一种复合功能的观景玻璃

文档序号:1931651 发布日期:2021-12-07 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种复合功能的观景玻璃 (Composite function&#39;s sight glass ) 是由 林江 于 2021-10-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及玻璃制备技术领域,具体涉及一种复合功能的观景玻璃,包括室内片与室外片,所述室内片与室外片之间通过间隔条隔开并形成中空的密封空间,所述室内片为减反射玻璃,所述室外片为低辐射节能玻璃,所述室内片与室外片之间的密封空间内填充有气体,本发明设计巧妙,结构新颖,适合用于夜景观赏场所,具有显著的推广意义。(The invention relates to the technical field of glass preparation, in particular to landscape glass with a composite function, which comprises an indoor sheet and an outdoor sheet, wherein the indoor sheet and the outdoor sheet are separated by a spacer bar to form a hollow sealed space, the indoor sheet is made of antireflection glass, the outdoor sheet is made of low-radiation energy-saving glass, and the sealed space between the indoor sheet and the outdoor sheet is filled with gas.)

一种复合功能的观景玻璃

技术领域

本发明涉及玻璃制备技术领域,具体涉及一种复合功能的观景玻璃。

背景技术

随着社会的进步,人们对建筑的舒适性的要求越来越高。大尺寸的观景玻璃由于能提供人们在室内几乎无视野限制地欣赏外部各种景色的能力,而获得越来越多的应用,特别是在城市高层建筑或著名景区周边夜景欣赏的场合。目前普通的玻璃在这些观景应用中,遇到了一些问题或不足之处。首先,普通6-12-6双层中空玻璃的可见光内反射高达14%以上,这样的反射率可以很容易的反射室内光线而造成观察景物的光污染,特别是夜景观察时此现象更明显,显著地降低了观察体验。相对于墙体,玻璃是建筑中热绝缘的薄弱环节。目前,中国的建筑能耗占社会总能耗的30%,而玻璃门窗占建筑能耗的约50%,为实现中国的“碳达峰、碳中和”的目标,国家和社会对建筑能耗的限制越来越严格。而观景玻璃由于其巨大的尺寸,对建筑能耗贡献就更大,这就对玻璃的节能功能提出了更高的要求。同时,由于观景玻璃的大尺寸,为确保其安全性,国家有强制规定,此类玻璃必须通过热加工(钢化、夹层)而成为安全玻璃。目前市场上具备热加工能力的高通透节能玻璃的光热选择比(可见光透过率/阳光因子)都小于2,这将很难满足大尺寸建筑玻璃的节能要求。因此,迫切需要一种可热加工的、可见光高通透且内反射极小、光热选择比能大于2的玻璃窗户系统,来满足大尺寸观景玻璃的需求。

发明内容

针对上述技术问题,本发明的目的在于提供一种复合功能的观景玻璃,在满足大尺寸观景视野的情况下,同时实现高可见光通透、低内反射、透过色高纯度、高节能和耐热加工的效果,尤其适合用于夜景观赏场所,本发明采用的技术方案如下:

一种复合功能的观景玻璃,包括室内片与室外片,所述室内片与室外片之间通过间隔条隔开并形成中空的密封空间,所述室内片为减反射玻璃,所述室外片为低辐射节能玻璃,所述密封空间内填充有保温气体。

优选地,所述减反射玻璃包括衬底玻璃与减反射膜层组,所述减反射膜层组从靠近所述衬底玻璃一侧向外依次复合有五个膜层,其中第一层为Zn2SnO4层,第二层为SiO2层,第三层为Zn2SnO4层,第四层为SiO2层,第五层为ZrO2

优选地,所述低辐射节能玻璃包括衬底玻璃与三银低辐射膜层组,所述三银低辐射膜层组从靠近所述衬底玻璃一侧向外依次复合有十七个膜层,其中第一层为Si3N4或Zn2SnO4层,第二层为ZnO或AZO层,第三层为Ag层,第四层为TiAl合金层,第五层为ZnO或AZO层,第六层为Si3N4或Zn2SnO4层,第七层为ZnO或AZO层,第八层为Ag层;第九层为TiAl合金层,第十层为ZnO或AZO层,第十一层为Si3N4或Zn2SnO4层,第十二层为ZnO或AZO层,第十三层为Ag层,第十四层为TiAl合金层,第十五层为ZnO或AZO层,第十六层为Si3N4或Zn2SnO4层,第十七层为ZrO2层。

优选地,所述室内片的衬底玻璃的两侧均设置有减反射膜层组。

优选地,所述三银低辐射膜层组设置在室外片衬底玻璃靠近室内的一侧。

优选地,所述减反射膜层组第一层的厚度为20-40nm,第二层的厚度为5-30nm,第三层的厚度为50-100nm,第四层的厚度为70-100nm,第五层厚度为0.5-5nm。

