專利名稱：單介質(zhì)層離線鍍膜低輻射玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玻璃制造和節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
低輻射玻璃是一種在玻璃表面沉積一層或多層透明導(dǎo)電薄膜的玻璃，可以透過 陽光中的大部分可見光，反射其中的部分紅外線，并具有很低的遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率(輻射系 數(shù))，隔熱效果非常明顯。在世界上發(fā)達(dá)國家，大部分建筑都采用這種低輻射玻璃。在我國， 低輻射玻璃的應(yīng)用還不十分廣泛，主要原因是成本問題。由于售價比普通白玻璃高得多，因 此只能用于高檔建筑中，民用住宅很少采用。 低輻射玻璃分在線鍍膜和離線鍍膜兩種，其中離線鍍膜低輻射玻璃主要由銀層和 保護(hù)介質(zhì)層構(gòu)成，介質(zhì)層同時還起到減小光反射的作用。當(dāng)前廣泛采用的介質(zhì)層包括氧化 鋅、氧化錫和氧化鈦，其中氧化鈦折射率高達(dá)2. 3，光學(xué)性能好，顏色調(diào)整容易。上述三種介 質(zhì)薄膜的共同缺點是能透過氧氣，導(dǎo)致銀層被緩慢氧化，性能降低，甚至失效。氧化鈦介質(zhì) 層的另一個缺點是濺射速率較低，生產(chǎn)成本相對較高。 已有離線鍍膜低輻射玻璃需要在較短時間內(nèi)封成中空結(jié)構(gòu)，否則性能將大幅度降 低，這就導(dǎo)致異地加工困難，限制了大規(guī)模生產(chǎn)。即使封成中空，由于軟性封接材料的弱呼 吸效應(yīng)，氧氣仍會慢慢進(jìn)入其中，導(dǎo)致低輻射玻璃性能下降，甚至失效。雖然已經(jīng)研制出可 以異地加工的離線鍍膜低輻射玻璃，但需要較厚的氮化硅保護(hù)膜，性能較差，生產(chǎn)成本高， 限制了其應(yīng)用。 由于離線鍍膜低輻射玻璃存在的各種問題，使其在中國只能用于高檔寫字樓，還 很難大規(guī)模推廣。當(dāng)前需要解決的是降低低輻射玻璃的生產(chǎn)成本，在民居中大規(guī)模應(yīng)用，適 應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中離線低輻射玻璃存在的不足和缺點，提供一種低輻射玻 璃，使其不僅具有材料普通、性能穩(wěn)定，完全不氧化等特點，而且解決了已有產(chǎn)品生產(chǎn)成本 高的問題，可以推動低輻射節(jié)能玻璃的大規(guī)模應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 低輻射玻璃，具有單銀層結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的技術(shù)其特征在于其基本結(jié)構(gòu)中，由下而 上依次包括玻璃板10、銀層11、介質(zhì)層12，其特征在于介質(zhì)層12由1至IO個子層組成，構(gòu) 成子層的材料包括氧化鋅薄膜、氧化錫薄膜、氧化銦錫薄膜、硅薄膜、硅和其它金屬組成的 以硅為主的硅合金薄膜、氧化硅薄膜、氧化硅合金薄膜、氮化硅薄膜、氮化硅合金薄膜等，構(gòu) 成子層的材料還包括鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的氧化物和氮化物， 構(gòu)成子層的材料還包括沿玻璃表面法線方向上組分和折射率漸變分布的硅氧薄膜、硅合金 氧薄膜、硅氮薄膜、硅合金氮薄膜、硅氧氮薄膜、硅合金氧氮薄膜，構(gòu)成子層的材料還包括沿 玻璃表面法線方向上組分和折射率漸變分布的鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的氮薄膜。構(gòu)成介質(zhì)層的各個子層的薄膜可以相同，也可以不同，但至少有一個子層是 由硅薄膜和硅合金薄膜中的一種構(gòu)成，或者由沿玻璃表面法線方向上組分和折射率漸變分 布的硅氧薄膜、硅合金氧薄膜、硅氮薄膜、硅合金氮薄膜、硅氧氮薄膜、硅合金氧氮薄膜中的 一種構(gòu)成，或者由沿玻璃表面法線方向上組分和折射率漸變分布的鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等 金屬及這些金屬之間合金的氮薄膜中的一種構(gòu)成。 所述構(gòu)成介質(zhì)層中子層的組分和折射率漸變分布的硅氧薄膜、硅氮薄膜、硅氧氮 薄膜等是硅含量沿玻璃表面法線方向上逐漸變化的薄膜，以該子層的中心平面為對稱平 面，組分和折射率在該中心平面的上下兩側(cè)成對稱分布，硅組分和折射率最高的部分位于 該子層的中心平面，硅組分和折射率最低的部分位于該子層最外側(cè)的兩個平面。