[發(fā)明專利]金屬陶瓷薄膜為導(dǎo)電層的遮陽低輻射玻璃

無效

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• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102529213A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李德杰
• 申請（專利權(quán)）人: 李德杰
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B15/00;B32B17/00;C03C17/34
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于玻璃制造和節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種以金屬陶瓷薄膜為介質(zhì)層的遮陽低輻射玻璃。?

背景技術(shù)

低輻射薄膜能阻止中空玻璃窗內(nèi)外層玻璃之間的相互輻射，達(dá)到隔熱目的。由于低輻射膜阻止了小部分可見光和相當(dāng)大一部分陽光中的紅外線進(jìn)入室內(nèi)，在華北及華北以南地區(qū)，這類低輻射玻璃冬季總體并不節(jié)能，即被阻止進(jìn)入室內(nèi)的陽光中的能量與被阻止的輻射到室外的遠(yuǎn)紅外線能量基本相當(dāng)。對于北方地區(qū)，冬季保溫和充分獲取陽光中的能量同樣重要，基本不節(jié)能顯然是不合適的。

冬季節(jié)能玻璃不節(jié)能是當(dāng)前低輻射玻璃存在的普遍問題，與白玻璃相比，多反射掉的陽光中的能量與多阻止的室內(nèi)向室外散發(fā)的能量大致相當(dāng)。也可以說，與白玻璃相比，低輻射玻璃的凈節(jié)能基本為零，甚至為負(fù)。

實(shí)現(xiàn)具有凈節(jié)能性質(zhì)的低輻射玻璃是必須解決的問題，否則推廣價值不大，也不會被大眾普遍接受。目前唯一能采用的方法是增大這類玻璃對陽光的吸收，特別是陽光中紅外線的吸收，同時保持室溫下的低輻射。吸收陽光而形成的熱量，冬季散發(fā)到室內(nèi)，夏季散發(fā)到室外。

研究發(fā)現(xiàn)，具有高金屬比例的金屬陶瓷薄膜具有上述性質(zhì)，這類金屬薄膜中，性質(zhì)最好的是鋁的金屬陶瓷薄膜，包括鋁/氮化鋁薄膜、鋁/氧化鋁薄膜、鋁/氮氧化鋁薄膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種新型遮陽低輻射玻璃，以對陽光有一定吸收作用，而對遠(yuǎn)紅外有高反射作用的薄膜材料為導(dǎo)電層，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

金屬陶瓷薄膜為導(dǎo)電層的遮陽低輻射玻璃，本發(fā)明的技術(shù)特征在于：由順序沉積在玻璃上的第1介質(zhì)層、導(dǎo)電層和第2介質(zhì)層構(gòu)成，所述的導(dǎo)電層由單層或多層金屬陶瓷薄膜構(gòu)成，所述的金屬陶瓷薄膜指的是金屬與介質(zhì)的混合薄膜。

所述的金屬陶瓷薄膜中金屬所占的體積比被稱為填充因子，其范圍在0.1到1.0之間。如果導(dǎo)電層是由多層金屬陶瓷薄膜構(gòu)成，則靠近玻璃的內(nèi)層薄膜的填充因子高于外層薄膜。

所述的金屬陶瓷薄膜中的金屬成分介質(zhì)成分包括鋁的氧化物、氮化物或氮氧化物，也包括鋁合金的氧化物、氮化物或氮氧化物。

所述的金屬陶瓷薄膜中的金屬成分包括鋁和鋁合金、鎂和鎂合金、鈦和鈦合金、鋯和鋯合金、鈮和鈮合金、鉭和鉭合金、鉬和鉬合金、鐵和鐵合金、鈷和鈷合金、鎳和鎳合金，介質(zhì)成分為上述這些金屬和金屬合金的氧化物、氮化物或氮氧化物。所述的導(dǎo)電層可以由單層或多層薄膜構(gòu)成。

為了使陽光從沒有低輻射膜一側(cè)入射到玻璃上時的反射率遠(yuǎn)高于從有低輻射薄膜一側(cè)入射到玻璃上時的反射率，所述的第1介質(zhì)層可以取消。這樣的結(jié)構(gòu)，使得低輻射玻璃設(shè)置為中空窗的外層玻璃時，夏季有更高的陽光反射率，有利于節(jié)約空調(diào)用電。

從成本考慮，介質(zhì)層材料首選鋁的氧化物、氮化物或氮氧化物，也包括鋁合金的氧化物、氮化物或氮氧化物。

常用的介質(zhì)層材料包括其它金屬，如鈦、鋯、鉭、鈮等的氧化物，也包括硅的氧化物、氮化物或氮氧化物，以及硅合金的氧化物、氮化物或氮氧化物。

研究發(fā)現(xiàn)，這種遮陽低輻射玻璃中，由于對光的較大吸收，導(dǎo)致膜面和玻璃面對陽光的反射率不同。一般情況下，膜面的反射率比普通白玻璃還小，而玻璃面的反射可以通過第1介質(zhì)層的厚度和折射率進(jìn)行調(diào)整。如果取消第1介質(zhì)層，則玻璃面的反射率可遠(yuǎn)高于普通白玻璃。這一特性可以很好的利用，即進(jìn)行特殊的窗結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得夏天中空窗中的低輻射玻璃位于室外一側(cè)，冬季中空窗中的低輻射玻璃位于室內(nèi)一側(cè)。?這樣的設(shè)置，可以進(jìn)一步減小夏季進(jìn)入室內(nèi)的陽光比例，而冬季進(jìn)入室內(nèi)的陽光比例比夏季大。同樣的設(shè)置，低輻射膜吸收陽光轉(zhuǎn)化的熱量，夏季大部分散發(fā)到室外，而冬季則散發(fā)到室內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出效果：本發(fā)明所提供的低輻射玻璃具有凈節(jié)能效果，導(dǎo)電薄膜穩(wěn)定性好，采用的靶材成本遠(yuǎn)低于銀，而且不受資源限制。本發(fā)明能使低輻射玻璃的應(yīng)用得到更大的推廣，對建筑節(jié)能的發(fā)展起到很好的推動作用。

具體實(shí)施方式

下面通過幾個具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：金屬陶瓷薄膜為導(dǎo)電層的遮陽低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為：玻璃板、10納米厚的填充因子為0.7的不銹鋼/氧化鋁導(dǎo)電層、80納米厚的氧化鋁薄膜第2介質(zhì)層。該低低輻射玻璃的紅外發(fā)射系數(shù)小于0.15，遮陽系數(shù)約為0.35。

實(shí)施例2：金屬陶瓷薄膜為導(dǎo)電層的遮陽低輻射玻璃，其結(jié)構(gòu)依次為：玻璃板、7納米厚填充因子為0.7的Mo/AlN薄膜導(dǎo)電層、70納米厚的氮氧化鋁薄膜第2介質(zhì)層。該低低輻射玻璃的紅外發(fā)射系數(shù)小于0.15，遮陽系數(shù)約為0.4。