一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃及制备方法
阅读说明：本技术 一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃及制备方法 (A kind of high light blue bendable steel Three-silver-layer low-radiation coated glass and preparation method ) 是由 熊建 宋宇 杨清华 江维 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃及制备方法,属于磁控溅射镀膜技术领域；本发明中,通过对镀膜玻璃镀膜层的优化设计,提高了镀膜玻璃透过率、耐氧化能力；一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃,包括玻璃基片层和镀膜层,镀膜层自所述玻璃基片层向外依次复合有十五个膜层,其中第一层为第一电介质层,第二层为低辐射功能层,第三层和第四层为第一阻挡保护层,第五层和第六层为第二电介质层,第七层为低辐射功能层,第八层和第九层为第二阻挡保护层,第十层和第十一层为第三电介质层,第十二层为低辐射功能层,第十三层和第十四层为第三阻挡保护层,第十五层为第四介质层。本发明玻璃具有透过率高、耐氧化等优点。(The present invention provides a kind of high light blue bendable steel Three-silver-layer low-radiation coated glass and preparation methods, belong to magnetron sputtering technology field；In the present invention, by the optimization design to coated glass film plating layer, coated glass transmitance, oxidation resistance are improved；A kind of high light blue bendable steel Three-silver-layer low-radiation coated glass, including glass substrate layer and film plating layer, film plating layer is successively compounded with 15 film layers from the glass substrate layer outward, wherein first layer is the first dielectric layer, the second layer is low radiation functions layer, third layer and the 4th layer are the first block protective layer, layer 5 and layer 6 are the second dielectric layer, layer 7 is low radiation functions layer, 8th layer and the 9th layer is the second block protective layer, tenth layer and eleventh floor are third dielectric layer, Floor 12 is low radiation functions layer, 13rd layer and the 14th layer is third block protective layer, 15th layer is the 4th dielectric layer.Glass of the present invention has many advantages, such as transmitance height, resistance to oxidation.)
技术领域
本发明属于磁控溅射镀膜技术领域，具体涉及一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃及制备方法。
背景技术
作为一种优良的建筑材料，玻璃由于其良好的通透性，具有透光、防紫外线及防风雪的功能，被广泛应用于建筑上。随着现代科技水平的发展，玻璃被赋予各种新的内涵，其中low-E玻璃以其美观大方的颜色、较好的质感以及优良的节能特性，在建筑幕墙领域已受到广泛应用。Low-E玻璃又称低辐射玻璃，常使用磁控溅射法在玻璃基片表面沉积出纳米膜层，进而改变玻璃的光学、电学、机械和化学等方面的性能，达到装饰、节能、环保等目的。
作为节能建筑材料，low-E玻璃的节能特性与普通玻璃及热反射镀膜玻璃相比，Low-E玻璃对远红外辐射具有极高的反射率。在有效减少室内外的热传递的作用下，保持室内温度稳定，减少建筑加热或制冷的能耗，起到了非常优秀的节能降耗作用。其中可钢膜系由于适于大面积生产，具备目前最高效的生产流程，可以进行后续切、磨、钢夹、等工艺加工，因此广受关注，成为未来low-E玻璃发展的大趋势，但可钢单银膜系技术较为成熟，可钢三银膜系仍有较大技术空白，成熟膜系较少且多集中在中低透领域。
现有技术的缺点：
1)现有可钢三银低辐射镀膜玻璃透过率偏低(低于50％)，难以满足客户需求。
2)现有可钢三银膜系往往室外颜色不清透，室内颜色多为深绿色亮黄色等，与室外颜色差异较大。
3)现有可钢三银膜系在后续生产中往往会出现合金或膜层结合力不足。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃及制备方法，本发明所要解决的技术问题是如何通过镀膜层的设计，提高镀膜玻璃透过率、耐氧化能力。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，本镀膜玻璃包括玻璃基片层和镀膜层，所述镀膜层自所述玻璃基片层向外依次复合有十五个膜层，其中第一层为第一电介质层，第二层为低辐射功能层，第三层和第四层为第一阻挡保护层，第五层和第六层为第二电介质层，第七层为低辐射功能层,第八层和第九层为第二阻挡保护层，第十层和第十一层为第三电介质层，第十二层为低辐射功能层，第十三层和第十四层为第三阻挡保护层,第十五层为第四介质层。
在上述一种中透灰色可钢双银低辐射镀膜玻璃中，所述第一层为SiNx层，所述第二层为Ag层,所述第三层NiCrOx层，所述第四层为AZO层，所述第五层为ZnSnOx层,所述第六层为ZnAlO层,所述第七层为Ag层，所述第八层为NiCrOx层，所述第九层为AZO层，所述第十层为ZnSnOx层，所述第十一层为ZnAlO层,所述第十二层为Ag层,所述第十三层为NiCrOx层，所述第十四层为AZO层，所述第十五层为SiNx层。
由于SiNx层的抗磨损性能优越，故整个膜系的起始层(即第一层)与结束层(即第十五层)均采用SiNx层，而AZO层具有可见光高透过的特性，使本镀膜玻璃的透过率大幅提高。
在上述一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃中，其制备方法包括如下步骤：
