CN212152091U - 一种低辐射镀膜玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环保节能建筑材料技术领域，具体涉及一种低辐射镀膜玻璃。该镀膜玻璃结构依次为：玻璃基片(100)、第一层打底介质层氮化硅层(1)、第二层种子层氧化锌层(2)、第三层功能层银层(3)、第四层辅助功能层铜层(4)、第五层保护层镍铬合金层(5)、第六层介质层氮化硅层(6)、第七层中间吸收层镍铬层(7)、第八层介质层氧化锌锡层(8)、第九层种子层氧化锌层(9)、第十层功能层银层(10)、第十一层保护层镍铬合金层(11)、第十二层顶层介质保护层氮化硅层(12)；所述第四层辅助功能层铜层(4)的厚度为3‑10nm，所述第七层中间吸收层镍铬层(7)的厚度为0.5‑5nm。通过将不同膜层材料进行组合和膜厚度设置，使得该玻璃在具有节能性能强、透过色接近中性色和室内反射低的效果。

Description

一种低辐射镀膜玻璃

技术领域

本实用新型涉及环保节能建筑材料技术领域，涉及一种低辐射镀膜玻璃，具体涉及一种中透低反低辐射镀膜玻璃。

背景技术

随着社会的发展，人们对大自然的开发，能源的消耗越来越快。能源的短缺，环境的破坏已让人们意识到节能减排的重要意义，绿色建筑便是如今构建节能减排型社会的重要理念和方式之一。为了推进建筑节能，具有低辐射性能，能将太阳能热辐射过滤成冷光源的低辐射(Low Emissivity简称Low-E)节能玻璃，俨然成为了节能建筑的重要应用材料。目前，三银Low-E镀膜玻璃是性能优异的建筑节能玻璃。它是由三层Ag层以及多层介质复合层交替组成的隔热镀膜玻璃，其中Ag层作为功能层，对红外线有很强的反射作用；介质复合层主要包括电介质层、金属氧化物层以及功能层保护层。

目前的低辐射镀膜玻璃存在性能与参数不兼容的问题。例如，将产品膜层结构设置为反射率高时，虽然产品光热性能优异，但是对应产品的透过色偏黄且室内反射色调中，反射高。如果将产品膜层结构设置为室内反射偏低，虽然可以解决产品透过色偏黄的问题，但是对应产品的光热性能较差，不利于环保节能，且对应产品的室内色调偏重，反射较高。

总而言之，目前的Low-E镀膜玻璃在节能特性佳的情况下，在透过色和室内反射性能上无法同时满足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的Low-E镀膜玻璃在或者透过色偏黄，或者室内反射高，透过色和室内反射性能无法兼容的问题，提供一种低辐射镀膜玻璃，通过对该镀膜玻璃膜层材质和结构的优化选择，使得该镀膜玻璃的不仅节能性能强，而且透过色接近中性色，室内反射低。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种低辐射镀膜玻璃，该玻璃膜层结构包括依次排列的玻璃基片、第一层打底介质层氮化硅层、第二层种子层氧化锌层、第三层功能层银层、第四层辅助功能层铜层、第五层保护层镍铬合金层、第六层介质层氮化硅层、第七层中间吸收层镍铬层、第八层介质层氧化锌锡层、第九层种子层氧化锌层、第十层功能层银层、第十一层保护层镍铬合金层、第十二层顶层介质保护层氮化硅层；所述第四层辅助功能层铜层(4)的厚度为3-10nm，所述第七层中间吸收层镍铬层(7)的厚度为0.5-5nm。

采用上述膜层结构制成的低辐射玻璃，通过不同材质膜层的设置可以改变光线在相邻膜层间的反射、透射和吸收的比例，使得可见光和红外线通过不同的路径进行分离。大部分的红外线被反射，起到节能的效果。同时，在保持节能性能的情况下，上述膜层顺序下的镀膜玻璃表现出透过光为中性光，室内反射低的优异光学特性。铜层，即第四层辅助功能层铜层，有利于提升节能效果，改善产品透过色，降低辐射率，对银层的效果起到辅助作用。其中第七层中间吸收层镍铬层的主要作用是吸收可见光作用，对产品颜色调节上，起到调节颜色的作用。