优选地,所述三银低辐射膜层组第一层的厚度为20-40nm,第二层的厚度为8-20nm,第三层的厚度为10-20nm,第四层的厚度为0.3-2.5nm,第五层的厚度为8-20nm,第六层的厚度为40-80nm,第七层的厚度为8-20nm,第八层的厚度为10-20nm,第九层的厚度为0.3-2.5nm,第十层的厚度为8-20nm,第十一层的厚度为40-80nm,第十二层的厚度为8-20nm,第十三层的厚度为10-20nm,第十四层的厚度为0.3-2.5nm,第十五层的厚度为8-20nm,第十六层的厚度为15-40nm,第十七层的厚度为0.5-5nm。

优选地,所述TiAl合金层中Al的重量分数为0-30%。

优选地,所述膜层均由大面积真空磁控镀膜技术制备,其中的氧化物层或氮化物层在Ar/O2和Ar/N2气氛下溅射形成,所述减反射膜层中SiO2层Ar/O2气氛的压强至少为10- 4Pa。

优选地,所述保温气体为空气、氩气、氪气或它们的混合气体。

与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:

1、本发明所提供的一种复合功能的观景玻璃,其室外片上镀有三银低辐射膜层组,通过巧妙的膜系设计,实现可见光的高透过率和镀膜面低反射率等优良特性的同时,获得更高的遮阳性能和更低的室内反射率,具有显著的节能意义。

2、本发明所提供的一种复合功能的观景玻璃,其室内片上镀有减反射膜层组,由可耐高温和耐机械磨损的多层纳米量级电介质材料构成,通过精确的介电性质和厚度的控制来实现对可见光的高通透和低反射。

3、本发明所提供的一种复合功能的观景玻璃,其室内片与室外片上的膜层的特殊材料选择、匹配与工艺实现,保证了此镀膜玻璃在后续的切割、磨边、钢化、夹层和中空合片等玻璃加工的操作中不会损坏,可以获得较大的玻璃尺寸,更好地满足观景需要。

综上所述,本发明设计巧妙,结构新颖,适合用于夜景观赏场所,具有显著的推广意义。

附图说明

下面将以明确易懂的方式,结合

附图说明

优选实施方式,对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图;

图2是本发明室外片结构示意图;

图3是本发明室内片结构示意图;

图4是本发明整体玻璃系统实例的透射和室内、室外反射光谱;

图中:1为本发明整体玻璃系统,2、3为衬底玻璃、5为减反射膜层组,4为三银低辐射膜层组,6为间隔条、7为保温气体,11为Si3N4或Zn2SnO4层,12为ZnO或AZO层,13为Ag层;14为TiAl合金层,15为ZnO或AZO层,16为Si3N4或Zn2SnO4层,17为ZnO或AZO层,18为Ag层;19为TiAl合金层,20为ZnO或AZO层,21为Si3N4或Zn2SnO4层,22为ZnO或AZO层,23为Ag层;24为TiAl合金层,25为ZnO或AZO层,26为Si3N4或Zn2SnO4层,27为ZrO2层,31、36为Zn2SnO4层,32、37为SiO2层,33、38为Zn2SnO4层,34、39为SiO2层,35、40层为ZrO2层。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。

为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

在本文中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1至图3,本实施例提供了一种复合功能的观景玻璃,包括室内片与室外片,所述室内片与室外片之间通过间隔条4隔开并形成中空的密封空间,所述室内片为减反射玻璃,所述室外片为低辐射节能玻璃,本实施例利用高性能节能玻璃和减反射玻璃复合,来实现观景玻璃的功能,使得观景玻璃同时具有高可见光通透、低内反射、透过色高纯度、高节能的技术效果,在室内片与室外片之间填充保温气体7,满足室内保温需要,作为优选地实施例,本发明的一部分实施例中,保温气体7可以选择为干燥的空气、氩气、氪气或它们的混合气体,所述间隔条6可以是断桥铝、不锈钢或超隔热的超级间隔条,间隔条6的厚度可以为6-16mm。

