陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝的制作方法
【專利摘要】陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝,在玻璃的表面依次沉積可見光透過擴展膜系、紫外陽光選擇濾過膜系、功能連接轉換膜系、可見光透過減反膜系、紅外透過選擇濾過膜系、色彩調(diào)制膜系和表面覆蓋膜系；薄膜連續(xù)濺射沉淀過程精確高效節(jié)能，不同膜系匹配和薄膜厚度相互組合，能夠達到不對玻璃機體加熱，實現(xiàn)整個膜系的常溫氣相沉積，制得玻璃膜層體系完善耐磨牢固整體厚度有限，耐候性、膜層致密性和穩(wěn)定性好，可見光透過率高，可見光的視覺舒適度顯著提高，工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，適于大型平板玻璃鍍膜生產(chǎn)。
【專利說明】
陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及C03C玻璃與玻璃或與其他材料的接合技術，屬于車、船等各種交通工具的節(jié)能窗用領域，尤其是陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝。
【背景技術】
[0002]目前，每年新增建筑約20億平方米，只有5%達到節(jié)能建筑要求，其中大部分仍為高能耗建筑。在建筑能耗之中，采暖和空調(diào)能耗占比最大，約占60%?70%，采暖和空調(diào)能耗主要通過建筑外圍結構與室外環(huán)境的熱交換消耗。我國北方寒冷地區(qū)冬季采暖需用大量煤炭，夏季炎熱的南方地區(qū)及夏季全國的空調(diào)制冷需用大量電能。而據(jù)統(tǒng)計，窗戶能耗量占建筑外圍結構能耗的50%，而在傳熱損耗中，窗框占15%，玻璃占約85%。由此可見，玻璃節(jié)能性能的高低，直接影響建筑能耗。
[0003]傳統(tǒng)的Low-E玻璃為了達到其主要的節(jié)能低輻射的功能，在薄膜結構上不得不需要沉積貴重金屬銀及其他種類的金屬的薄膜，相應的增加了整個節(jié)能膜系的生產(chǎn)成本，同時，貴重金屬銀及其他種類的金屬的薄膜在紫外線及空氣中的酸氣和水氣等的作用下，極易發(fā)生氧化或硫化現(xiàn)象，從而其原有的低輻射節(jié)能受到抑制甚至喪失，長期使用效率顯著降低。貴重金屬銀及其他種類的金屬的薄膜在可見光譜區(qū)域內(nèi)存在一定的反射率和吸收率，而過厚的貴重金屬銀及其他種類的金屬的薄膜會造成可見光光譜區(qū)域內(nèi)的頻譜特性發(fā)生變化，降低可見光的視覺舒適度，會形成由于貴重金屬銀及其他種類的金屬的薄膜在可見光譜區(qū)域內(nèi)的色差，導致城市中的光污染。
[0004]另一方面，傳統(tǒng)的Low-E玻璃包含貴重金屬銀及其他種類的金屬的薄膜，由于對太陽光不具有進行選擇性的過濾透過的功能，而無法滿足不同的地區(qū)瑋度和氣候條件下適應室內(nèi)溫度人體舒適度的要求，這樣只能主要用于高瑋度的寒冷地區(qū)，且只是在冬季，其低輻射的性能才能得到發(fā)揮;在炎熱的夏季全國及南方地區(qū)，其不能對陽光進行可選擇性的透過，并且由于較低的透過率的原因，不僅不能降低能耗，使得建筑室內(nèi)和交通工具內(nèi)的熱量過多的聚集，反而更加加大了空調(diào)制冷需用的大量電能，同時，Low-E玻璃過厚的金屬膜層在可見光光譜范圍內(nèi)的整體透過性不高，增加了可見光的反射，容易造成光污染，且室外反射顏色不滿足建筑設計外觀的設計要求。
[0005]中國專利申請201510627043.7公開了一種陽光選擇濾光膜系的單銀節(jié)能玻璃的薄膜沉積方法，在玻璃的表面依次沉積陽光選擇濾光膜系、功能連接轉換膜系、第一可見光透過增強膜系、第一膜層附著力增強膜系、單銀低輻射膜系、第二膜層附著力增強膜系、第二可見光透過增強膜系、色彩調(diào)制膜系和表面覆蓋膜系。
[0006]即使少量上述改進技術方案也仍未能根本的，至少是較好的解決前述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝，實現(xiàn)整個膜系的常溫氣相沉積，制得玻璃膜層體系完善耐磨牢固整體厚度有限，可見光透過率高，耐候性、舒適度和穩(wěn)定性良好。
[0008]本發(fā)明的目的將通過以下技術措施來實現(xiàn):在玻璃的表面依次沉積可見光透過擴展膜系、紫外陽光選擇濾過膜系、功能連接轉換膜系、可見光透過減反膜系、紅外透過選擇濾過膜系、色彩調(diào)制膜系和表面覆蓋膜系;所有的膜系根據(jù)各自膜層匹配的薄膜材料和沉積厚度要求，在大型平板玻璃連續(xù)磁控濺射鍍膜機上依次配置相應的靶材，進行工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn);在薄膜正常生產(chǎn)濺射過程中，可調(diào)節(jié)玻璃的傳送速度為5?10m/min;每對陰極上所施加的功率為40?75kw，施加在靶材上的電流在100?150A之間；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350sCCm，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?15%。
[0009]尤其是，每一種不同的功能膜系都由不同的光學介質(zhì)材料根據(jù)總體的功能要求匹配組合而成。
[0010]尤其是，表面覆蓋膜系是由高硬度的各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成；
[0011 ]色彩調(diào)制膜系是由各種氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成；
[0012]紅外透過選擇濾過膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物光學薄膜材料沉積構成；
[0013]可見光透過減反膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物光學薄膜材料沉積構成；
[0014]功能連接轉換膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成；
[0015]紫外陽光選擇濾過膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物或二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成；
[0016]可見光透過擴展膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成。
[0017]尤其是，在沉積可見光透過擴展膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?60kw，施加在靶材上的電流可以在100?120A之間；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為330sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?8%。
[0018]在沉積紫外陽光選擇濾過膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在100?I1A之間變化；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350SCCm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?10%。
[0019]在沉積功能連接轉換膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?75kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在110?150A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350sCCm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?15%。
