三银玻璃
阅读说明：本技术 三银玻璃 (Three-silver glass ) 是由 吕宜超 刘莹 谭小安 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开的一种三银玻璃,包括玻璃基底和依次形成于所述玻璃基底同一侧面上的第一介质层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第二介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第三介质层、第三种子层、第三功能层、第三保护层、第四介质层,其中,所述第三介质层包括依次排列的第三下子介质层、第三下中间层、第三上中间层以及第三上子介质层,所述第三下子介质层与所述第二保护层相邻,所述第三上子介质层与所述第三种子层相邻,所述第三下中间层为银层和铜层之一,所述第三上中间层为银层和铜层另一,所述铜层的成分为铜合金,所述银层的成分为银合金。该三银玻璃可提升其光学性能。(The embodiment of the invention discloses a three-silver glass, which comprises a glass substrate, and a first dielectric layer, a first seed layer, a first functional layer, a first protective layer, a second dielectric layer, a second seed layer, a second functional layer, a second protective layer, a third dielectric layer, a third sublayer, a third functional layer, a third protective layer and a fourth dielectric layer which are sequentially formed on the same side surface of the glass substrate, wherein the third dielectric layer comprises a third lower sub-dielectric layer, a third lower middle layer, a third upper middle layer and a third upper sub-dielectric layer which are arranged in sequence, the third lower sub-medium layer is adjacent to the second protective layer, the third upper sub-medium layer is adjacent to the third sub-layer, the third lower middle layer is one of a silver layer and a copper layer, the third upper middle layer is the other of the silver layer and the copper layer, the copper layer is made of copper alloy, and the silver layer is made of silver alloy. The three-silver glass can improve the optical performance.)
技术领域
本发明涉及一种玻璃制造技术领域，尤其是一种三银玻璃。
背景技术
随着国家节能减排政策的执行力度加大以及人们对低碳环保意识的加强，以低辐射玻璃为代表的节能玻璃在门窗、玻璃幕墙中的应用越来越广泛。低辐射玻璃家族中，节能性能优异的双银低辐射玻璃得到大量应用。然而，现有的双银低辐射玻璃的光学性能还存在一定的不足，因此还需进一步提升其光学性能以适应更高的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明实施例提供了一种三银玻璃，以提升其光学性能。
一方面，本发明实施例提供的一种三银玻璃，包括玻璃基底和依次形成于所述玻璃基底同一侧面上的第一介质层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第二介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第三介质层、第三种子层、第三功能层、第三保护层、第四介质层，其中，所述第三介质层包括依次排列的第三下子介质层、第三下中间层、第三上中间层以及第三上子介质层，所述第三下子介质层与所述第二保护层相邻，所述第三上子介质层与所述第三种子层相邻，所述第三下中间层为银层和铜层之一，所述第三上中间层为银层和铜层另一，所述铜层的成分为铜合金，所述银层的成分为银合金。