作为本实用新型的优选方案，所述低辐射镀膜玻璃采用高真空磁控溅射技术或原子层沉积方式制备。其中，原子层沉积方式也称为ALD原子层沉积方法，是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。

作为本实用新型的优选方案，所述玻璃基片为浮法白玻或超白玻璃。

作为本实用新型的优选方案，所述第一层打底介质层氮化硅层的厚度为5-40nm，所述第六介质层氮化硅层的厚度为10-50nm，更优选的厚度为15-30nm，最优选的厚度为22nm；所述第十二层顶层介质保护层氮化硅层的厚度为10-50nm，更优选的厚度为20-30nm，最优选的厚度为25nm。

氮化硅层，包括第一层打底氮化硅层、第六层介质层氮化硅层、第十二层顶层介质保护层氮化硅层可以是根据化学计量比的Si₃N₄，也可以是含有富裕Si的氮化硅层，可以阻挡玻璃中钠离子的迁移，从而避免因钠离子迁移对功能层银层产生的破坏作用。

作为本实用新型的优选方案，所述第二层种子层氧化锌层的厚度为5-15nm，更优选的厚度为8-12nm，最优选的厚度为10nm；第九层种子层氧化锌层的厚度为5-15nm，更优选的厚度为8-12nm，最优选的厚度为10nm。

氧化锌层，包括第二层种子层氧化锌层和第九层种子层氧化锌层，可以提高整个膜层的平整度，以便于功能层银的沉积生长，平整连续的银层有助于提高整个膜层的红外反射率，减低膜层的面电阻。

作为本实用新型的优选方案，所述第三层功能层银层的厚度为3-15nm，更优选的厚度为6-12nm，最优选的厚度为9nm。

作为本实用新型的优选方案，所述第十层功能层银层的厚度为5-20nm，更优选的厚度为9-15nm，最优选的厚度为12nm。

银层，包括第三功能层银层和第十功能层银层，在此厚度范围内能够形成连续膜，并且透明，利于可见光透过，并能反射掉大多数的红外光。

作为本实用新型的优选方案，所述第四层辅助功能层铜层的厚度为5-7nm，更优选的厚度为6nm。

铜层，即第四层辅助功能层铜层，有利于提升节能效果，改善产品透过色，降低辐射率，对银层的效果起到辅助作用。

作为本实用新型的优选方案，所述第五层保护层镍铬合金层的厚度为1-10nm，更优选的厚度为4-7nm，最优选的厚度为5nm；

所述第十一层保护层镍铬合金层的厚度为0.5-10nm，更优选的厚度为4-7nm，最优选的厚度为5nm。

镍铬层，包括第五层保护层镍铬合金层、第十一层保护层镍铬合金层以及第七层中间吸收层镍铬层，为NiCr，保护层不仅能够保护功能层银层在玻璃钢化加热过程中免受氧化，还有一定的吸收作用，保护层通过NiCr合金靶材在纯氩气气氛下进行溅射沉积，Ni和Cr的比例可以任意。

作为本实用新型的优选方案，所述第八层介质层氧化锌锡层的厚度为10-50nm，更优选的厚度为15-30nm，最优选的厚度为22nm。

氧化锌锡层，即第八层的介质层氧化锌锡层，玻璃在钢化炉高温受热时，氧化锌锡可以有效的提高膜层颜色的稳定性。氧化锌锡层通过ZnSn合金靶在氩气和氧气的气氛下进行溅射，Zn和Sn的比例为50：50。

作为本实用新型的优选方案，所述玻璃基片为浮法白玻基片，并在所述浮法白玻基片表面依次镀有：20nm第一层打底介质层氮化硅层、10nm第二层种子层氧化锌层、9nm第三层功能层银层、6nm第四层辅助功能层铜层、5nm第五层保护层镍铬合金层、22nm第六层介质层氮化硅层、2.5nm第七层中间吸收层镍铬层、22nm第八层介质层氧化锌锡层、10nm第九层种子层氧化锌层、12nm第十层功能层银层、5nm第十一层保护层镍铬合金层、25nm第十二层顶层介质保护层氮化硅层。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的低辐射镀膜玻璃，通过将不同膜层材料进行组合和膜厚度设置，使得该玻璃在具有节能性能强、透过色接近中性色和室内反射低的效果。

