RU2420607C1 - Способ нанесения теплозащитного покрытия на полимерный материал - Google Patents
Способ нанесения теплозащитного покрытия на полимерный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420607C1 RU2420607C1 RU2009139018/02A RU2009139018A RU2420607C1 RU 2420607 C1 RU2420607 C1 RU 2420607C1 RU 2009139018/02 A RU2009139018/02 A RU 2009139018/02A RU 2009139018 A RU2009139018 A RU 2009139018A RU 2420607 C1 RU2420607 C1 RU 2420607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thickness
- layer
- titanium dioxide
- dielectric layer
- dielectric
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title description 20
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 title 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 95
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 7
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 abstract 3
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 17
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 12
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 241001302210 Sida <water flea> Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 oxy nitride Chemical class 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области изготовления прозрачных тонкопленочных теплозащитных покрытий, а именно способам нанесения покрытий методом реактивного магнетронного распыления на прозрачные полимерные подложки, такие как органические стекла или полимерные пленки. Способ включает последовательное нанесение на прозрачную полимерную подложку методом вакуумного магнетронного распыления первого диэлектрического слоя, выполненного из диоксида титана, до толщины, удовлетворяющей условию: d1T=(25-40)+275×m/nT (нм), где m=0 или 1, d1T - толщина первого диэлектрического слоя диоксида титана, nт - показатель преломления диоксида титана, слоя металла, выполненного из серебра, барьерного слоя, выполненного из нитрида алюминия и имеющего толщину не менее 3 нм, и второго диэлектрического слоя, выполненного из диоксида титана, до толщины, удовлетворяющей условию: db×nb+d2т×nT=(25-40)×nT+275×k (нм), где db - толщина барьерного слоя нитрида алюминия, nb - показатель преломления нитрида алюминия, d2т - толщина второго диэлектрического слоя диоксида титана, k=0 или 1. Технический результат - увеличение коэффициента ослабления теплового солнечного излучения при сохранении высокого коэффициента пропускания видимого света. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области изготовления прозрачных тонкопленочных теплозащитных (низкоэмиссионных) покрытий, в частности к нанесению покрытий методом реактивного магнетронного распыления на прозрачные полимерные подложки, такие как органические стекла или полимерные пленки.
Прозрачные селективные материалы, такие как силикатные и органические стекла или полимерные пленки с теплозащитными покрытиями, которые обеспечивают высокое пропускание видимого света с одновременным ослаблением теплового потока инфракрасного излучения, применяют для остекления зданий, сооружений и транспортных средств. Применение таких материалов позволяет сохранить тепло в помещении, кабине или салоне транспортного средства в холодное время года и предотвратить их перегрев от солнечного излучения в жаркое время года.
Известен способ нанесения низкоэмиссионного прозрачного покрытия, состоящего по меньшей мере из трех слоев: диэлектрик, металл, диэлектрик, в котором в качестве диэлектрика используют оксиды таких металлов, как цинк, олово, титан, индий, кадмий, ниобий и т.п., а в качестве металла - слой серебра или меди, при этом толщины слоев диэлектриков составляют от 100 до 600 ангстрем (10-60 нм), а толщина металла - от 30 до 200 ангстрем (3-20 нм), путем магнетронного распыления в вакууме (патент США №4337990).
Недостатком покрытий, полученных известным способом, является ухудшение прозрачности в видимой области спектра, а также уменьшение отражения теплового излучения из-за деградации тонкого слоя серебра или меди в процессе нанесения верхнего оксидного диэлектрика в результате взаимодействия тонкого слоя металла с кислородом, которое приводит к дополнительному поглощению как видимого, так и ближнего инфракрасного излучения.
Известен способ получения низкоэмиссионного покрытия на прозрачной подложке, состоящего из слоя серебра и разных просветляющих слоев оксидов металлов, таких как оксид олова, оксид титана, оксид цинка, оксид индия, оксид висмута или оксид циркония, а также разных дополнительных (барьерных) слоев металла, методом катодного распыления. Барьерные слои металла (титан, железо, никель, и т.п.), нанесенные между слоями серебра или меди и внешним слоем оксидного диэлектрика, необходимы для защиты серебряного слоя от деградации в процессе нанесения внешнего просветляющего оксидного слоя, а также в процессе эксплуатации. Толщина барьерного слоя составляет 0,5-5 нм (патент США №4462883).