所述構(gòu)成 介質(zhì)層中子層的組分和折射率漸變分布的硅合金氧薄膜、硅合金氮薄膜、硅合金氧氮薄膜 等是硅合金含量沿玻璃表面法線方向上逐漸變化的薄膜，以該子層的中心平面為對稱平 面，組分和折射率在該中心平面的上下兩側(cè)成對稱分布，硅合金組分和折射率最高的部分 位于該子層的中心平面，硅合金組分和折射率最低的部分位于該子層最外側(cè)的兩個平面。 所述構(gòu)成介質(zhì)層中子層的組分和折射率漸變分布的鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬 之間合金的氮薄膜是鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的含量沿玻璃表面法 線方向上逐漸變化的薄膜，以該子層的中心平面為對稱平面，組分和折射率在該中心平面 的上下兩側(cè)成對稱分布，鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的組分和折射率 最高的部分位于該子層的中心平面，鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的組 分和折射率最低的部分位于該子層最外側(cè)的兩個平面。 為了進(jìn)一步改善離線鍍膜低輻射玻璃的可靠性和壽命，可以在銀層的上下兩側(cè)或
單側(cè)設(shè)置保護(hù)層兼界面改善層，該層采用鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、鎳、鈷等金屬薄膜
或這些金屬之間的合金薄膜，也可采用不銹鋼薄膜，該薄膜厚度小于3納米。 所述的以硅為主的硅合金薄膜包括硅與銅、銀、鎂、鋁、鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、
鎢、錳、鉻、鐵、鈷、鎳等金屬組成的二元合金，也包括硅與上述金屬之間構(gòu)成的多元合金；硅
合金氧薄膜包括硅與銅、銀、鎂、鋁、鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、錳、鉻、鐵、鈷、鎳金屬組成
的二元合金氧薄膜，也包括硅與上述金屬之間構(gòu)成的多元合金氧薄膜；硅合金氮薄膜包括
硅與銅、銀、鎂、鋁、鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鴇、錳、鉻、鐵、鈷、鎳金屬組成的二元合金氮薄
膜，也包括硅與上述金屬之間構(gòu)成的多元合金氮薄膜；硅合金氧氮薄膜包括硅與銅、銀、鎂、
鋁、鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鴇、錳、鉻、鐵、鈷、鎳金屬組成的二元合金氧氮薄膜，也包括硅
與上述金屬之間構(gòu)成的多元合金氧氮薄膜。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果本發(fā)明所提供的低輻射玻 璃的介質(zhì)層的折射率可以在1. 5到4之間任意調(diào)整，大大增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈活性。這些 薄膜致密，能阻止氧或水汽的透過，大大提高了低輻射玻璃的性能穩(wěn)定性。所述的薄膜沉積 速率高，可以大大提高生產(chǎn)率，降低成本。本發(fā)明所采用的介質(zhì)層中有一些是對光可見光或 紅外線有吸收作用的薄膜，如硅、組分漸變的鋁氮、鈦氮、鉭氮、鋯氮等，包括這些薄膜的低 輻射玻璃可以具備一定的遮陽效果。 與已有的低輻射玻璃相比，穩(wěn)定性大大提高，可在空氣中長期存放。由于不存在氧 化問題，封成中空結(jié)構(gòu)后，不怕弱呼吸作用，即使氧進(jìn)入中空玻璃中，性能也不會降低，更不 會出現(xiàn)薄膜脫離現(xiàn)象。這些為大批量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用提供了很好的前提條件。本發(fā)明完全克服了已有各類低輻射玻璃的缺點，可以使低輻射玻璃的應(yīng)用得到極大的推廣，對建筑節(jié) 能的發(fā)展起到很好的推動作用。


圖1為本發(fā)明提供的單銀薄膜低輻射玻璃結(jié)構(gòu)示意圖。該低輻射玻璃依次包括玻 璃板10、銀層11、介質(zhì)層12。 圖2為本發(fā)明提供的具有附著力強(qiáng)化層的單銀薄膜低輻射玻璃結(jié)構(gòu)示意圖。該低 輻射玻璃依次包括玻璃板10、保護(hù)層兼界面改善13、銀層11、保護(hù)層兼界面改善14、介質(zhì)層 12。 圖3為介質(zhì)層中硅組分和折射率分布示意圖，其中&代表最高硅組分和折射率最 高的部位，N2代表最高硅組分和折射率最低的部位。
具體實施例方式
