一種高效節(jié)能溫致變色玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于玻璃技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效節(jié)能溫制變色玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著環(huán)保、節(jié)能日益受到重視，能源的合理利用、節(jié)能產(chǎn)品的研制和開(kāi)發(fā)取得很大 的進(jìn)展。在這種背景下，80年代前期C. M. Lampert、C. G. Granqvist等首先提出將電致 變色材料應(yīng)用于建筑物、汽車(chē)、飛機(jī)等節(jié)能采光系統(tǒng)中，形成能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)太陽(yáng)福射能透過(guò)率 的"智能窗"（Smart window)。近年來(lái)，智能窗的研究及應(yīng)用一直是研究的熱點(diǎn)。
[0003] 智能窗的變色機(jī)理可分為電致變色（電敏）、溫致變色（熱敏）、氣致變色（氣敏） 以及光致變色（光敏）等等?；谶@些變色機(jī)理的智能窗均可實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光不同程度的調(diào) -K- To
[0004] 對(duì)于溫致變色智能窗來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的溫致變色智能窗通常是通過(guò)在玻璃基板表面 沉積一層溫致變色層而制得。二氧化釩（VO2)是一種典型的溫致變色材料，其相變溫度為 68°C。低于此溫度，它呈半導(dǎo)體特性，中等透明；高于68°C時(shí)，呈金屬特性，對(duì)紅外高反射。 但是，由于其相變溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室溫，在室溫情況下，以乂02作為溫致變色材料形成的溫致 變色智能窗根本無(wú)法發(fā)揮其變色功能，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)關(guān)不同程度的調(diào)節(jié)的技術(shù)效 果。
[0005] 為了解決VO2薄膜層本身的相變溫度較高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)室溫下發(fā)生變色的問(wèn)題，很多 研究者采用在VO2薄膜層中摻入金屬元素如W、Cr、Mo、Co、Nb、Mn、Fe、Ti、Ag等、或摻入非 金屬元素如F、N、H等或添加其它化合物形成溫致變色層，來(lái)將該溫致變色層的相變溫度降 到室溫附近。但是，這種解決問(wèn)題的方式，除了在制作過(guò)程中存在著如何將所摻入的元素均 勻分散在靶材中的問(wèn)題外，還存在著由于在濺鍍時(shí)不同材料間的濺鍍速率不同導(dǎo)致的溫致 變色層的變色均勻度不好的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型旨在提供一種在常溫條件下隨陽(yáng)光強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)光的高效節(jié)能溫致變 色玻璃。
[0007] -種高效節(jié)能溫致變色玻璃，包括第一玻璃基板，在第一玻璃基板的上表面設(shè)置 有立體凸起紋路，立體凸起紋路為由下至上逐漸向中心聚攏的類(lèi)凸透鏡形狀，再在第一玻 璃基板的上表面依次沉積第一離子阻擋層和二氧化釩薄膜。
[0008] 本實(shí)用新型的溫致變色玻璃利用了凸透鏡聚光原理，其第一玻璃基板上表面的類(lèi) 凸透鏡形狀的立體凸起紋路可將穿透過(guò)第一玻璃基板的陽(yáng)光聚焦在二氧化釩薄膜上，使 得，二氧化釩薄膜在常溫條件下即可達(dá)到快速啟動(dòng)且可以隨著陽(yáng)光強(qiáng)度變化調(diào)整溫致變色 程度，同時(shí)，二氧化釩薄膜與第一玻璃基板之間設(shè)置的第一離子阻擋層可避免第一玻璃基 板中的鈉、鉀、鎂、鈣、鉍等金屬離子擴(kuò)散進(jìn)入二氧化釩薄膜中，造成所謂的"毒化現(xiàn)象"，使 溫致變色特性消失。此外，陽(yáng)光由第一玻璃基板的光滑下表面(即第一玻璃基板的未設(shè)置立 體凸起紋路的表面）射入，此光滑表面對(duì)入射光線的反射作用差，此時(shí)，大部分的陽(yáng)光可穿 透過(guò)玻璃，高效節(jié)能，并且，暴露在外的第一玻璃基板表面（即第一玻璃基板的下表面）為其 光滑下表面，不易沾染灰塵，容易清潔，同時(shí)，也避免了立體凸起紋路的磨損。
[0009] 本實(shí)用新型的高效節(jié)能溫致變色玻璃還可如下改進(jìn)：
[0010] (1)二氧化釩薄膜的上表面還可沉積保護(hù)層，可避免二氧化釩玻璃直接暴露在外， 對(duì)二氧化釩薄膜起到保護(hù)作用；