Недостатком покрытий, полученных указанным способом, является уменьшение прозрачности в видимой области спектра, а также уменьшение отражения теплового излучения в результате дополнительного поглощения оптического излучения в барьерных слоях металлов.
Известно низкоэмиссионное покрытие, содержащее прозрачную подложку и по меньшей мере три слоя на ней, расположенных в следующем порядке: диэлектрик, металл, диэлектрик. Толщина каждого слоя диэлектрика составляет 10-60 нм, а слоя металла - 7-20 нм. В качестве металла используют серебро, а в качестве диэлектрика - нитрид или оксинитрид эвтектического сплава алюминий-кремний, полученный методом магнетронного распыления мишени из указанного выше сплава при постоянном токе в атмосфере смеси аргона с азотом в едином вакуумном цикле (патент США №4769291).
Известно также низкоэмиссионное покрытие на прозрачной подложке (стекле и полимерной пленке), содержащее по меньшей мере три слоя, расположенных на ней в порядке: диэлектрик, металл, диэлектрик, полученное методом вакуумного магнетронного распыления, причем слой металла толщиной 7-20 нм выполнен из серебра или меди, а слои диэлектриков получены магнетронным распылением мишени из алюминиевого сплава в атмосфере смеси аргона с азотом с толщиной каждого слоя 10-60 нм (патент РФ №2132406).
Недостатком известных решений является недостаточное ослабление теплового потока солнечного излучения из-за сравнительно невысокого показателя преломления и неоптимального выбора толщины просветляющих слоев.
Известен способ получения низкоэмиссионного покрытия, включающий напыление первого просветляющего оксидного слоя на стеклянную подложку, напыление слоя титана, напыление слоя серебра, напыление второго слоя титана, напыление внешнего просветляющего оксидного слоя и напыление слоя оксида титана. В таком покрытии слой серебра защищен слоем титана от воздействия кислорода в процессе получения покрытия, а также в процессе последующей термообработки. В процессе термообработки слой титана окисляется, но предохраняет от окисления серебряный слой (патент США №5059295).
Недостатком данного способа является невозможность получения качественных покрытий на полимерных подложках из-за высокой температуры термообработки.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, принятому за прототип, является способ нанесения методом вакуумного магнетронного распыления покрытия на прозрачной подложке, содержащего по меньшей мере четыре слоя, полученные и расположенные на ней в следующем порядке: слой диэлектрика из диоксида титана, слой металла, выполненный из серебра или меди, слой титана (барьерный слой) толщиной, сравнимой с толщиной слоя металла, и верхний слой диэлектрика из диоксида титана, причем толщина слоев титана и верхнего слоя диэлектрика кратна четверти длины волны в видимой части спектра. Покрытие может дополнительно содержать подслой, нанесенный на подложку, и верхний защитный слой, выполненные из нитрида титана (патент РФ №2190692).
Недостатком данного технического решения является невысокий коэффициент ослабления теплового потока солнечного излучения при высоких коэффициентах пропускания видимого света.
Технической задачей заявляемого изобретения является увеличение коэффициента ослабления теплового солнечного излучения при сохранении высокого коэффициента пропускания видимого света для прозрачных полимерных материалов с теплозащитным покрытием.
Для решения поставленной технической задачи предложен способ нанесения теплозащитного покрытия на полимерный материал, включающий последовательное нанесение на прозрачную полимерную подложку методом вакуумного магнетронного распыления первого диэлектрического слоя, выполненного из диоксида титана, слоя металла, выполненного из серебра, барьерного слоя и второго диэлектрического слоя, выполненного из диоксида титана, в котором барьерный слой выполнен из нитрида алюминия и имеет толщину не менее 3 нм, первый диэлектрический слой диоксида титана наносят до толщины, удовлетворяющей условию:
где m=0 или 1, nт - показатель преломления диоксида титана, а второй диэлектрический слой диоксида титана наносят до толщины, удовлетворяющей условию:
где db - толщина барьерного слоя нитрида алюминия, nb - показатель преломления нитрида алюминия, d2T - толщина второго диэлектрического слоя диоксида титана, а k=0 или 1.