下面通過幾個具體的實施例對本發(fā)明的具體實施進(jìn)行說明。 實施例l :低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為玻璃板、10納米厚的銀層、11納米厚的介質(zhì) 層。介質(zhì)層采用硅氧薄膜，硅組分最高的部位，折射率控制在4. O，硅組分最低的部位，折射 率為1.5。該低輻射玻璃的可見光透過率超過75%，陽光透過率超過55%，輻射系數(shù)小于 0. 05。 實施例2 :低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為玻璃板、10納米厚的銀層、12納米厚的介質(zhì) 層。介質(zhì)層采用硅鋁氮薄膜，硅鋁之間原子數(shù)目比為15 : l，硅鋁組分最高的部位，折射率 控制在3. 8，硅組分最低的部位，折射率為2. 0。該低輻射玻璃的可見光透過率超過80%，陽 光透過率超過60%，輻射系數(shù)小于0. 05。 實施例3 :低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為玻璃板、10納米厚的銀層、20納米厚的介質(zhì) 層。介質(zhì)層采用硅氧氮薄膜，硅組分最高的部位，折射率控制在3. O，硅組分最低的部位，折 射率為1.6。該低輻射玻璃的可見光透過率超過80%，陽光透過率超過60%，輻射系數(shù)小于 0. 05。 實施例4 :低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為玻璃板、2納米厚的鈦保護(hù)層兼界面改善、 9納米厚的銀層、2納米厚的鈦保護(hù)層兼界面改善、12納米厚的介質(zhì)層。介質(zhì)層采用硅氧薄 膜，硅組分最高的部位，折射率控制在4.0，硅組分最低的部位，折射率為1.5。該低輻射玻 璃的可見光透過率超過65%，陽光透過率超過50%，輻射系數(shù)小于0. 05。
實施例5 :低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為玻璃板、10納米厚的銀層、介質(zhì)層，介質(zhì)層 采用兩個子層，分別是5納米厚的氧化鋅和12納米厚的硅氮。硅氮子層中，硅組分最高的 部位，折射率控制在3. 5，硅組分最低的部位，折射率為2. 0 ;該低輻射玻璃的可見光透過率 超過70%，陽光透過率超過50%，輻射系數(shù)小于0. 05。 實施例6 :可鋼化的低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為玻璃板、10納米厚的銀層、介質(zhì) 層，介質(zhì)層采用3個子層，分別是2納米厚的氧化鋅、5納米厚的硅和50納米厚的二氧化硅。 該低輻射玻璃的可見光透過率超過75%，陽光透過率超過55%，輻射系數(shù)小于0. 05。由于 二氧化硅的保護(hù)作用，該低輻射玻璃進(jìn)行鋼化處理后性能基本不變。
實施例7 :低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為玻璃板、20納米厚的銀層、介質(zhì)層。介質(zhì)層
5采用3個子層，分別是2納米厚的氧化鋅、10納米厚的硅和20納米厚的二氧化硅。該低輻 射玻璃的可見光透過率超過70% ，紅外透過率小于30% ，輻射系數(shù)小于0. 05。
實施例8 :低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為玻璃板、10納米厚的銀層、介質(zhì)層，介質(zhì)層 采用2個子層，分別是10納米厚的組分漸變的鋁氮薄膜和20納米厚的二氧化硅，其中鋁氮 薄膜中，中心部位的折射率控制在3. 0。該低輻射玻璃的可見光透過率超過40%，陽光透過 率為40%，輻射系數(shù)小于0. 05。
權(quán)利要求
低輻射玻璃，具有單銀層結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)中，由下而上依次包括玻璃板10、銀層11、介質(zhì)層12，其特征在于介質(zhì)層12由1至10個子層組成，構(gòu)成子層的材料包括氧化鋅薄膜、氧化錫薄膜、氧化銦錫薄膜、硅薄膜、硅和其它金屬組成的以硅為主的硅合金薄膜、氧化硅薄膜、氧化硅合金薄膜、氮化硅薄膜、氮化硅合金薄膜等，構(gòu)成子層的材料還包括鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的氧化物和氮化物薄膜，構(gòu)成子層的材料還包括沿玻璃表面法線方向上組分和折射率漸變分布的硅氧薄膜、硅合金氧薄膜、硅氮薄膜、硅合金氮薄膜、硅氧氮薄膜、硅合金氧氮薄膜，構(gòu)成子層的材料還包括沿玻璃表面法線方向上組分和折射率漸變分布的鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的氮薄膜；構(gòu)成介質(zhì)層的各個子層的薄膜可以相同，也可以不同，但至少有一個子層是由硅薄膜和硅合金薄膜中的一種構(gòu)成，或者由沿玻璃表面法線方向上組分和折射率漸變分布的硅氧薄膜、硅合金氧薄膜、硅氮薄膜、硅合金氮薄膜、硅氧氮薄膜、硅合金氧氮薄膜中的一種構(gòu)成，或者由沿玻璃表面法線方向上組分和折射率漸變分布的鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的氮薄膜中的一種構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低輻射玻璃，其特征在于所述構(gòu)成介質(zhì)層中子層的組分和 