[0011] 在具體實(shí)施過(guò)程中，二氧化釩薄膜的上表面再依次設(shè)置第二離子阻擋層和第二玻 璃基板，此時(shí)，第二玻璃基板可作為保護(hù)層，對(duì)二氧化釩薄膜起到保護(hù)作用，第二離子阻擋 層可避免第二玻璃基板中的鈉、鉀、鎂、鈣、鉍等金屬離子擴(kuò)散進(jìn)入二氧化釩薄膜中，造成所 謂的"毒化現(xiàn)象"，使溫致變色特性消失。此時(shí)，第二玻璃基板的下表面也可設(shè)置立體凸起紋 路，該立體凸起紋路為由下至上逐漸向中心聚攏的類(lèi)凸透鏡形狀。此時(shí)，從變色玻璃兩側(cè)過(guò) 來(lái)的光線均可通過(guò)聚焦實(shí)現(xiàn)二氧化釩薄膜層的變色，進(jìn)一步提高其變色效率和節(jié)能性能。
[0012] (2)為了提高變色玻璃的隔音效果，本實(shí)用新型所述的第一離子阻擋層優(yōu)選采用 第一膠片層，此時(shí)，第一膠片層既可實(shí)現(xiàn)隔離金屬離子的目的，又可實(shí)現(xiàn)直接通過(guò)膠合的 方式將第一玻璃基板與二氧化釩薄膜固定在一起，與濺鍍沉積工藝相比，其操作工藝更簡(jiǎn) 單；
[0013] 同時(shí)，在二氧化釩薄膜的上表面還依次設(shè)置有第二離子阻擋層和第二玻璃基板的 情況下，第二離子阻擋層可優(yōu)選采用第二膠片層，進(jìn)一步提高變色玻璃的隔音效果，并且， 操作工藝簡(jiǎn)單。
[0014] (3)所述的第一玻璃基板上的立體凸起紋路或/和第二玻璃基板上的立體凸起紋 路的橫截面寬度小于7微米。這樣，立體凸起紋路為其橫截面寬度小于肉眼可辨識(shí)的7微 米（即微壓紋玻璃）的立體凸起紋路，此時(shí)，與具有肉眼可見(jiàn)的立體凸起紋路的玻璃基板相 比，其整體透光度和影像清晰度均有所提高。
[0015] 本實(shí)用新型所述的帶有立體凸起紋路的玻璃基板的制備方法，包括以下步驟：
[0016] (1)準(zhǔn)備好玻璃基板和底部帶有壓紋圖案溝槽的模仁，其中，所述的壓紋圖案溝槽 為方形溝槽；
[0017] (2)在玻璃基板表面涂布一層熱塑型高分子材料層，并對(duì)熱塑型高分子材料層進(jìn) 行加熱，待熱塑型高分子材料層周?chē)臏囟雀哂跓崴苄愿叻肿硬牧系牟ＡмD(zhuǎn)換溫度時(shí)，采 用模仁對(duì)熱塑型高分子材料層進(jìn)行壓印；
[0018] (3)待模仁的底部壓入熱塑型高分子材料層內(nèi)后，降低熱塑型高分子材料層周?chē)?的溫度至低于熱塑性高分子材料的玻璃轉(zhuǎn)換溫度；
[0019] (4)移開(kāi)模仁，熱塑型高分子材料層上即可形成與模仁底部的壓紋圖案溝槽互補(bǔ) 的方塊壓紋圖案；
[0020] (5)對(duì)壓印后的熱塑型高分子材料層進(jìn)行電漿蝕刻，蝕刻過(guò)程分為若干階段，其 中，蝕刻第一階段的電漿電機(jī)功率控制在1200~3000w中的任一數(shù)值；蝕刻最后一階段的電 漿電機(jī)功率控制在600~4000w中的任一數(shù)值，并且，整個(gè)蝕刻過(guò)程中電漿電機(jī)功率保持持 續(xù)增加或持續(xù)減少或恒定不變的單一變化趨勢(shì)，制得帶有類(lèi)凸透鏡形狀的立體凸起紋路的 玻璃基板。
[0021] 本實(shí)用新型通過(guò)在玻璃表面涂布熱塑性高分子材料層，并通過(guò)在該熱塑性高分子 材料層周?chē)臏囟雀哂谄洳ＡмD(zhuǎn)換溫度(此時(shí)，熱塑性高分子材料層處于高彈態(tài)）時(shí)，對(duì)熱 塑性高分子材料層進(jìn)行壓印，克服了玻璃本身材質(zhì)硬度所造成的加工困難的缺陷，易于操 作，成本較低，且，安全系數(shù)也高，同時(shí)，由于上述方法可通過(guò)將經(jīng)壓印后的熱塑性高分子材 料層的溫度重新降低至低于其玻璃轉(zhuǎn)換溫度，就可實(shí)現(xiàn)熱塑性高分子材料層處于玻璃態(tài)， 處于玻璃態(tài)的熱塑性高分子材料層的結(jié)構(gòu)和特性均與普通玻璃結(jié)構(gòu)相似，因此，所制得的 帶有立體凸起紋路的玻璃基板中熱塑性高分子材料層具有良好的透光性、硬度和抗氧化性 能，使得，所制得的變色玻璃具有透光性好、長(zhǎng)時(shí)間使用仍可保持如新的優(yōu)點(diǎn)。另外，通過(guò)對(duì) 壓印后的熱塑型高分子材料層進(jìn)行電漿蝕刻，并通過(guò)對(duì)不同電漿蝕刻的電漿電機(jī)功率進(jìn)行 分階段控制，從而，實(shí)現(xiàn)了在熱塑性高分子材料層上形成類(lèi)凸透鏡形狀立體凸起紋路的技 術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本實(shí)用新型的高效節(jié)能溫致變色玻璃的側(cè)視圖；
[0023] 圖2為本實(shí)用新型的設(shè)置有第二玻璃基板的高效節(jié)能溫致變色玻璃的側(cè)視圖