С целью повышения качества получаемого покрытия после нанесения первого диэлектрического слоя, выполненного из диоксида титана, наносят дополнительный защитный слой, выполненный из нитрида алюминия, причем суммарная толщина первого диэлектрического слоя диоксида титана и дополнительного защитного слоя должна удовлетворять условию:
где db1 - толщина дополнительного защитного слоя нитрида алюминия, nb - показатель преломления нитрида алюминия, d1T - толщина первого диэлектрического слоя диоксида титана, а р=0 или 1.
Нанесение барьерного слоя нитрида алюминия защищает слой металла от деградации в процессе нанесения внешнего слоя диоксида титана. Нанесение диэлектрических слоев диоксида титана, обладающих максимальным показателем преломления в видимой области спектра, обеспечивает получение максимальной прозрачности для видимого света и высокую стойкость к воздействию влаги. Нанесение диэлектрических слоев до толщины, соответствующей указанным выше условиям, позволяет увеличить коэффициент ослабления теплового потока солнечного излучения. Слой серебра, помимо магнетронного распыления, может быть нанесен методами вакуумного испарения, например, резистивного или электронно-лучевого испарения.
Примеры осуществления
Пример 1
Нанесение покрытия проводили в вакуумной установке, оснащенной устройствами нанесения покрытий, например магнетронными системами распыления, и устройством для создания газового разряда. Полимерную подложку, например органическое стекло, закрепляли в устройстве перемещения подложек, которое обеспечивает прохождение подложки в зонах нанесения всех слоев покрытия на расстоянии 180 мм от напылительных устройств. В вакуумной установке создавали давление 0,2 Па и проводили плазмохимическую обработку поверхности полимерной подложки в среде, содержащей химически активные газы, например кислород, азот, диоксид углерода или их смеси, с помощью газового разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях при разрядном напряжении 500 В и токе разряда 2 А в течение 2 минут.
Перед нанесением каждого слоя покрытия в зоне соответствующей магнетронной системы распыления создавали предварительное разрежение не более 0,004 Па. Нанесение диэлектрических слоев диоксида титана проводили в смеси газов кислорода и аргона при суммарном давлении 0,25-0,30 Па и средней плотности тока на титановой мишени магнетрона 150-200 А/м2, перемещая полимерную подложку в зоне магнетронного разряда до получения толщины, определяемой соотношениями (1)-(3). Нанесение слоя серебра проводили в среде аргона при давлении 0,25-0,30 Па, скорости осаждения не менее 3 нм/с, перемещая полимерную подложку в зоне осаждения серебра до толщины 20 нм. Нанесение барьерного слоя нитрида алюминия проводили в смеси газов азота и аргона до толщины 15 нм.
Покрытия по примерам 2-4 наносили способом, аналогичным примеру 1.
Скорость осаждения покрытий контролировали с помощью оптических, гравиметрических либо других методов, а толщину покрытий контролировали также либо перечисленными методами, либо по предварительно измеренной скорости и времени нанесения.
Примеры теплозащитных покрытий, полученных на органическом стекле по предлагаемому способу и по прототипу, и их оптические свойства представлены в таблицах 1 и 2.
В качестве величины, наиболее полно характеризующей прозрачность материала в видимой области спектра, приведен интегральный коэффициент пропускания Тв, учитывающий спектральное распределение интенсивности источника излучения (Солнце) и спектральную чувствительность глаза:
где t(λ) - спектральный коэффициент пропускания образца, J(λ) - энергетический спектр источника излучения, w(λ) - спектральная чувствительность глаза, λв1=380 нм, λв2=780 нм - границы видимого диапазона спектра.
В качестве величины, наиболее полно характеризующей ослабление материалом теплового потока солнечного излучения, приведен коэффициент ослабления теплового потока солнечного излучения (величина, обратная интегральному коэффициенту пропускания Тс для потока солнечного излучения в диапазоне длин волн атмосферного солнечного спектра, учитывающего спектральное распределение интенсивности солнечного излучения) Кт=1/Тс:
где t(λ) - спектральный коэффициент пропускания образца, J(λ) - энергетический спектр излучения Солнца на поверхности Земли, λ1=380 нм, λ2=2500 нм - границы диапазона атмосферного солнечного спектра.