[0020]在沉積可見光透過減反膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在100?IlOA之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350sCCm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?10%。
[0021]在沉積紅外透過選擇濾過膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?60kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在110?120A之間變化；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350SCCm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?12%。
[0022]在沉積色彩調(diào)制膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在100?11OA之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為330sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?8%。
[0023]在沉積表面覆蓋膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?75kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在110?150A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?15 %之間變化。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點和效果:薄膜連續(xù)濺射沉淀過程精確高效節(jié)能，不同膜系匹配和薄膜厚度相互組合，能夠達到不對玻璃機體加熱，實現(xiàn)整個膜系的常溫氣相沉積，制得玻璃膜層體系完善耐磨牢固整體厚度有限，耐候性、膜層致密性和穩(wěn)定性好，可見光透過率高，可見光的視覺舒適度顯著提高，工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，適于大型平板玻璃鍍膜生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明原理在于，在玻璃的表面依次沉積可見光透過擴展膜系、紫外陽光選擇濾過膜系、功能連接轉換膜系、可見光透過減反膜系、紅外透過選擇濾過膜系、色彩調(diào)制膜系和表面覆蓋膜系;所有的膜系根據(jù)各自膜層匹配的薄膜材料和沉積厚度要求，在大型平板玻璃連續(xù)磁控濺射鍍膜機上依次配置相應的靶材，進行工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn);在薄膜正常生產(chǎn)派射過程中，可調(diào)節(jié)玻璃的傳送速度在5?10m/min;每對陰極上所施加的功率為40?75kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在100?150A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體主要為氬氣，其中氬氣的流量為350SCCm左右，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?15 %之間變化。
[0026]在薄膜正常生產(chǎn)濺射過程中，在薄膜正常生產(chǎn)濺射過程中，根據(jù)膜層匹配組合和材料以及相應的生產(chǎn)工藝，應該嚴格依照所有膜系的功能要求和整體薄膜的綜合性能指標，能夠達到不對玻璃機體加熱，實現(xiàn)整個膜系的常溫氣相沉積。
[0027]前述中，尤其是，每一種不同的功能膜系都由不同的光學介質(zhì)材料根據(jù)總體的功能要求匹配組合而成。
[0028]尤其是，表面覆蓋膜系是由高硬度的各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成；
[0029]色彩調(diào)制膜系是由各種氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成；
[0030]紅外透過選擇濾過膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物光學薄膜材料沉積構成；
[0031]可見光透過減反膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物光學薄膜材料沉積構成；
[0032]功能連接轉換膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成；
[0033]紫外陽光選擇濾過膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物或二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成；
[0034]可見光透過擴展膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成。
[0035]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0036]實施例1:在沉積可見光透過擴展膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?60kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在100?120A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體主要為氬氣，其中氬氣的流量為330sCCm左右，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?8%。
[0037]在沉積紫外陽光選擇濾過膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在100?I1A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體主要為氬氣，其中氬氣的流量為350sccm左右，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?10 %之間變化。
[0038]在沉積功能連接轉換膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?75kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在110?150A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體主要為氬氣，其中氬氣的流量為350sccm左右，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?15 %之間變化。
[0039]在沉積可見光透過減反膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在100?IlOA之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體主要為氬氣，其中氬氣的流量為350sccm左右，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?10%之間變化。
[0040]在沉積紅外透過選擇濾過膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?60kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在110?120A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體主要為氬氣，其中氬氣的流量為350sccm左右，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?12 %之間變化。