在本发明的一个实施例中，所述第三下中间层的厚度为0～30nm，所述第三上中间层的厚度为0～30nm。
在本发明的一个实施例中，所述第三下子介质层、所述第三上子介质层分别包含金属或非金属的氮化物；所述第三下子介质层、所述第三上子介质层的厚度分别为0～100nm。
在本发明的一个实施例中，所述三银玻璃还包括位于所述第一保护层与所述第二介质层之间的第一热稳介质层，和/或位于所述第二保护层与所述第三介质层之间的第二热稳介质层，和/或位于所述第三保护层与所述第四介质层之间的第三热稳介质层，所述第一热稳介质层、第二热稳介质层、第三热稳介质层分别包含金属氧化物。
在本发明的一个实施例中，所述第一介质层包括第一下子介质层、第一上子介质层和位于所述第一下子介质层与所述第二上子介质层之间的第一中间层，所述第一下子介质层与所述玻璃基底相邻，所述第一上子介质层与所述第一种子层相邻，所述第一中间层包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金，所述第一中间层的厚度为0～30nm。
在本发明的一个实施例中，所述第二介质层包括第二下子介质层、第二上子介质层和位于所述第二下子介质层与所述第二上子介质层之间的第二中间层，所述第二下子介质层与所述第一保护层相邻，所述第二上子介质层与所述第二种子层相邻，所述第二中间层包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金，所述第二中间层的厚度为0～30nm。
在本发明的一个实施例中，所述第二介质层包括依次排列的第二下子介质层、第二下中间层、第二上中间层以及第二上子介质层，所述第二下子介质层与所述第一保护层相邻，所述第二上子介质层与所述第二种子层相邻，所述第二下中间层为银层和铜层之一，所述第二上中间层为银层和铜层之另一，所述铜层的成分为铜合金，所述银层的成分为银合金。
在本发明的一个实施例中，所述第四介质层包括第四下子介质层、第四上子介质层和位于所述第四下子介质层与所述第四上子介质层之间的第四中间层，所述第四下子介质层与所述第三保护层相邻，所述第四中间层包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金，所述第四中间层的厚度为0～30nm。
在本发明的一个实施例中，所述第一保护层、所述第二保护层和所述第三保护层分别包含镍铬合金或镍铬氧化物，所述第一种子层、所述第二种子层和所述第三种子层分别包含氧化锌、锌铝氧化物或锌锡氧化物；所述第一种子层、所述第一保护层、所述第二种子层、所述第二保护层、所述第三种子层和所述第三保护层的厚度分别为0～20nm；所述第一功能层、所述第二功能层和所述第三功能层分别包含银或铜银合金；所述第一功能层、所述第二功能层和所述第三功能层的厚度分别为0～40nm。
另一方面，本发明实施例提供的一种三银玻璃，包括玻璃基底和依次形成于所述玻璃基底同一侧面上的第一介质层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第二介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第三介质层、第三种子层、第三功能层、第三保护层、第四介质层，其中，所述第二介质层包括依次排列的第二下子介质层、第二下中间层、第二上中间层以及第二上子介质层，所述第二下子介质层与所述第一保护层相邻，所述第二上子介质层与所述第二种子层相邻，所述第二下中间层为银层和铜层之一，所述第二上中间层为银层和铜层之另一，所述铜层的成分为铜合金，所述银层的成分为银合金。
上述技术方案可以具有如下优点：本发明实施例提供的三银玻璃采用独特的包含铜层和银层的复合介质层的膜层结构，可调节各层对应不同的光谱波段的吸收强度，可提升玻璃的光学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
图1为本发明实施例提供的一种三银玻璃的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的另一种三银玻璃的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的再一种三银玻璃的结构示意图。
图4a为本发明其它实施例提供的一种三银玻璃的结构示意图。
图4b为本发明其它实施例提供的另一种三银玻璃的结构示意图。
图5为本发明实施例提供的另一种三银玻璃的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明护的范围。