В таблице 2 для покрытий №1 и №2 толщина первого слоя диэлектрика и толщина слоя титана со вторым слоем диэлектрика соответствуют одной четверти длины волны видимого света. Для покрытия №3 толщина первого слоя диэлектрика соответствует трем четвертям длины волны, а толщина слоя титана со вторым слоем диэлектрика - одной четверти длины волны видимого света. Для покрытия №4 толщина первого слоя диэлектрика и толщина слоя титана со вторым слоем диэлектрика соответствуют трем четвертям длины волны видимого света.
| Таблица 1 | ||||||
| Примеры и свойства теплозащитных покрытий по предлагаемому способу | ||||||
| № п/п | Толщина слоев покрытия, нм | Интегральный коэффициент пропускания видимого света Тв, % | Коэффициент ослабления теплового потока солнечного излучения, КT | |||
| 1 слой TiO2, толщина по соотношению (1), нм |
2 слой Ag, нм | 3 слой AlN, нм | 4 слой ТiO2, толщина по соотношению (2), нм | |||
| 1 | 36 (m=0) | 20 | 15 | 21 (k=0) | 83 | 1,81 |
| 2 | 25 (m=0) | 23 | 15 | 16 (k=0) | 75 | 2,17 |
| 3 | 156 (m=1) (40+275/nT) |
21 | 15 | 16 (k=1) | 76 | 2,37 |
| 4 | 142 (m=1) (26+275/nT) |
16 | 15 | 129 (k=1) 27+(275/nT-15*nb/nT) |
75 | 2,56 |
| Таблица 2 | ||||||
| Примеры и свойства теплозащитных покрытий по прототипу. | ||||||
| № п/п | Толщина слоев покрытия, нм | Интегральный коэффициент пропускания видимого света Тв, % | Коэффициент ослабления теплового потока солнечного излучения, Кт | |||
| 1 слой ТiO2, нм | 2 слой Ag, нм | 3 слой Ti, нм | 4 слой ТiO2, нм | |||
| 1 | 44 | 13 | 2 | 38 | 83 | 1,58 |
| 2 | 40 | 19 | 2 | 37 | 75 | 1,95 |
| 3 | 149 | 16 | 2 | 39 | 76 | 2,12 |
| 4 | 147 | 12 | 2 | 148 | 75 | 2,31 |
На чертеже приведены примеры спектральных коэффициентов пропускания оргстекла с покрытием, полученным по предлагаемому способу, и покрытием по прототипу, поясняющие преимущество покрытия, полученного по предлагаемому способу, где:
I - видимая область спектра,
II - ИК-область солнечного спектра,
III - часть видимой области, определяющая величину интегрального коэффициента пропускания видимого света.
1 - органическое стекло с покрытием ТiO2 (36 нм) - Ag (20 нм) - AlN (15 нм) - ТiO2 (21 нм), интегральный коэффициент пропускания видимого света Тв=83%, коэффициент ослабления теплового потока солнечного излучения Кт=1,81;
2 - органическое стекло с покрытием ТiO2 (44 нм) - Ag (13 нм) - Ti (2 нм) - ТiO2 (38 нм) прототип, интегральный коэффициент пропускания видимого света Тв=83%, коэффициент ослабления теплового потока солнечного излучения Кт=1,58;
3 - спектральная чувствительность глаза.
Вследствие применения поглощающего барьерного слоя титана в прототипе (кривая 2 чертежа) для обеспечения уровня прозрачности, например Тв=83% в видимой области спектра, необходимо уменьшать толщину серебряного слоя до 13 нм, что приводит к более пологому, по сравнению с покрытием, полученным по предлагаемому способу (кривая 1 чертежа), спаду спектральной зависимости коэффициента пропускания в красной области видимого спектра (область I чертежа) и ближней инфракрасной области спектра (область II чертежа), и, следовательно, к уменьшению коэффициента ослабления энергии солнечного излучения в данной области. Чувствительность глаза в красной области видимого спектра (650-780 нм) мала, поэтому ход спектральной зависимости коэффициента пропускания в этой области практически не влияет на интегральный коэффициент пропускания видимого света. Оптимальный выбор толщин слоев, который обеспечивает максимальную крутизну спада спектральной зависимости коэффициента пропускания в красной области видимого спектра, дает дополнительный выигрыш в ослаблении теплового потока при использовании покрытия, полученного предлагаемым способом.