2、本实用新型的低辐射镀膜玻璃，制作成的中空玻璃产品，透光率在48％-54％，具有良好的透光性能。室内反射率在3％-4％，同时透过色a*(代表红绿程度，其值越负，颜色越绿，反之越红)在-2.8～-3.5之间，透过色b*(代表黄蓝程度，其值越负，颜色越蓝，反之则越黄)在-0.8～0.2之间接近中性色。

附图说明

图1是本实用新型低辐射镀膜玻璃的结构示意图。

图标：100-玻璃基片、1-第一层打底介质层氮化硅层、2-第二层种子层氧化锌层、3-第三层功能层银层、4-第四层辅助功能层铜层、5-第五层保护层镍铬合金层、6-第六层介质层氮化硅层、7-第七层中间吸收层镍铬层、8-第八层介质层氧化锌锡层、9-第九层种子层氧化锌层、10-第十层功能层银层、11-第十一层保护层镍铬合金层、12-第十二层顶层介质保护层氮化硅层。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，如图1所示，在6mm的普通浮法白玻基片上，从内到外依次镀制20nm的第一层打底介质层氮化硅层1、10nm的第二层种子层氧化锌层2、9nm的第三层功能层银层3、6nm的第四层辅助功能层铜层4、5nm第五层保护层镍铬合金层5、22nm的第六层介质层氮化硅层、2.5nm的第七层中间吸收层镍铬层7、22nm的第八层介质层氧化锌锡层8、10nm的第九层种子层氧化锌层9、12nm的第十层功能层银层10、5nm的第十一层保护层镍铬合金层11、25nm的第十二层顶层介质保护层氮化硅层12。

实施例2

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，在6mm的普通浮法白玻基片上，从内到外依次镀制30nm打底介质层氮化硅层、11nm种子层氧化锌层、12nm功能层银层、8nm辅助功能层铜层、6nm保护层镍铬合金层、20nm介质层氮化硅层、3nm中间吸收层镍铬层、21nm介质层氧化锌锡层、9nm种子层氧化锌层、13nm功能层银层、6nm保护层镍铬合金层、35nm顶层介质保护层氮化硅层。

实施例3

利用ALD原子层沉积设备，在6mm的普通浮法白玻基片上，从内到外依次镀制35nm打底介质层氮化硅层、14nm种子层氧化锌层、10nm功能层银层、6nm辅助功能层铜层、5nm保护层镍铬合金层、30nm介质层氮化硅层、2.2nm中间吸收层镍铬层、24nm介质层氧化锌锡层、12nm种子层氧化锌层、15nm功能层银层、7nm保护层镍铬合金层、20nm顶层介质保护层氮化硅层。

对比例1

省略第四层辅助功能层铜层，并对应改变各膜层厚度值。

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，在6mm的普通浮法白玻基片上，从内到外依次镀制35nm打底介质层氮化硅层、13nm种子层氧化锌层、9nm功能层银层、3nm保护层镍铬合金层、26nm介质层氮化硅层、2nm中间吸收层镍铬层、28nm介质层氧化锌锡层、11nm种子层氧化锌层、12nm功能层银层、7nm保护层镍铬合金层、30nm顶层介质保护层氮化硅层。

对比例2

省略第八层介质层氧化锌锡层，并对应改变各膜层厚度值。

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，在6mm的普通浮法白玻基片上，从内到外依次镀制15nm打底介质层氮化硅层、13m种子层氧化锌层、7nm功能层银层、5nm辅助功能层铜层、7nm保护层镍铬合金层、32nm介质层氮化硅层、4nm中间吸收层镍铬层、8nm种子层氧化锌层、12nm功能层银层、3nm保护层镍铬合金层、40nm顶层介质保护层氮化硅层。

对比例3

相同的膜层材料，但膜层厚度有改变。

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，在6mm的普通浮法白玻基片上，从内到外依次镀制20nm打底介质层氮化硅层、10nm种子层氧化锌层、9nm功能层银层、2nm辅助功能层铜层、5nm保护层镍铬合金层、25nm介质层氮化硅层、8nm中间吸收层镍铬层、8nm介质层氧化锌锡层、14nm种子层氧化锌层、12nm功能层银层、8nm保护层镍铬合金层、45nm顶层介质保护层氮化硅层。

