專利名稱：通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法。
背景技術(shù)：
隨著全球性能源危機(jī)的日趨嚴(yán)重，節(jié)能作為國家戰(zhàn)略問題已引起世界各國的高度重視。玻璃作為一種良好的建筑材料，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑之中。但普通玻璃在透過可見光的時候，也透過近紅外線和部分中遠(yuǎn)紅外線，這種無選擇的透過使得普通玻璃成了建筑物能耗的主要泄漏源。為了改善普通玻璃的性能，發(fā)展出了一種在薄膜表面鍍膜，從而使玻璃能夠在可見光區(qū)和紅外區(qū)進(jìn)行選擇性的吸收和透過。這種新發(fā)展出來的玻璃稱為高效節(jié)能鍍膜玻璃。
高效節(jié)能鍍膜玻璃是一種綜合性能良好的節(jié)能玻璃。它對太陽能和可見光有較高的透過率，輻射系數(shù)低，能有效阻止紫外線透過和紅外輻射，防止室內(nèi)熱量從玻璃輻射出去，還有美麗淡雅的色澤。但隨著玻璃幕墻，玻璃屋頂和玻璃結(jié)構(gòu)在高層建筑中的大規(guī)模應(yīng)用，玻璃的清潔問題變得越來越突出，尋求一種具有自清潔功能的玻璃已成為世界各國的研究熱點(diǎn)。若能將節(jié)能和自清潔二種功能集于一種膜層，將會大大改良建筑玻璃的功能，改善人們的居住環(huán)境。
TiN薄膜是一種透明導(dǎo)電膜，它在可見光波段具有適合的透光性，對紅外光具有很高的反射性。因此，在普通玻璃上設(shè)置氮化鈦薄膜具有良好的陽光控制功能和低輻射性能在通過足夠的可見光滿足取光需要的同時，能夠反射部分近紅外光所輻射的能量以達(dá)到控制陽光的目的，并對人體和物體輻射的中遠(yuǎn)紅外光具有較高的反射率以減小室內(nèi)物體對外輻射的泄漏。
同時TiO2，由于其特殊的能帶結(jié)構(gòu)，具有極高的光催化活性，使其在光催化和自清潔領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。將TiN薄膜在含氧的氣氛中進(jìn)行熱處理，可以使其表面發(fā)生部分氧化，在局部區(qū)域生成TiO2或TiO2-xNx，在不改變薄膜的光輻射性能的同時，使其具有自清潔的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法。
方法步驟如下1)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應(yīng)室，通入TiCl4、NH3和N2進(jìn)行氣相沉積反應(yīng)，其中TiCl4的流量為200-300sccm，NH3的流量為100-200sccm，N2的流量為700-1000sccm，反應(yīng)溫度為500-700℃，反應(yīng)時間為60-150s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；3)將熱處理反應(yīng)室預(yù)熱至600-800℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應(yīng)室中，熱處理時間為30min-120min，冷卻后得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
本發(fā)明的有益效果在于通過較為簡單的熱處理工藝，通過控制熱處理的溫度和時間，大大改善了TiN薄膜的表面性能，用化學(xué)氣相沉積法得到兼具低輻射和自清潔功能的鍍膜玻璃。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例11)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應(yīng)室，通入TiCl4、NH3和N2進(jìn)行氣相沉積反應(yīng)，其中TiCl4的流量為200sccm，NH3的流量為100sccm，N2的流量為700sccm，反應(yīng)溫度為500℃，反應(yīng)時間為60s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；3)將熱處理反應(yīng)室預(yù)熱至600℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應(yīng)室中，熱處理時間為30min，冷卻后得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
實(shí)施例21)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應(yīng)室，通入TiCl4、NH3和N2進(jìn)行氣相沉積反應(yīng)，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為200sccm，N2的流量為1000sccm，反應(yīng)溫度為700℃，反應(yīng)時間為150s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；3)將熱處理反應(yīng)室預(yù)熱至800℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應(yīng)室中，熱處理時間為120min，冷卻后得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
實(shí)施例31)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應(yīng)室，通入TiCl4、NH3和N2進(jìn)行氣相沉積反應(yīng)，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，反應(yīng)溫度為600℃，反應(yīng)時間為120s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；
3)將熱處理反應(yīng)室預(yù)熱至700℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應(yīng)室中，熱處理時間為120min，冷卻后得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
實(shí)施例41)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板。
2)將玻璃基板放入氣相沉積反應(yīng)室，控制TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，控制體系溫度為600℃，反應(yīng)時間為120s，在此工藝條件下在玻璃基本表面沉積TiN薄膜。
3)將熱處理反應(yīng)室預(yù)熱至600℃，將表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入反應(yīng)室中，熱處理120min，冷卻得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過熱處理后的薄膜具有光催化性能，在紫外光照射下經(jīng)過其2-3h的催化后，亞甲基藍(lán)的降解率可達(dá)到70％-80％的范圍，且經(jīng)過此種方法熱處理后的TiN薄膜表面呈現(xiàn)親水性，接觸角在7-10°的范圍內(nèi)變動，且隨紫外光照射時間的增長，接觸角變小并趨向于零。說明經(jīng)熱處理后的薄膜具有自清潔性能。
權(quán)利要求
1.一種通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法，其特征在于方法步驟如下1)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應(yīng)室，通入TiCl4、NH3和N2進(jìn)行氣相沉積反應(yīng)，其中TiCl4的流量為200-300sccm，NH3的流量為100-200sccm，N2的流量為700-1000sccm，反應(yīng)溫度為500-700℃，反應(yīng)時間為60-150s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；3)將熱處理反應(yīng)室預(yù)熱至600-800℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應(yīng)室中，熱處理時間為30min-120min，冷卻后得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過熱處理使TiN薄膜表面具有自清潔性能的方法。方法步驟如下1)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應(yīng)室，通入TiCl
文檔編號C03C4/00GK1850689SQ20061005071
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者趙高凌, 張?zhí)觳? 鄭鵬飛, 韓高榮 申請人:浙江大學(xué)