作为优选,本发明的一部分实施例中,采用的减反射玻璃包括衬底玻璃3与减反射膜层组5,所述减反射膜层组5从靠近衬底玻璃3一侧向外依次复合有五个膜层,其中31-35分别为第一层Zn2SnO4层,第二层为SiO2层32,第三层Zn2SnO4层,第四层为SiO2层34,第五层为ZrO2层。Si3N4层与SiO2层交替排布,最顶层为ZrO2层保护层。膜层5的减反射性能的实现是通过利用高(Zn2SnO4)低(SiO2)折射率材料交替排列来实现特定波长范围内(本发明涉及的为可见光)各表面的反射光相干消减。这是实现高透射低反射的通常方法。本发明在使用四层高低折射率材料交替排布的基础上,特别增加了第五层ZrO2层。更多层的材料,可以使得通过膜厚的调节实现减反射效果的基础上,还能实现全可见光范围内更好的透过颜色的中性,优异的色彩还原性可以使得观景玻璃获得更佳的观察效果。同时,由于减反射玻璃朝向室内面是室内环境的一部分,表面需要定期的清洗和接触,通常的膜层会由于经常的触摸和清洗而被破坏而使得减反射性能降低甚至丧失。顶层ZrO2由于其优异的机械耐磨损和化学耐候性能,可以给膜层提供良好的保护。

优选地,所述室内片的衬底玻璃3的两侧均设置有减反射膜层组5,设置两减反射膜层组5后的减反射玻璃具有更好的效果。经过优化的双面减反射玻璃可以实现透过的颜色控制在a*,b*于(-1~+1)的范围内。

作为优选,本发明的一部分实施例中,采用的低辐射节能玻璃包括衬底玻璃2与三银低辐射膜层组4,所述三银低辐射膜层组4从靠近衬底玻璃2一侧向外依次复合有十七个膜层,其中第一层为Si3N4或Zn2SnO4层11,第二层为ZnO或AZO层12,其中的AZO为掺铝氧化锌,第三层为Ag层13;第四层为TiAl合金层14,第五层为ZnO或AZO层15,第六层为Si3N4或Zn2SnO4层16,第七层为ZnO或AZO层17,第八层为Ag层18;第九层为TiAl合金层19,第十层为ZnO或AZO层20,第十一层为Si3N4或Zn2SnO4层21,第十二层为ZnO或AZO层22,第十三层为Ag层23,第十四层为TiAl合金层24,第十五层为ZnO或AZO层25,第十六层为Si3N4或Zn2SnO4层26,第十七层为ZrO2层27,在此膜系中,第三层、第八层和第十三层的Ag是功能层,其通过对红外辐射的高反射而实现镀膜玻璃的低的遮阳系数。之所以要使用三层Ag,是希望获得低的遮阳系数的同时还能获得尽可能高的可见光的透射率。第一层、第六层、第十一层和第十六层的介电材料层,主要是通过电磁波干涉效应,实现整体膜系在可见光范围内高透射和低膜面反射。第二、第五、第七、第十、第十二和第十五层的是功能层的种子层,主要功能是利用其与功能层的晶格匹配,而提升功能层的薄膜的结晶质量,使得功能层能以尽可能低的物理厚度实现尽可能高的红外反射。

在本实施例中,低辐射节能玻璃包含有第四、第九和第十四层的TiAl合金层和第十七层的ZrO层,其中TiAl合金在镀膜过程中,直接沉积在Ag膜上,这样做的目的在于可以保护十几纳米厚的Ag在后续镀膜过程中不会发生氧化而失去对红外辐射的反射功能。同时,在整个产品的热加工过程中,膜层外部环境中和膜系中的的O或水汽分子会向Ag扩散,但TiAl合金由于其巨大的负的氧化物形成焓(大于-500KJ/mole O),会优先形成致密的TiAlOx,而使得巨大多数扩散的O和水汽不会到达Ag层,使得Ag在高温下不受破坏,仍然保持其优异性能。同时,由于纳米级厚度的Ag层容易在高温下会自动聚集而岛状结构而失去可见光高透射、红外高反射的功能,表面不连续的TiAlOx薄膜会通过其高的机械强度而压制这样过程的发生。有别于专利申请CN 104961355A中公布使用的NiCr来实现对功能Ag层的保护,此发明中采用TiAl合金作为牺牲保护层是膜系实现设定功能的关键之一。要同时实现高可见光透过和低的遮阳牺牲,也就是高的光热选择率,整个膜系需要在玻璃冷热加工后保持非常小的对可见光的吸收。NiCr是高吸收材料,即使热加工后形成NiCrOx也对可见光有很强的吸收。而TiAl合金比NiCr有更大的负氧化形成焓,在热加工后,几乎全部氧化为透明的TiAlOx。其残余可见光吸收远小于NiCr而能实现膜系更高的可见光通透。

ZrO是硬度非常大的介电材料,ZrO的使用使得薄膜可以在镀膜后,还可以被容易的后续加工,也就是在后续玻璃运输、切割、磨边、钢化、夹层和中空操作中,保持玻璃上的薄膜被破坏。但厚的ZrO2会存在很大的内应力,在后续加温或长时间存放过程中,发生应力弛豫会导致薄膜破裂,因此既要利用ZrO的优势,又不能使ZrO的厚度过大,在本实施例中,ZrO被设置为0.5-5nm,既保证了硬度,也不易在加工过程中发生薄膜破裂的现象,通过上述膜系设计,本实施例中的低辐射节能玻璃可以达到光热选择率LSG>2的技术效果;而同时可以被热加工就意味着本实施例中的镀膜玻璃可以被加工为钢化玻璃或夹层玻璃等的安全玻璃,满足观景需要的同时符合国家的相关法律规定。

