50nm。
进一步地，所述玻璃基材的厚度为5mm，Ag层10nm，吸收镀层20nm，第一镀5nm，第二镀层5nm，第三镀层5nm，反射镀层20nm，保护层50nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法，具体如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层。
进一步地，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比10-20:1混合而成的气体。
进一步地，镀Ag层时，工作气体流量为1000-1200sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为1-10s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为600-800sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为1-10s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为600-800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为1-10s，镀保护层时，工作气体流量为600-800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10-30s。
(三)有益效果
本发明提供了一种低辐射镀膜玻璃及其制备方法，具有以下有益效果：
本发明低辐射镀膜玻璃采用多层镀膜结构叠加设置而成，与传统的低辐射镀膜玻璃相比，本发明低辐射镀膜玻璃具有更加优良的光学与热学性能，更低的辐射率和遮阳系数以及热稳定性能，在磁控溅射过程中能保证银层尽可能的不被氧化变色，各膜层的性能也更加稳定，保证产品性能在受热前后保持一致，优良的光学与热学性能使得本发明低辐射镀膜玻璃对光的反射率更低，可使建筑物外视效果更加通透明亮，并有效减少眩光现象；更低的辐射率和更低的遮阳系数，使得本发明所述低辐射镀膜玻璃具有更好的保温和隔热性能，本发明低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.042-0.054，光透过率为82-90％，远红外反射率≥99％，满足使用需求。
具体实施方式
实施例1：
一种低辐射镀膜玻璃，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
玻璃基材为普通浮法玻璃；
复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
吸收镀层为氧化锡；
第一镀层为碳化硅；
第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
第三镀层为碳化硅；
反射镀层为氮化镓；
保护层为石墨烯。
其中，玻璃基材的厚度为5mm，Ag层10nm，吸收镀层20nm，第一镀5nm，第二镀层5nm，第三镀层5nm，反射镀层20nm，保护层50nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比10:1混合而成的气体，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层，镀Ag层时，工作气体流量为1200sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为5s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为600sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为10s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为5s，镀保护层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为20s。
实施例2：
一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
玻璃基材为普通浮法玻璃；
复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
吸收镀层为氧化锌；
第一镀层为氮化硅；
第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
第三镀层为氮化硅；
反射镀层为氮氧化镓；
保护层为石墨烯。
其中，玻璃基材的厚度为5mm，Ag层10nm，吸收镀层20nm，第一镀1nm，第二镀层5nm，第三镀层1nm，反射镀层20nm，保护层30nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比20:1混合而成的气体，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层，镀Ag层时，工作气体流量为1200sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为2s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为8s，镀保护层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为18s。
实施例3：
一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
玻璃基材为普通浮法玻璃；
复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
吸收镀层为氧化锡；
第一镀层为氮化硅；
第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
第三镀层为氮化硅；
反射镀层为氮化锡；
保护层为石墨烯。
其中，玻璃基材的厚度为5mm，Ag层15nm，吸收镀层30nm，第一镀5nm，第二镀层10nm，第三镀层5nm，反射镀层30nm，保护层50nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比20:1混合而成的气体，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层，镀Ag层时，工作气体流量为1200sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为10s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s，镀保护层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为30s。
实施例4：
一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
玻璃基材为普通浮法玻璃；
复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
吸收镀层为氧化钛；
第一镀层为碳化硅；
第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
第三镀层为氮化硅；
反射镀层为氧化锑；
保护层为石墨烯。
其中，玻璃基材的厚度为2mm，Ag层12nm，吸收镀层20nm，第一镀1nm，第二镀层10nm，第三镀层5nm，反射镀层30nm，保护层40nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比15:1混合而成的气体，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层，镀Ag层时，工作气体流量为1100sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为4s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为600sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为5s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为600sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s，镀保护层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为20s。
实施例5：
一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
玻璃基材为普通浮法玻璃；
复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
吸收镀层为氧化镍；
第一镀层为氮化硅；
第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
第三镀层为氮化硅；
反射镀层为氮化锗；
保护层为石墨烯。