如图1所示，本发明一实施例提供的一种三银玻璃500，包括玻璃基底10和依次形成于玻璃基底10同一侧面上的第一介质层11、第一种子层12、第一功能层13、第一保护层14、第二介质层15、第二种子层16、第二功能层17、第二保护层18、第三介质层19、第三种子层20、第三功能层21、第三保护层22、第四介质层23。其中，第一介质层11、第一种子层12、第一功能层13、第一保护层14、第二介质层15、第二种子层16、第二功能层17、第二保护层18、第三介质层19、第三种子层20、第三功能层21、第三保护层22、第四介质层23均可由固体材料构成。
玻璃基底10可为普通玻璃、有色玻璃、超白玻璃或其它玻璃，其厚度可例如为3～15毫米mm。优选地，玻璃基底的厚度为6mm。
第一介质层11、第二介质层15、第四介质层23的任一层例如分别包含金属或非金属的氧化物或氮化物，例如氮化硅(Si3N4)、锌锡氧化物(ZnSnOx)、锌铝氧化物(AZO)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)或氧化铌(Nb2O5)等。第一介质层11、第二介质层15、第四介质层23的厚度例如分别为0～100nm。
第一种子层12、第二种子层16和第三种子层20的任一层例如分别包含金属、金属合金或金属合金氧化物，例如镍铬合金(NiCr)或镍铬氧化物(NiCrOx)等。进一步地，第一种子层12、第二种子层16以及第三种子层20例如分别包含氧化锌(ZnO或ZnAlOx)、锌铝氧化物(AZO)或锌锡氧化物(ZnSnOx)等。第一种子层12、第二种子层16以及第三种子层20的厚度分别为0～20nm。
第一功能层13、第二功能层17以及第三功能层21的任一层例如包含银(Ag)或铜银(AgCu)合金。第一功能层13、第二功能层17以及第三功能层21的厚度分别为0～40nm。
第一保护层14、第二保护层18以及第三保护层22的任一层例如分别包含金属、金属合金或金属合金氧化物，例如镍铬合金(NiCr)或镍铬氧化物(NiCrOx)等。第一保护层14、第二保护层18以及第三保护层22的厚度分别为0～20nm。
如图1所示，第三介质层19为复合介质层，其例如包括依次排列的第三下子介质层191、第三下中间层192、第三上中间层193以及第三上子介质层194，第三下子介质层191与第二保护层18相邻，第三上子介质层193与第三种子层20相邻，第三下中间层192为银层和铜层之一，第三上中间层193为银层和铜层另一，铜层的成分为铜合金，银层的成分为银合金。此处的铜合金例如包括Cu与Ni、Ti、Cr、Zr、Ta、Nb、Al、Zn、Ag等金属任意比例的两种或多种金属的合金，优选的合金中Cu的质量份数大于50％，银合金例如包括包括Ag与Ni、Ti、Cr、Zr、Ta、Nb、Al、Zn、Cu等金属任意比例的两种或多种金属的合金，优选的合金中Ag的质量份数大于50％。第三下中间层192的厚度为0～30nm，第三上中间层193的厚度为0～30nm。另外，第三下子介质层191、第三上子介质层194分别包含金属氮化物或非金属氮化物。第三下子介质层191、第三上子介质层194的厚度分别为0～100nm。如此一来，独特的包含铜层和银层的复合介质层的膜层结构，可使得三银Low-E产品能够自由调节各层的吸收强度，以提升玻璃的光学性能。
在本发明的另一个实施方式中，如图2所示，三银玻璃500还例如包括位于第一保护层14与第二介质层15之间的第一热稳介质层31，和/或位于第二保护层18与第三介质层19的第三下子介质层191之间的第二热稳介质层32，和/或位于第三保护层22与第四介质层23之间的第三热稳介质层33。第一热稳介质层31、第二热稳介质层32、第三热稳介质层33分别包含金属氧化物。第一热稳介质层31、第二热稳介质层32、第三热稳介质层33可提高三银玻璃500的热稳定性。具体地，第一热稳介质层31、第二热稳介质层32以及第三热稳介质层33分别由金属氧化物陶瓷靶溅射获得，其任一层例如包含锌铝氧化物(AZO、ZnAlOx)、锌锡氧化物(ZnSnOx)、氧化钛(TiOx)。在加工过程中，热稳介质层有利于提升Low-E膜层及产品的热稳定性，使得产品膜层能更好的耐受各种加工环境的考验而不被破坏。另外，第一热稳介质层31、第二热稳介质层32以及第三热稳介质层33的厚度分别为0-50nm。热稳介质层的使用，除了可以提高产品热稳定性以外，还可以提升产品的光学性能。再者，由于氧气是影响产品热稳定性的重要因素，因此在膜层制备过程中，热稳介质层采用金属氧化物陶瓷靶溅射时不加氧或少加氧，可以减少氧气向相邻靶位的扩散以提升产品的热稳定性。
在本发明的另一个实施方式中，如图3所示，第一介质层11为复合介质层，其例如包括第一下子介质层111、第一上子介质层113和位于第一下子介质层111与第二上子介质层113之间的第一中间层112，第一下子介质层111与玻璃基底10相邻，第一上子介质层113与第一种子层12相邻。第一中间层112包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金。第一中间层112的厚度例如为0～30nm。第一下子介质层111和第一上子介质层113的任一层例如分别包含金属或非金属的氧化物和氮化物，例如氮化硅(Si3N4)、锌锡氧化物(ZnSnOx)、锌铝氧化物(AZO)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)或氧化铌(Nb2O5)等。第一下子介质层111、第一上子介质层113的厚度例如分别为0～80nm。