对比例4

省略第七层中间吸收层镍铬层，并对应改变各膜层厚度值。

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，在6mm的普通浮法白玻基片上，从内到外依次镀制22nm打底介质层氮化硅层、10nm种子层氧化锌层、9nm功能层银层、6nm辅助功能层铜层、5nm保护层镍铬合金层、22nm介质层氮化硅层、22nm介质层氧化锌锡层、10nm种子层氧化锌层、12nm功能层银层、5nm保护层镍铬合金层、25nm顶层介质保护层氮化硅层。

性能测试

按照GB/T18915.2-2013测定上述实施例及对比例制得的玻璃产品制备成中空玻璃的性能参数，进行对比，结果见表1-7。(其中，a*和b*代表色度坐标，其中a*代表红-绿轴，b*代表黄-蓝轴)

表1实施例1-3玻璃产品制备成中空玻璃的性能数据

由表1的测试结果可知，本申请的低辐射镀膜玻璃，辐射率低，具有良好的节能性能。透过色为中性色，同时室内反射率低于4％。在保证了节能性能的情况下，获得了一种室内反射率低、透过色为中性色的中透低反低辐射镀膜玻璃。

表2对比例1-4玻璃产品制备成中空玻璃的性能数据

性能	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
					透光率(％)	56	54	32	63
室外反射率(％)	12	11	16	11.3
					室内反射率(％)	4	3	4	7.5
辐射率(％)	0.03	0.05	0.03	0.03
					透过色a*	-6	-4	-6	-4
透过色b*	-4	-2	-8	-0.8

由表2的测试结果可知，对比例1-3中的室内反射率低，与实施例1-3接近，但是实施例1-3的透过色相对于对比例1-3更接近中性色。对比例4的透过色相对于对比例1-3较好，但是实施例1-3仍比对比例4更接近中性色，且对比例4的室内反射率高于实施例1-3的室内反射率。超出本申请保护范围的低辐射镀膜玻璃制成的中空玻璃，室内反射率低和透过色为中性色的性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，该镀膜玻璃结构包括依次排列的玻璃基片(100)、第一层打底介质层氮化硅层(1)、第二层种子层氧化锌层(2)、第三层功能层银层(3)、第四层辅助功能层铜层(4)、第五层保护层镍铬合金层(5)、第六层介质层氮化硅层(6)、第七层中间吸收层镍铬层(7)、第八层介质层氧化锌锡层(8)、第九层种子层氧化锌层(9)、第十层功能层银层(10)、第十一层保护层镍铬合金层(11)、第十二层顶层介质保护层氮化硅层(12)；所述第四层辅助功能层铜层(4)的厚度为3-10nm，所述第七层中间吸收层镍铬层(7)的厚度为0.5-5nm。

2.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述玻璃基片(100)为浮法白玻或超白玻璃。

3.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一层打底介质层氮化硅层(1)的厚度为5-40nm，所述第六层介质层氮化硅层(6)的厚度为10-50nm，所述第十二层顶层介质保护层氮化硅层(12)的厚度为10-50nm。

4.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第二层种子层氧化锌层(2)的厚度为5-15nm。

5.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第九层种子层氧化锌层(9)的厚度为5-15nm。

6.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第三层功能层银层(3)的厚度为3-15nm。

7.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第十层功能层银层(10)的厚度为5-20nm。

8.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第五层保护层镍铬合金层(5)的厚度为1-10nm；所述第十一层保护层镍铬合金层(11)的厚度为0.5-10nm。

9.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第八层介质层氧化锌锡层(8)的厚度为10-50nm。

10.根据权利要求1所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述玻璃基片(100)为浮法白玻基片，并在所述浮法白玻基片表面依次镀有：厚度为20nm第一层打底介质层氮化硅层(1)、厚度为10nm第二层种子层氧化锌层(2)、厚度为9nm第三层功能层银层(3)、厚度为6nm第四层辅助功能层铜层(4)、厚度为5nm第五层保护层镍铬合金层(5)、厚度为22nm第六层介质层氮化硅层(6)、厚度为2.5nm第七层中间吸收层镍铬层(7)、厚度为22nm第八层介质层氧化锌锡层(8)、厚度为10nm第九层种子层氧化锌层(9)、厚度为12nm第十层功能层银层(10)、厚度为5nm第十一层保护层镍铬合金层(11)、厚度为25nm第十二层顶层介质保护层氮化硅层(12)。

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