Claims (2)
1. Способ нанесения теплозащитного покрытия на полимерный материал, включающий последовательное нанесение на прозрачную полимерную подложку методом вакуумного магнетронного распыления первого диэлектрического слоя, выполненного из диоксида титана, слоя металла, выполненного из серебра, барьерного слоя и второго диэлектрического слоя, выполненного из диоксида титана, отличающийся тем, что барьерный слой выполнен из нитрида алюминия и имеет толщину не менее 3 нм, первый диэлектрический слой диоксида титана наносят до толщины, удовлетворяющей условию:
d1T=(25-40)+275·m/nT (нм),
где m=0 или 1, nT - показатель преломления диоксида титана, d1T - толщина первого диэлектрического слоя диоксида титана, а второй диэлектрический слой диоксида титана наносят до толщины, удовлетворяющей условию:
db·nb+d2T·nT=(25-40)·nT+275·k (нм),
где db - толщина барьерного слоя нитрида алюминия, nb - показатель преломления нитрида алюминия, d2Т - толщина второго диэлектрического слоя диоксида титана, k=0 или 1.
d1T=(25-40)+275·m/nT (нм),
где m=0 или 1, nT - показатель преломления диоксида титана, d1T - толщина первого диэлектрического слоя диоксида титана, а второй диэлектрический слой диоксида титана наносят до толщины, удовлетворяющей условию:
db·nb+d2T·nT=(25-40)·nT+275·k (нм),
где db - толщина барьерного слоя нитрида алюминия, nb - показатель преломления нитрида алюминия, d2Т - толщина второго диэлектрического слоя диоксида титана, k=0 или 1.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения первого диэлектрического слоя, выполненного из диоксида титана, наносят дополнительный защитный слой, выполненный из нитрида алюминия, причем суммарная толщина первого диэлектрического слоя диоксида титана и дополнительного защитного слоя удовлетворяет условию:
db1·nb+d1T·nT=(25-40)·nT+275·p (нм),
где db1, - толщина дополнительного защитного слоя нитрида алюминия, nb - показатель преломления нитрида алюминия, а p=0 или 1.
db1·nb+d1T·nT=(25-40)·nT+275·p (нм),
где db1, - толщина дополнительного защитного слоя нитрида алюминия, nb - показатель преломления нитрида алюминия, а p=0 или 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139018/02A RU2420607C1 (ru) | 2009-10-22 | 2009-10-22 | Способ нанесения теплозащитного покрытия на полимерный материал |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139018/02A RU2420607C1 (ru) | 2009-10-22 | 2009-10-22 | Способ нанесения теплозащитного покрытия на полимерный материал |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009139018A RU2009139018A (ru) | 2011-04-27 |
| RU2420607C1 true RU2420607C1 (ru) | 2011-06-10 |
Family
ID=44731307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009139018/02A RU2420607C1 (ru) | 2009-10-22 | 2009-10-22 | Способ нанесения теплозащитного покрытия на полимерный материал |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2420607C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530495C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-10-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) | Упрочняющее теплоотражающее просветляющее покрытие |
| RU2541227C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) | Способ получения упрочняющего теплоотражающего просветляющего покрытия для прозрачных пластиковых изделий |
| RU2652937C2 (ru) * | 2012-02-22 | 2018-05-03 | Гардиан Индастриз Корп. | Изделие с низкоэмиссионным покрытием, содержащим многослойное внешнее покрытие, и способ его получения |
| RU2720846C2 (ru) * | 2015-12-09 | 2020-05-13 | Сэн-Гобэн Гласс Франс | Способ и установка для получения цветного остекления |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4985312A (en) * | 1988-12-13 | 1991-01-15 | Central Glass Company, Limited | Heat reflecting glass plate with multilayer coating |
| DE4422830A1 (de) * | 1993-06-29 | 1995-01-12 | Glaverbel | Transparente Sonnenregulierverglasungsplatte |
