无银离线低辐射镀膜玻璃的开发

1、引言

目前，低辐射镀膜玻璃的生产方法主要有两种。一种是在线镀膜，一般指在浮法玻璃生产过程中，在温度较高的玻璃表面按一定配比喷涂某些化学试剂，使玻璃表面形成具有一定低辐射功能的化合物薄膜，具有较好的的物理化学性能，因此较为适合在民用市场推广。另一种是离线镀膜，一般指将辐射率较低的银或其他金属化合物按一定比例通过真空磁控溅射的方式将其镀在玻璃表面。在线镀膜玻璃受其工艺影响，光学及热学性能相对于离线低辐射镀膜玻璃要差很多，且颜色及遮阳性能较难控制，颜色单一，所以不如离线镀膜使用广泛。

2、背景

离线镀膜工艺生产的低辐射玻璃主要有两种加工方式：一种是先钢化后镀膜，另一种使先镀膜后钢化的可钢化低辐射产品。在传统的低辐射玻璃加工过程中，为了能实现较好的U值和选择系数LSG(光热比)，就必须增加膜层中的银层厚度来降低玻璃膜层的辐射率，以得到理想的选择系数。由于银易被空气中的二氧化硫氧化，所以必须镀膜后立即合成中空玻璃使用。

增加银层厚度就意味着可见光透过率降低、外观颜色呈现干扰色，影响玻璃的使用。而市场上所推广的可钢化低辐射镀膜产品，因采用先镀膜后钢化的加工方式，在后续加工过程中会导致：在钢化热处理过程中，玻璃结构中的碱金属离子活性增强，部分离子会渗透到膜层中，破坏电介质层及银层。在钢化热处理过程中，高温空气中的氧气很容易渗透到膜层中，使膜层部分氧化甚至全部氧化。在生产包装及日后加工运输过程中，为防止银层的氧化采用防潮、隔绝空气包装，加大了生产及运输成本。

3、加工方法

本文主要针对上述技术缺点，钢化后可实现不含银层的低辐射玻璃有着较低的辐射率及遮阳系数。可单片、夹层或合成中空使用，在中空使用时不用边部除膜，节约了生产成本，提高了生产效率。

基于此，本文使用掺杂氧化锌铝替代银层，提供一种性能稳定的无银低辐射玻璃产品，该产品具有以下优点：可见光透过率较高，透过率T>65％，辐射率由钢化前的0.3变为钢化后的0.12，具有良好的节能效果；产品性能稳定，适于大规模生产，克服了含银产品在镀膜后进行热处理工序的加工难度，光学及热学性能稳定，钢化前后颜色变化很小，而且具有优良的机械性能；该玻璃具有良好的外观颜色，膜层不易脱落、不氧化等特点。可单片、夹层或合成中空使用，在中空使用时不用边部除膜，节约了生产成本，提高了生产效率。包装及运输成本低，适合远距离运输。为实现上述目的，本工艺采用了下列技术方案。

一种不含银低辐射玻璃，膜层结构依次为：玻璃基片￥底层电介质组合层￥掺钨氧化锌铝层￥阻挡层￥顶层电介质组合层。

其中，底层电介质组合层、顶层电介质组合层所采用的材料一般为金属氧化物或氮化物，如：TiO2、ZnSnOX、SnO2、ZnO、SiO2、Ta2O5、BiO2、Al2O3、ZnAl2O4、Nb2O5和Si3N4中的一种或几种构成；阻挡层由Ni、Cr、Ti、NiCr、NiCrOX和NiCrNX中的一种或几种构成。

不含银低辐射玻璃的制造方法，包括依次沉积各膜层的步骤，为清洗玻璃基片，干燥后置于磁控溅射区；中频电源加旋转阴较溅射沉积基层电介质组合层；中频电源加旋转阴较溅射沉积掺钨氧化锌铝层；直流电源加脉冲溅射沉积阻挡层；中频电源加旋转阴较溅射沉积顶层电介质组合层。