其中，玻璃基材的厚度为1mm，Ag层15nm，吸收镀层20nm，第一镀5nm，第二镀层5nm，第三镀层5nm，反射镀层20nm，保护层50nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比10:1混合而成的气体，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层，镀Ag层时，工作气体流量为1200sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为1s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为1s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为1s，镀保护层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为15s。
实施例6：
一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
玻璃基材为普通浮法玻璃；
复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
吸收镀层为氧化锌；
第一镀层为碳化硅；
第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
第三镀层为碳化硅；
反射镀层为氮化锡；
保护层为石墨烯。
其中，玻璃基材的厚度为5mm，Ag层10nm，吸收镀层30nm，第一镀1nm，第二镀层10nm，第三镀层1nm，反射镀层30nm，保护层30nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比20:1混合而成的气体，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层，镀Ag层时，工作气体流量为1000sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为600sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为10s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为600sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s，镀保护层时，工作气体流量为600sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为30s。
实施例7：
一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
玻璃基材为普通浮法玻璃；
复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
吸收镀层为氧化锡；
第一镀层为碳化硅；
第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
第三镀层为碳化硅；
反射镀层为氧化镓；
保护层为石墨烯。
其中，玻璃基材的厚度为5mm，Ag层15nm，吸收镀层30nm，第一镀5nm，第二镀层10nm，第三镀层5nm，反射镀层30nm，保护层50nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比20:1混合而成的气体，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层，镀Ag层时，工作气体流量为1200sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为10s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s，镀保护层时，工作气体流量为800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为30s。
实施例8：
一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
玻璃基材为普通浮法玻璃；
复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
吸收镀层为氧化铁；
第一镀层为氮化硅；
第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
第三镀层为氮化硅；
反射镀层为氮化铟；
保护层为石墨烯。
其中，玻璃基材的厚度为1mm，Ag层10nm，吸收镀层20nm，第一镀1nm，第二镀层5nm，第三镀层1nm，反射镀层20nm，保护层30nm。
上述低辐射镀膜玻璃的制备方法如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比10:1混合而成的气体，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层，镀Ag层时，工作气体流量为1000sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为1s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为600sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为1s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为600sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为1s，镀保护层时，工作气体流量为600sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10s。
下表1为利用本发明实施例1-3低辐射镀膜玻璃的性能测试结果。
表1：
由上表1可知，本发明制备的低辐射镀膜玻璃具有极低的辐射率，极高的远红外反射率，保温效果好，而且光透过率高，更加美观透亮。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
所述玻璃基材为普通浮法玻璃；
所述复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
所述吸收镀层为氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化铁、氧化镍中的任意一种；
所述第一镀层为氮化硅或碳化硅；
所述第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
所述第三镀层为氮化硅或碳化硅；
所述反射镀层为镓、锗、铟、锡、锑中的任意一种或其氧化物、氮化物、氮氧化物；
所述保护层为石墨烯。
2.如权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括依次分布的玻璃基材、Ag层、复合镀层、Ag层、保护层；
所述玻璃基材为普通浮法玻璃；
所述复合镀层包括吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层；
所述吸收镀层为氧化锌；
所述第一镀层为氮化硅；
所述第二镀层为掺杂镧的氮化铬；
所述第三镀层为氮化硅；
所述反射镀层为氮氧化镓；
所述保护层为石墨烯。
3.如权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.042-0.054，光透过率为82-90％，远红外反射率≥99％。
4.如权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述玻璃基材的厚度为1-5mm，Ag层10-15nm，吸收镀层20-30nm，第一镀1-5nm，第二镀层5-10nm，第三镀层1-5nm，反射镀层20-30nm，保护层30-50nm。
5.如权利要求4所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述玻璃基材的厚度为5mm，Ag层10nm，吸收镀层20nm，第一镀5nm，第二镀层5nm，第三镀层5nm，反射镀层20nm，保护层50nm。
6.如权利要求1-5中任一项所述的低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，具体如下：
将玻璃基材去离子水、丙酮清洗后烘干通过辊道输送到磁控溅射设备中，依次镀Ag层、吸收镀层、第一镀层、第二镀层和第三镀层、反射镀层、Ag层、保护层。
7.如权利要求6所述的低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，磁控溅射镀膜的工作气体为Ar和N2按体积比10-20:1混合而成的气体。
8.如权利要求6所述的低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，镀Ag层时，工作气体流量为1000-1200sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为1-10s，镀吸收镀层和反射镀层时，工作气体流量为600-800sccm，真空度为5×10-3Pa，溅射时间为1-10s，镀第一镀层、第二镀层和第三镀层时，工作气体流量为600-800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为1-10s，镀保护层时，工作气体流量为600-800sccm，真空度为3×10-3Pa，溅射时间为10-30s。
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