优选地,所述三银低辐射膜层组4设置在室外片衬底玻璃2靠近室内的一侧,由于此侧有7干燥空气或惰性气体的保护,可以使膜层能长时间(大于十五年)避免室外水汽、酸性气体等恶劣环境的攻击而损伤低辐射节能膜系,影响观景和节能效果。

作为优选地,本发明中的一些实施例中所述减反射膜层组第一层的厚度为20-40nm,第二层的厚度为5-30nm,第三层的厚度为50-100nm,第四层的厚度为70-100nm,第五层厚度为0.5-5nm。通过材料溅射工艺和厚度的优化,在玻璃双面镀制减反射膜的情况下,此减反射玻璃可以实现可见光反射率<1.5%和中性的透过颜色。

作为优选地,本发明中的一些实施例中所述三银低辐射膜层组3第一层的厚度为20-40nm,第二层的厚度为8-20nm,第三层的厚度为10-20nm,第四层的厚度为0.3-2.5nm,第五层的厚度为8-20nm,第六层的厚度为40-80nm,第七层的厚度为8-20nm,第八层的厚度为10-20nm,第九层的厚度为0.3-2.5nm,第十层的厚度为8-20nm,第十一层的厚度为40-80nm,第十二层的厚度为8-20nm,第十三层的厚度为10-20nm,第十四层的厚度为0.3-2.5nm,第十五层的厚度为8-20nm,第十六层的厚度为15-40nm,第十七层的厚度为0.5-5nm。

作为一个优选地实施例,本实施例中所述TiAl合金层中Al的重量分数优选为0-30%。由于Ti是具备优异强重比和耐腐蚀性能的金属材料,所以在多层Ag膜的系统中,常利用Ti来作为牺牲保护层来保护Ag在高温或氧化环境中不受破坏,如专利ZL200480014993.2中采用Ti作为底漆膜实现牺牲自己防止辐射反射层氧化和分解。但纯Ti强度比较一般,所以采用纯Ti的多层低辐射薄膜的加工需要特殊细致地处理而大大增加制造成本。本专利采用TiAl合金来代替纯Ti来进一步保护Ag层在后续加工过程中不易受破坏。TiAl合金形成的固溶体具备更好的强度和致密性。且Al具备比Ti更负的氧化形成焓,可以更进一步地提高材料的吸氧性能而更好地保护银功能层。

作为一个优选地实施例,本实施例中所述减反射膜层由大面积真空磁控镀膜技术制备,其中的氧化物层在Ar/O2气氛下溅射形成,对二氧化硅层所述Ar/O2气氛的压强至少为10-4Pa,在通常的工艺中,镀膜使用的工艺气压是在10-5Pa,本实施例在特殊的高压(10- 4Pa,)过反应气体配比情况下镀膜,只有这样才能保证可见光薄膜吸收最小且厚膜的内应力可控,在高温下仍然能保持全部的性能,这是实现本发明观景玻璃具有较大尺寸安全性的关键之一,由此本发明中所提供的一种复合功能的观景玻璃尺寸最大可以到20m×3.3m。

本发明的一个实际例子如下:

室外片结构:6mm白玻\25nm Si3N4\10nm AZO\16.2nm Ag\0.5nm TiAl\10nm AZO\54.5nm Zn2SnO4\10nm AZO\16nm Ag\0.6nm TiAl\10nm AZO\51.1nm Zn2SnO4\10nm AZO\16nm Ag\0.5nm TiAl\10nm AZO\29.1nm Si3N4\1.1nm ZrO。

内片结构:1nm ZrO2\92.65nm SiO2\63.8nm Zn2SnO4\21.1nm SiO2\25.8nmZn2SnO4\6mm白玻\25.8nm Zn2SnO4\21.1nm SiO2\63.8nm Zn2SnO4\92.65nm SiO2\1nm ZrO2

经过切割、磨边、640℃钢化和中空,充入干燥空气(10%)和氩气(90%)的混合气体,得到双层中空观景玻璃的性能如下:

可见光透过率Lt:68%;

可见光内反射率Rin:5.2%;

可见光外反射率Rout:8.3%;

遮阳系数SC:0.365;

隔热系数K值:1.18;

光热选择率LSG:2.14;

此实列配置的双层中空玻璃的透射、室外反射和室内反射光谱如图4所示。

应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

10页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种提高玻璃化学钢化中硝酸盐活性和长效性的方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!