1)、磁控溅射镀膜层；
A、磁控溅射第一层：
靶材数量：交流旋转靶3～4个；靶材配置为硅铝(SiAl)；工艺气体比例：氩气和氮气，氩气和氮气的比例为1:1.14，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为20～25nm；
B、磁控溅射第二层：
靶材数量：直流平面靶1个；靶材配置银(Ag)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为2～3×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；
C、磁控溅射第三层：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为镍铬(NiCr)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；
D、磁控溅射第四层：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为AZO；工艺气体比例：纯氩气，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；E、磁控溅射第五层；
E、磁控溅射第五层：
靶材数量：交流旋转靶4～5个；靶材配置为锌锡(ZnSn)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为1:2，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为20～30nm；
F、磁控溅射第六层：
靶材数量：交流旋转靶2～3个；靶材配置为锌铝(ZnAl)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氮气的比例为1:2，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为20～30nm；
G、磁控溅射第七层：
靶材数量：直流平面靶1个；靶材配置为银(Ag)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为2～3×10-3mbar；镀膜厚度为5.6～5.8nm；
H、磁控溅射第八层：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为镍铬(NiCr)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2.8～3.0nm；
I、磁控溅射第九层：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为AZO；工艺气体比例：纯氩气；溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；
J、磁控溅射第十层：
靶材数量：交流旋转靶4～6个；靶材配置为锌锡(ZnSn)；工艺气体比：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为1:2；溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为20nm；
K、磁控溅射第十一层：
靶材数量：交流旋转靶4～5个；靶材配置为锌锡(ZnSn)；工艺气体：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为1:2；溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；
L、磁控溅射第十二层：
靶材数量：直流平面靶1个；靶材配置为银(Ag)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为2～3×10-3mbar；镀膜厚度为2.3～3.0nm；
I、磁控溅射第十三层：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为镍铬(NiCr)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3.0nm；
J、磁控溅射第十四层：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为AZO；工艺气体比例：纯氩，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3.0nm；
K、磁控溅射第十四层：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为硅铝(SiAl)；工艺气体比例：氩气和氮气，氩气和氮气的比例为1:1.14，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为40～50nm；；
2)、镀膜层总厚度控制在246-318nm之间，溅射室传动走速控制在4.0-5.0m/min。
需特别强调的是在Nicr靶的溅射过程中，与纯氩的条件相比，在低的氧分压下薄膜中的残余压应力将增大(临界区间在0.1％-0.9％O2)，而在高的氧分压下薄膜中的残余压应力将降低，残余压应力降低利于提高薄膜晶粒质量，减少薄膜中的缺陷，提高薄膜的可见光透过率。另外，NicrOx在后续的钢化生产中，可以避免与Ag层结合成合金，提高紧邻膜层的吸附力。其次在Ag基低辐射膜层中一般是作为功能层的银最容易被腐蚀氧化，在车间耐氧化实验中，往往是由于局部的银层氧化从而导致膜层结构彻底破坏，进而出现点状甚至块状脱膜。而在可钢膜系的钢化实验中有时也会出现银层完全氧化，导致颜色突变的问题；为进一步提高膜层耐氧化性能，在溅射过程中使银层出现表层氧化，保证银层上下结构未被破坏，表面平整度良好，如此既维持低辐射性能又提高抗氧化能力。
在上述一种中透灰色可钢双银低辐射镀膜玻璃中，所述第四层和第五层之间、第九层和第十层之间设有SiNx层。
当第四层和第五层之间、第九层和第十层之间设有SiNx层时，对于其低辐射功能层的磁控溅射(即步骤B、步骤G和步骤L)条件可作相应调整,其工艺气体应变更为纯氩气，而其他条件不变。
本发明优点：
1、本专利技术产品6mm单片透过率T∈[70％-75％]。
2、玻面为浅蓝色，其中透过色a*∈-5,-6]，b*∈[2.59，2.8]；玻面颜色a*∈[0.6，1.0]，b*∈[-5,-7]；膜面颜色a*∈[15，16]，b*∈[-23.5，-23.0]；玻面小角度颜色a*∈[-0.1,0]，b*∈[-3.8，-3.5]。
3、可进行后续切、磨、钢、夹层等工艺加工，便于实现大面积生产且可以保证长期运输、储存过程中不易划伤、氧化等问题。
附图说明
图1是本高透过中性色双银低辐射镀膜玻璃层状结构示意图。
图中，G、玻璃基片层；1、第一层；2、第二层；3、第三层；4、第四层；5、第五层；6、第六层；7、第七层；8、第八层；9、第九层；10、第十层；11、第十一层；12、第十二层；13、第十三层；14、第十四层；15、第十五层；A、位于第四层和第五层之间的SiNx层；B、位于第九层和第十层之间的SiNx层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片层G和镀膜层，镀膜层自所述玻璃基片层G向外依次复合有十五个膜层，其中第一层1为第一电介质层，第二层2为低辐射功能层，第三层3和第四层4为第一阻挡保护层，第五层5和第六层6为第二电介质层，第七层7为低辐射功能层,第八层8和第九层9为第二阻挡保护层，第十层10和第十一层11为第三电介质层，第十二层12为低辐射功能层，第十三层13和第十四层14为第三阻挡保护层,第十五层15为第四介质层。