折射率漸變分布的硅氧薄膜、硅氮薄膜、硅氧氮薄膜等是硅含量沿玻璃表面法線方向上逐 漸變化的薄膜，以該子層的中心平面為對稱平面，組分和折射率在該中心平面的上下兩側(cè) 成對稱分布，硅組分和折射率最高的部分位于該子層的中心平面，硅組分和折射率最低的 部分位于該子層最外側(cè)的兩個平面；所述構(gòu)成介質(zhì)層中子層的組分和折射率漸變分布的硅 合金氧薄膜、硅合金氮薄膜、硅合金氧氮薄膜等是硅合金含量沿玻璃表面法線方向上逐漸 變化的薄膜，以該子層的中心平面為對稱平面，組分和折射率在該中心平面的上下兩側(cè)成 對稱分布，硅合金組分和折射率最高的部分位于該子層的中心平面，硅合金組分和折射率 最低的部分位于該子層最外側(cè)的兩個平面；所述構(gòu)成介質(zhì)層中子層的組分和折射率漸變分 布的鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的氮薄膜是鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等金 屬及這些金屬之間合金的含量沿玻璃表面法線方向上逐漸變化的薄膜，以該子層的中心平 面為對稱平面，組分和折射率在該中心平面的上下兩側(cè)成對稱分布，鋁、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等 金屬及這些金屬之間合金的組分和折射率最高的部分位于該子層的中心平面，鋁、鈦、鋯、 鉿、鈮、鉭等金屬及這些金屬之間合金的組分和折射率最低的部分位于該子層最外側(cè)的兩 個平面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低輻射玻璃，其特征在于在銀層的上下兩側(cè)或單側(cè)設(shè)置保 護(hù)層兼界面改善層，該層采用鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、鎳、鈷等金屬薄膜或這些金屬 之間的合金薄膜，也可采用不銹鋼薄膜，該薄膜厚度小于3納米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低輻射玻璃，其特征在于所述的以硅為主的硅合金薄膜包 括硅與銅、銀、鎂、鋁、鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鴇、錳、鉻、鐵、鈷、鎳等金屬組成的二元合金， 也包括硅與上述金屬之間構(gòu)成的多元合金；硅合金氧薄膜包括硅與銅、銀、鎂、鋁、鈦、鋯、 釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鴇、錳、鉻、鐵、鈷、鎳金屬組成的二元合金氧薄膜，也包括硅與上述金屬之 間構(gòu)成的多元合金氧薄膜；硅合金氮薄膜包括硅與銅、銀、鎂、鋁、鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、 鎢、錳、鉻、鐵、鈷、鎳金屬組成的二元合金氮薄膜，也包括硅與上述金屬之間構(gòu)成的多元合 金氮薄膜；硅合金氧氮薄膜包括硅與銅、銀、鎂、鋁、鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、錳、鉻、鐵、 鈷、鎳金屬組成的二元合金氧氮薄膜，也包括硅與上述金屬之間構(gòu)成的多元合金氧氮薄膜。
全文摘要
一種低輻射玻璃，屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具有單銀層結(jié)構(gòu)。該低輻射玻璃只采用一個介質(zhì)層，其基本結(jié)構(gòu)中，由下而上依次包括玻璃基底10、銀層11、介質(zhì)層12；所述的介質(zhì)層由1到10個子層構(gòu)成，子層由硅薄膜、硅合金薄膜、硅氧薄膜、硅氮薄膜、硅氧氮薄膜、硅合金氧薄膜、硅合金氮薄膜、硅合金氧氮薄膜、過渡金屬氮薄膜等構(gòu)成。采用本發(fā)明的低輻射玻璃，不僅性能穩(wěn)定，可靠性高，而且生產(chǎn)效率高，可大大降低成本，有利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號C03C17/36GK101708960SQ20091023853
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者李德杰 申請人:李德杰