[0041 ]在沉積色彩調(diào)制膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在100?11OA之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體主要為氬氣，其中氬氣的流量為330sccm左右，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?8%之間變化。
[0042]在沉積表面覆蓋膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?75kw之間變化，施加在靶材上的電流可以在110?150A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體主要為氬氣，其中氬氣的流量為350sccm左右，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?15 %之間變化。
[0043]本發(fā)明在應用時，在南方低瑋度高炎熱地區(qū)，選擇房子的南北窗戶全都安裝本發(fā)明工藝制得的鍍有陽光選擇全介質(zhì)膜系的節(jié)能玻璃的中空玻璃，室外氣溫全年變化為2°C?40.5°C，實測得室內(nèi)溫度全年變化為20°C?28.3°C ;中瑋度高濕熱地區(qū)，室外氣溫全年變化為-8°C?39.8°C，房子的南北窗戶及所有的全封閉陽臺全都安裝鍍有陽光選擇全介質(zhì)膜系的節(jié)能玻璃的中空玻璃，實測得室內(nèi)溫度全年變化為17 °C?26.5 °C ;高瑋度寒冷室外氣溫全年變化為-30°C?36.5°C，房子的南北窗戶及所有的全封閉陽臺全都安裝鍍有陽光選擇全介質(zhì)膜系的節(jié)能玻璃的中空玻璃，實測得室內(nèi)溫度全年變化為14°C?22.1°C。
[0044]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，本發(fā)明不限于以上所述典型的實施方案，本領域普通技術人員在閱讀本發(fā)明后受到啟發(fā)，可能對此進行相應各種改動和變形，只要在本發(fā)明權利要求范圍內(nèi)的部分所做的其他修改或者等同替換，仍應隸屬于本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝，其特征在于，在玻璃的表面依次沉積可見光透過擴展膜系、紫外陽光選擇濾過膜系、功能連接轉換膜系、可見光透過減反膜系、紅外透過選擇濾過膜系、色彩調(diào)制膜系和表面覆蓋膜系;所有的膜系根據(jù)各自膜層匹配的薄膜材料和沉積厚度要求，在大型平板玻璃連續(xù)磁控濺射鍍膜機上依次配置相應的靶材，進行工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn);在薄膜正常生產(chǎn)濺射過程中，可調(diào)節(jié)玻璃的傳送速度為5?10m/min;每對陰極上所施加的功率為40?75kw，施加在革E材上的電流在100?150A之間；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350SCCm，并有可調(diào)節(jié)范圍，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?15%。2.如權利要求1所述的陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝，其特征在于，每一種不同的功能膜系都由不同的光學介質(zhì)材料根據(jù)總體的功能要求匹配組合ntjD3.如權利要求1所述的陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝，其特征在于，表面覆蓋膜系是由高硬度的各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成； 色彩調(diào)制膜系是由各種氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成； 紅外透過選擇濾過膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物光學薄膜材料沉積構成； 可見光透過減反膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物光學薄膜材料沉積構成； 功能連接轉換膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成； 紫外陽光選擇濾過膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物或二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成； 可見光透過擴展膜系是由各種透明的氧化鈦、氧化鋯和氧化鈮過度金屬氧化物薄膜及二氧化硅薄膜非金屬氧化物相互沉積構成。4.如權利要求1所述的陽光選擇大型平板玻璃全介質(zhì)復合膜系連續(xù)濺射沉積工藝，其特征在于，在沉積可見光透過擴展膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?60kw，施加在靶材上的電流在100?120A之間；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為330sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?8%; 在沉積紫外陽光選擇濾過膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw之間，施加在靶材上的電流在100?IlOA之間;氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?10%; 在沉積功能連接轉換膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?75kw之間，施加在靶材上的電流在110?150A之間；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?15%; 在沉積可見光透過減反膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw，施加在靶材上的電流在100?I1A之間；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?10%; 在沉積紅外透過選擇濾過膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?60kw，施加在革巴材上的電流在110?120A之間；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?12%; 在沉積色彩調(diào)制膜系時，每對陰極上所施加的功率為40?50kw之間變化，施加在靶材上的電流在100?11OA之間；氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為330sccm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的5?8%; 在沉積表面覆蓋膜系時，每對陰極上所施加的功率為50?75kw，施加在靶材上的電流在110?150A之間變化;氣相沉積時通入的工藝氣體包括氬氣，其中氬氣的流量為350SCCm，當所需的工藝氣體為氬氣和氧氣的混合氣體時，此時所加入的氧氣的流量為相應氬氣流量的8?15%之間。
【文檔編號】C03C17/34GK106007400SQ201610322203
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】莊志杰, 周鈞
【申請人】賽柏利安工業(yè)技術（蘇州）有限公司