在本发明的另一个实施方式中，如图3所示，第二介质层15为复合介质层，其例如包括第二下子介质层151、第二上子介质层153和位于第二下子介质层151与第二上子介质层153之间的第二中间层152，第二下子介质层151与第一保护层14相邻，第二上子介质层153与第二种子层16相邻，第二中间层152包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金，第二中间层152的厚度为0～30nm。第二下子介质层151和第二上子介质层153的任一层例如分别包含金属或非金属的氧化物和氮化物，例如氮化硅(Si3N4)、锌锡氧化物(ZnSnOx)、锌铝氧化物(AZO)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)或氧化铌(Nb2O5)等。第二下子介质层151、第二上子介质层153的厚度例如分别为0～80nm。
此处值得一提的是，在本发明的其它实施例中，第二介质层15的结构也可以与第三介质层19的结构相同。具体地，如图4所示，第二介质层15包括依次排列的第二下子介质层156、第二下中间层157、第二上中间层158以及第二上子介质层159，第二下子介质层156与第一保护层14相邻，第二上子介质层159与第二种子层16相邻，第二下中间层157为银层和铜层之一，第二上中间层158为银层和铜层之另一，铜层的成分为铜合金，银层的成分为银合金。此处的铜合金例如包括Cu与Ni、Ti、Cr、Zr、Ta、Nb、Al、Zn、Ag等金属任意比例的两种或多种金属的合金，优选的合金中Cu的质量份数大于50％，银合金例如包括包括Ag与Ni、Ti、Cr、Zr、Ta、Nb、Al、Zn、Cu等金属任意比例的两种或多种金属的合金，优选的合金中Ag的质量份数大于50％。第二下中间层157的厚度为0～30nm，第三上中间层158的厚度为0～30nm。另外，第二下子介质层156、第二上子介质层159的任一层分别包含金属氮化物或非金属氮化物。第二下子介质层156、第二上子介质层159的厚度分别为0～100nm。如此一来，独特的包含铜层和银层的复合介质层的膜层结构，可使得三银Low-E产品能够自由调节各层的吸收强度，以提升玻璃的光学性能。此时，第三介质层可以是复合介质层(参见图4a)，也可以是单介质层(参见图4b)。第三介质层为复合介质层时，其层结构可以为前述的包含铜层和银层的复合介质层的膜层结构，也可以为与前述第一复合介质层相同的膜层结构。也即，本发明实施例提供的三银玻璃，可以是第二复合介质层为包含铜层和银层的复合介质层结构、或第三复合介质层为包括包含铜层和银层的复合介质层结构、或者第二复合介质层和第三复合介质层均为包含铜层和银层的复合介质层结构。
在本发明的另一个实施方式中，如图3所示，第四介质层23为复合介质层，其例如包括第四下子介质层231、第四上子介质层233和位于第四下子介质层231与第四上子介质层233之间的第四中间层232，第四下子介质层231与第三保护层22相邻，第四中间层232包含铌、铁、钽、镍、铬或锆的单质或合金，第四中间层232的厚度为0～30nm。第四下子介质层231和第四上子介质层233的任一层例如分别包含金属或非金属的氧化物和氮化物，例如氮化硅(Si3N4)、锌锡氧化物(ZnSnOx)、锌铝氧化物(AZO)、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)或氧化铌(Nb2O5)等。第四下子介质层231、第四上子介质层233的厚度例如分别为0～80nm。
综上所述，本发明实施例提供的三银玻璃的所有膜层均可由固体材料构成，并且采用独特的包含铜层和银层的复合介质层的膜层结构，提升了三银玻璃的光学性能。与传统的双银Low-E(Low-Emissivity，低辐射玻璃)相比，采用包含铜层和银层的复合介质层的膜层结构的三银Low-E产品能够自由调节各层的吸收强度，而这些不同区域的吸收对应不同的光谱波段。根据Low-E所要求的外观颜色的不同，可灵活调整得到所期望的光谱形态，在保证玻璃的外观颜色为市场主流外观颜色的情况下，可获得更好的可见光透过颜色。因此本发明实施例提供的包含铜层和银层的复合介质层的膜层结构的三银Low-E的颜色都更加中性、自然、舒适。此外，第二介质层和/或第三介质层为包含铜层和银层的复合介质层的膜层结构，可进一步提升三银玻璃的光学性能。另外，第一功能层13、第二功能层17以及第三功能层21均为银层，能额外反射红外线热，阻止热量通过。再者，因为三银玻璃生产时可只采用磁控反应溅射沉积法就能形成各层，因此可避免生产过程中多次进出镀膜设备，简化了生产工艺，从而还可降低生产成本，提高生产效率。
