[發明專利]光譜局域修飾的熱色玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 200710031808.6
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101205120A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 徐剛;陳麗華;徐雪青;苗蕾;陳德明
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C03C17/23
• 分類號: C03C17/23;C03C17/36
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明屬于高效節能降耗技術中的建筑節能技術領域，尤其是涉及一種光譜局域修飾的熱色玻璃及其制備方法。

技術背景

據統計，我國建筑能耗在社會總能耗中已達30％，隨著我國城市化規模的擴大、城鎮建設的推進，以及人民生活水平的提高，建筑能耗將會逐年遞增。1996年我國建筑年消耗3.3億噸標準煤，占能源消耗總量的24％，到2001年已達3.76億噸，占總量消耗的27.6％，年增長率為千分之五。根據預測，我國在未來較短的時間內，建筑能耗將攀升至35％以上。國內目前能源緊缺的局面將面臨嚴峻的挑戰。近幾年華南及華北地區頻繁的拉閘限電已給我們敲響了警鐘。當前，建筑節能已成為世界各國共同關注的重大課題，是經濟社會可持續發展特別是我國經濟的高速增長的重要保障。

窗戶的節能問題是建筑節能中首先必須考慮的問題。在建筑的四大圍護部件中(門窗、墻體、屋面及地面)，門窗的隔熱保溫性能最差，是影響室內熱環境和建筑節能的主要因素之一，就我國目前典型的圍護部件而言，門窗的能耗約為墻體的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍，約占建筑圍護結構能耗的50％以上。

西方發達國家自20世紀70年代起開展建筑節能工作，至今已取得了十分突出的成效。窗戶的節能技術也獲得了長足的進展，節能窗呈現出多功能、高技術化的發展趨勢。人們對門窗的功能要求從簡單的透光、擋風、擋雨到節能、舒適、靈活調整采光量等，在技術上從使用普通的平板玻璃到使用中空隔熱技術(中空玻璃)和各種高性能的絕熱制膜技術(熱反射玻璃等)。目前，發達國家已開始研制下一代具有“智能化”的節能玻璃窗，簡稱智能玻璃，這種智能玻璃能根據環境條件或人的意志來改變透入室內的日照量，實現最大限度的節能。

二氧化釩(VO₂)是一種典型的熱色相變材料，自身的光學特性能隨環境溫度的改變而改變，很有潛力發展成為一種價格低廉的智能玻璃。VO₂的相變溫度68℃。低于此溫度，它呈半導體特性，中等透明；高于68℃時，呈金屬特性，對紅外高反射。重要的是，它的相變溫度可以通過高價態金屬的攙雜降低到室溫附近。將二氧化釩應用于節能窗的研究早在上個世紀70年代初就已經開始了，但在技術上仍存在諸多問題有待解決。

局域裁剪多膜層的透過或反射光譜十分重要。通常的多膜層結構設計只能在較大的波段范圍內實現，從而不可避免地對其它波段產生影響；另一方面，多膜層結構會大幅增加制備成本，不利于產業化推廣運用。到目前止，還沒出現能對薄膜光譜進行局域修飾的一種既簡單又實用的技術。對于VO₂高效節能鍍膜玻璃，實現其熱色光譜的局域修飾可增強鍍膜玻璃的性能，擴大玻璃的應用范圍，有利于玻璃的市場競爭力的提高。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種光譜局域修飾的熱色玻璃及其制備方法。

解決上述技術問題的技術方案如子：

一種光譜局域修飾的熱色玻璃，包括玻璃基質和二氧化釩薄膜，在二氧化釩薄膜的上表面或在二氧化釩薄膜中沉積有貴金屬納米粒子。

其中，優選地，所述貴金屬納米粒子選自如下之一：金、銀、銅金屬納米粒子。

本發明另一需要解決的技術問題是提供制備上述光譜局域修飾的熱色玻璃的方法。

一種制備光譜局域修飾的熱色玻璃，制備過程包括以下步驟：

(1)將玻璃襯底加熱至500℃并保持恒定；

(2)在玻璃襯底上沉積二氧化釩薄膜；

(3)貴金屬納米粒子的沉積：沉積條件如下：將含量為99.5％及其以上的貴金屬靶材，在工作氣氛為高純度的Ar氣，以30sccm的流速注入到濺射室中并使濺射室工作氣壓保持為0.6Pa，濺射功率設定為30W，濺射0.5-10分鐘，得到VO₂薄膜上沉積有貴金屬納米粒子的熱色玻璃；或進一步在得到的VO₂薄膜上沉積貴金屬納米粒子的鍍膜玻璃上進行VO₂薄膜沉積，得到在二氧化釩膜層中沉積有貴金屬納米粒子的熱色玻璃。

上述二氧化釩層可以是標準化學計量含量的(VO₂)或標準非化學計量含量的二氧化釩薄膜(VO_x，1.5＜x＜2.5)，也可以是金屬元素或非金屬元素摻雜的或添加了其它化合物的二氧化釩薄膜。

優選地，所述的二氧化釩薄膜摻雜有金屬元素或非金屬元素。所述金屬元素為W、Mo、Ti、Cr中的一種或多種，所述非金屬元素為F、N、H中的一種或多種。