| WO1999045415A1 (fr) * | 1998-03-03 | 1999-09-10 | Saint-Gobain Vitrage | Substrat transparent muni d'un empilement de couches reflechissant le rayonnement thermique |
| RU2190692C1 (ru) * | 2001-03-13 | 2002-10-10 | Суханов Александр Аркадьевич | Низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на прозрачную подложку |
-
2009
- 2009-10-22 RU RU2009139018/02A patent/RU2420607C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4985312A (en) * | 1988-12-13 | 1991-01-15 | Central Glass Company, Limited | Heat reflecting glass plate with multilayer coating |
| DE4422830A1 (de) * | 1993-06-29 | 1995-01-12 | Glaverbel | Transparente Sonnenregulierverglasungsplatte |
| WO1999045415A1 (fr) * | 1998-03-03 | 1999-09-10 | Saint-Gobain Vitrage | Substrat transparent muni d'un empilement de couches reflechissant le rayonnement thermique |
| RU2190692C1 (ru) * | 2001-03-13 | 2002-10-10 | Суханов Александр Аркадьевич | Низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на прозрачную подложку |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2652937C2 (ru) * | 2012-02-22 | 2018-05-03 | Гардиан Индастриз Корп. | Изделие с низкоэмиссионным покрытием, содержащим многослойное внешнее покрытие, и способ его получения |
| US10227690B2 (en) | 2012-02-22 | 2019-03-12 | Guardian Glass, LLC | Coated article with low-E coating having multilayer overcoat and method of making same |
| RU2530495C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-10-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) | Упрочняющее теплоотражающее просветляющее покрытие |
| RU2541227C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) | Способ получения упрочняющего теплоотражающего просветляющего покрытия для прозрачных пластиковых изделий |
| RU2720846C2 (ru) * | 2015-12-09 | 2020-05-13 | Сэн-Гобэн Гласс Франс | Способ и установка для получения цветного остекления |
| US10988409B2 (en) | 2015-12-09 | 2021-04-27 | Saint-Gobain Glass France | Process and plant for obtaining colored glazing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009139018A (ru) | 2011-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6490810B2 (ja) | 耐温度性及び耐腐食性の表面反射体 | |
| JP2625079B2 (ja) | 放射率の低い太陽熱制御型耐久性薄膜コーティング | |
| AU2015225134B2 (en) | Infrared reflecting substrate and method for producing same | |
| KR100667637B1 (ko) | 적층체 및 그의 제조 방법 | |
| KR101918425B1 (ko) | 적외선 반사 필름 | |
| KR20170036775A (ko) | 적외선 반사 기판 | |
| US20160145736A1 (en) | Method for producing infrared radiation reflecting film | |
| KR101499288B1 (ko) | 저방사 코팅막 및 이를 포함하는 건축 자재 | |
| EP2603469B1 (fr) | Vitrage a proprietes antisolaires | |
| KR101768257B1 (ko) | 저방사 코팅 및 이를 포함하는 창호용 건축 자재 | |
| CN105814149B (zh) | 低辐射涂敷膜、其的制备方法及包含其的窗户用功能性建材 | |
| CN105814150B (zh) | 低辐射涂敷膜、其的制备方法及包含其的窗户用功能性建材 | |
| KR20140084169A (ko) | 태양광의 파장 스펙트럼에서 유래하는 전자기선의 선택적 반사를 위한 다층 시스템 및 이의 제조 방법 | |
| CN112194383A (zh) | 一种低辐射玻璃及其制备方法 | |
| KR20180027062A (ko) | 창호용 기능성 건축 자재 | |
| RU2420607C1 (ru) | Способ нанесения теплозащитного покрытия на полимерный материал | |
| RU2636995C1 (ru) | Изделие с гибридным энергосберегающим покрытием на стеклянной подложке | |
| RU2190692C1 (ru) | Низкоэмиссионное покрытие, нанесенное на прозрачную подложку | |
| US9296651B2 (en) | Heat stable SnAl and SnMg based dielectrics | |
| KR101970495B1 (ko) | 저방사 코팅, 저방사 코팅의 제조 방법 및 저방사 코팅을 포함하는 창호용 기능성 건축 자재 | |
| JPH1096801A (ja) | 光吸収性反射防止体およびその製造方法 | |
| US20120263885A1 (en) | Method for the manufacture of a reflective layer system for back surface mirrors | |
| JPH0859301A (ja) | 紫外線熱線遮断ガラス | |
| JPH0912338A (ja) | 断熱ガラス | |
| RU2642751C1 (ru) | Изделие серебристого цвета с гибридным энергосберегающим покрытием на стеклянной подложке |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111023 |