此外，本发明另一实施例还提供一种三银玻璃的制备方法以制备上述三银玻璃500。首先提供玻璃基底10。通常玻璃基底10需要清洗干净、干燥，然后传送至真空腔室镀膜区域。接着，通过磁控溅射镀膜的方式依次在玻璃基底10上沉积第一介质层11、第一种子层12、第一功能层13、第一保护层14、第二介质层15、第二种子层16、第二功能层17、第二保护层18、第三介质层19、第三种子层20、第三功能层21、第三保护层22、第四介质层23。各层均是在室温下进行磁控溅射镀膜沉积形成的，但在沉积完各层后需对形成有各层的玻璃基底10进行后处理。后处理的方式例如包括对形成有各层的玻璃基底10进行钢化处理，其中钢化处理的温度为650～700℃，时间约1～10分钟；或者包括对形成有各层的玻璃基底10进行退火处理，其中，退火的温度为400～650℃，退火时间为20分钟至2小时。下面通过一个具体实施例详细说明三银玻璃500的制备过程。
具体实施例
一种三银玻璃，其膜层结构由玻璃基底向外依次是：Si3N4(10nm)/NiCr(2nm)/Ag(10nm)/NiCr(0.8nm)/Si3N4(88nm)/NiCr(2nm)/Ag(16.7nm)/NiCr(2nm)/Si3N4(15nm)/CuZr(2nm)/AgAl(1.5nm)/Si3N4(15nm)/NiCr(2nm)/Ag(10nm)/NiCr(0.8nm)/Si3N4(10nm)。
制备这种三银玻璃的方法依次是：
(1)玻璃基底清洗干净并吹干，置于真空溅射区；
(2)在玻璃基底上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，频率例如为2000-40000Hz，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(3)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(4)在NiCr层上面采用磁控溅射的方式沉积Ag层，所用靶材为Ag平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(5)在Ag层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(6)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(7)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(8)在NiCr层上面采用磁控溅射的方式沉积Ag层，所用靶材为Ag平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(9)在Ag层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(10)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(11)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积CuZr层，所用靶材为质量比例为9:1的CuZr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(12)在铜层上面采用磁控溅射的方式沉积AgAl层，所用靶材为质量比例为9:1的AgAl平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(13)在银层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积；
(14)在Si3N4层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(15)在NiCr层上面采用磁控溅射的方式沉积Ag层，所用靶材为Ag平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(16)在Ag层上面采用磁控溅射的方式沉积NiCr层，所用靶材为金属NiCr平面靶，电源为直流加脉冲电源，功率为1～10KW，工艺气体为纯氩气，在室温下沉积；
(17)在NiCr层上采用磁控溅射的方式沉积Si3N4层，所用靶材为SiAl旋转靶，电源为中频电源，功率为10～100KW，工艺气体为氩气和氮气的混合气体，在室温下沉积。
此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用；例如第一热稳介质层31、第二热稳介质层32以及第三热稳介质层33，与第一介质层11、第二介质层15、第四介质层23可任意组合、搭配使用，得到各种不同的玻璃产品，例如图5所示的一种组合形式，本发明不限定其组合和搭配形式。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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