[發明專利]一種碳化硅鍍膜的低輻射玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201410048882.9
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103786384B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 王勇;胡冰;劉雙;王爍;童帥
• 申請（專利權）人: 天津南玻節能玻璃有限公司
• 主分類號: B32B15/04
• 分類號: B32B15/04;B32B9/04;B32B33/00;C23C14/35;C23C14/34;C23C14/14;C23C14/06;C23C14/08
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 韓敏

技術領域

本發明屬于鍍膜玻璃技術領域，尤其涉及一種碳化硅鍍膜的低輻射玻璃及其制備方法。

背景技術

近年來，在大面積鍍膜領域，SiNx介質層膜的應用越來越廣泛。SiNx具有較好的抗腐蝕、抗機械劃傷的、抗高溫氧化能力和阻止鈉離子擴散的能力，因此目前出現的可鋼化low-e玻璃即低輻射玻璃常用SiNx作為打底層或最外層保護層。可鋼化low-e玻璃投入市場使得low-e玻璃的應用得到了很大范圍的推廣。但是low-e玻璃在民用建筑領域使用的還是不夠廣泛，其最重要的問題就是成本較高。降低low-e玻璃的成本將成為普及low-e玻璃的重要議題，也將成為各大玻璃加工企業的生存之道。Low-e玻璃成本的主要是由于生產成本太高，解決生產成本的最有效的途徑是提高生產效率。在目前大多數企業是提高玻璃在鍍膜機中的走速、提高濺射靶材的功率來提高效率降低成本的。在保證low-e玻璃膜層厚度的時候，玻璃的走速越快與之對應的濺射靶材所需功率將越高。在low-e玻璃膜層中介質層SiNx的厚度最厚。隨著硅鋁靶的功率提高，掉渣問題會越來越嚴重，甚至出現散熱不及時而開裂脫落。成膜效率難以大幅提高的根本原因是受到介質層靶濺射速率的限制。

目前，常見的低輻射鍍膜玻璃的基本結構是SiNx/NiCr/Ag/NiCr/SiNx,其中外層SiNx介質層厚度范圍是20-50納米之間，最外層起到對功能層的保護作用，而且SiNx具有較好的抗腐蝕、抗機械劃傷的、抗高溫氧化能力。通過實驗發現硅鋁靶濺射速率2.31nm?m/min/Kw/m（在一千瓦時的功率密度下玻璃走速為一米每分鐘時，濺射的膜厚為2.31納米），當所需膜層較厚時，在生產過程中需要投入三個陰極位的硅鋁靶。而且大多數情況下需要高功率使用，高功率使用有時會出現掉渣現象，從而影響產品質量。由于硅鋁靶的這種特性，使得設備所需陰極位較多或玻璃生產時走速受到限制，從而增加了產品成本。能滿足常規介質層材料性能的同時能大幅度提高濺射速率的材料已經是重點研究的對象。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種濺射速率快、濺射過程穩定、成膜質量好、防止掉渣現象出現的碳化硅鍍膜的低輻射玻璃及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種碳化硅鍍膜的低輻射玻璃，包括玻璃基片和功能膜層，所述功能膜層包括SiC膜層。SiC膜層能滿足常規介質層材料的性能的同時而且能大幅度提高濺射速率。通過實驗發現SiC膜層的濺射速率是3.23nm?m/min/Kw/m（在一千瓦時的功率密度下玻璃走速為一米每分鐘時，濺射的膜厚為3.23納米），在相同濺射功率、壓力和靶基距下，濺射速率相比硅鋁靶提高了40%。而且碳化硅靶材濺射使用純氬氣濺射，相比硅鋁靶的氬氮反應濺射成膜均勻更易控制，更為穩定。

優選的，所述功能膜層依次由R膜層、Y膜層、Ag膜層、Y膜層和SiC膜層結構組成，其中R膜層是SiNx、TiOx、ZnAlOx、ZnSnOx和NbOx膜層中的一種或兩種以上的排列組合，Y膜層為NiCr或Ti膜層中的一種。R膜層和Y膜層選擇不同的膜層的結構，可以使玻璃顯示不同的顏色。

優選的，功能膜層中各膜層的厚度依次為18-30nm、0.5-3nm、2-12nm、1-5nm、5-70nm，優選的，各膜層的厚度依次為25nm、2nm、10nm、4nm、50nm。

一種制備如上所述的碳化硅鍍膜的低輻射玻璃的方法，包括如下步驟，玻璃基片清洗—進入真空腔室—逐層進行磁控濺射—恢復大氣—下片；其中，逐層進行磁控濺射階段，Ag層和NiCr層是通過直流脈沖電源磁控濺射沉積，其余膜層是使用中頻交流電源加旋轉陰極濺射沉積；Ag層和Ti層中氣體流量為，Ar為600-1200sccm，Ar為1000sccm；SiN_x膜層中的氣體流量是：Ar為400-900sccm，N₂為300-1100sccm；其余膜層中的氣體流量分別為，Ar為500-1500sccm；TiOx、ZnAlOx、ZnSnOx和NbOx膜層中的氣體流量是：Ar為400-900sccm，O₂為500-1000sccm；優選的，Ag膜層中氣體流量為，Ar為1000sccm；SiN_x膜層中的氣體流量是：Ar為600sccm，N₂為800sccm；其余膜層中的氣體流量分別為，Ar為1200sccm。