第一层1为SiNx层，第二层2为Ag层,第三层3NiCrOx层，第四层4为AZO层，第五层5为ZnSnOx层,第六层6为ZnAlO层,第七层7为Ag层，第八层8为NiCrOx层，第九层9为AZO层，第十层10为ZnSnOx层，第十一层11为ZnAlO层,第十二层12为Ag层,第十三层13为NiCrOx层，第十四层14为AZO层，第十五层15为SiNx层。
由于SiNx层的抗磨损性能优越，故整个膜系的起始层(即第一层1)与结束层(即第十五层15)均采用SiNx层，而AZO层具有可见光高透过的特性，使本镀膜玻璃的透过率大幅提高。
在上述一种高透浅蓝色可弯钢三银低辐射镀膜玻璃中，其制备方法包括如下步骤：
1)、磁控溅射镀膜层；
A、磁控溅射第一层1：
靶材数量：交流旋转靶3～4个；靶材配置为硅铝(SiAl)；工艺气体比例：氩气和氮气，氩气和氮气的比例为1:1.14，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为20～25nm；
B、磁控溅射第二层2：
靶材数量：直流平面靶1个；靶材配置银(Ag)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为2～3×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；
C、磁控溅射第三层3：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为镍铬(NiCr)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；
D、磁控溅射第四层4：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为AZO；工艺气体比例：纯氩气，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；E、磁控溅射第五层5；
E、磁控溅射第五层5：
靶材数量：交流旋转靶4～5个；靶材配置为锌锡(ZnSn)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为1:2，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为20～30nm；
F、磁控溅射第六层6：
靶材数量：交流旋转靶2～3个；靶材配置为锌铝(ZnAl)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氮气的比例为1:2，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为20～30nm；
G、磁控溅射第七层7：
靶材数量：直流平面靶1个；靶材配置为银(Ag)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为2～3×10-3mbar；镀膜厚度为5.6～5.8nm；
H、磁控溅射第八层8：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为镍铬(NiCr)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2.8～3.0nm；
I、磁控溅射第九层9：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为AZO；工艺气体比例：纯氩气；溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；
J、磁控溅射第十层10：
靶材数量：交流旋转靶4～6个；靶材配置为锌锡(ZnSn)；工艺气体比：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为1:2；溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为20nm；
K、磁控溅射第十一层11：
靶材数量：交流旋转靶4～5个；靶材配置为锌锡(ZnSn)；工艺气体：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为1:2；溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3nm；
L、磁控溅射第十二层12：
靶材数量：直流平面靶1个；靶材配置为银(Ag)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为2～3×10-3mbar；镀膜厚度为2.3～3.0nm；
I、磁控溅射第十三层13：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为镍铬(NiCr)；工艺气体比例：氩气和氧气，氩气和氧气的比例为100:1，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3.0nm；
J、磁控溅射第十四层14：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为AZO；工艺气体比例：纯氩，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为2～3.0nm；
K、磁控溅射第十四层14：
靶材数量：交流旋转靶1个；靶材配置为硅铝(SiAl)；工艺气体比例：氩气和氮气，氩气和氮气的比例为1:1.14，溅射气压为3～5×10-3mbar；镀膜厚度为40～50nm；；
2)、镀膜层总厚度控制在246-318nm之间，溅射室传动走速控制在4.0-5.0m/min。
需特别强调的是在Nicr靶的溅射过程中，与纯氩的条件相比，在低的氧分压下薄膜中的残余压应力将增大(临界区间在0.1％-0.9％O2)，而在高的氧分压下薄膜中的残余压应力将降低，残余压应力降低利于提高薄膜晶粒质量，减少薄膜中的缺陷，提高薄膜的可见光透过率。另外，NicrOx在后续的钢化生产中，可以避免与Ag层结合成合金，提高紧邻膜层的吸附力。其次在Ag基低辐射膜层中一般是作为功能层的银最容易被腐蚀氧化，在车间耐氧化实验中，往往是由于局部的银层氧化从而导致膜层结构彻底破坏，进而出现点状甚至块状脱膜。而在可钢膜系的钢化实验中有时也会出现银层完全氧化，导致颜色突变的问题；为进一步提高膜层耐氧化性能，在溅射过程中使银层出现表层氧化，保证银层上下结构未被破坏，表面平整度良好，如此既维持低辐射性能又提高抗氧化能力。
在上述一种中透灰色可钢双银低辐射镀膜玻璃中，所述第四层4和第五层5之间、第九层9和第十层10之间设有SiNx层。
当第四层4和第五层5之间、第九层9和第十层10之间设有SiNx层时，对于其低辐射功能层的磁控溅射(即步骤B、步骤G和步骤L)条件可作相应调整,其工艺气体应变更为纯氩气，而其他条件不变。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。