[發明專利]一種浮法在線常壓化學氣相沉積鍍膜反應器

有效

• 申請號: 201510014233.1
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104561938B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 韓高榮;劉新;劉涌;宋晨路;汪建勛;沈鴿
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及化學氣相沉積鍍膜與浮法玻璃深加工技術領域，尤其涉及一種浮法在線玻璃常壓化學氣相沉積鍍膜反應器，其利用常壓化學氣相沉積反應在浮法在線玻璃上沉積薄膜。

背景技術

化學氣相沉積方法(CVD)是目前獲得大面積薄膜的最常用方法。這種方法獲得薄膜與沉積基底結合力強，薄膜本體結構致密，鍍膜速度快，制備工藝簡單，成本低廉，適用薄膜材料廣泛，易于工業化生產。其中常壓化學氣相沉積方法(APCVD)是指鍍膜環境壓力與大氣壓力相近的一種CVD鍍膜方法，廣泛應用在浮法在線大面積鍍膜領域，國內外許多專利和文獻涉及了該方法和技術工藝。

中國專利CN100340512C公開了一種浮法在線鍍膜裝置，它采用線性多進多排結構，鍍膜氣體豎直方向經過噴嘴到達玻璃帶表面，發生鍍膜反應，沒有考慮排氣粉塵回流對排氣管道的堵塞，沒有對排氣余熱加以利用，沒有對前驅體氣體強化預熱；中國專利CN103058530A公開了一種雙進、雙排的在線鍍膜裝置，反應氣進氣方式仍然為豎直方向直接到達玻璃帶表面；中國專利CN103121798A和中國專利CN103466955A分別公開了一種基于APCVD方法的鍍膜裝置和鍍膜技術，但是對鍍膜反應器及其進氣結構沒有明確描述。

以上專利及當前使用的基于APCVD方法的鍍膜裝置，未利用排氣余熱，且進氣室內未利用沉積基底或玻璃帶表面對流傳熱強化混合預熱，其進氣方式采用豎直噴鍍，在沉積基底或玻璃帶表面均布、加熱進而反應的方式。由于鍍膜均勻性的要求，反應氣體在沉積浮法玻璃帶表面主要呈層流狀態，豎直噴鍍、排氣室氣流分布不均，不能使反應氣體在玻璃帶表面形成平穩的層流，氣體加熱方式只有與玻璃帶表面接觸的熱傳導以及輻射加熱，在氣相傳熱中具有最優效率的對流加熱方式被極大的弱化。這一狀況大大降低了APCVD鍍膜的熱效率，使得鍍膜反應必須在較高的溫度范圍、較窄的溫度窗口才能穩定進行，嚴重限制了APCVD方法鍍膜的效率和質量。排氣室粉塵回流既會造成排氣室堵塞，影響排氣的過程，還會造成玻璃帶鍍膜的污染，嚴重影響了APCVD方法鍍膜的質量。這大大增加了APCVD浮法在線玻璃鍍膜的成本。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的缺陷，本發明旨在提供一種利用廢氣余熱且具有強化對流傳熱效果、調節玻璃帶表面氣流、防止粉塵排氣過程回流的浮法在線玻璃常壓化學氣相沉積鍍膜反應器，在保證鍍膜氣體均布、氣流狀態屬層流穩定的條件下，通過利用廢氣余熱以及進氣室內充分混合強化對流預熱反應前驅氣體達到降低鍍膜反應溫度，拓寬鍍膜溫度窗口，從而達到提高鍍膜效率的目的。

為實現以上目的，本發明的浮法在線常壓化學氣相沉積鍍膜反應器采用如下技術方案：

一種浮法在線常壓化學氣相沉積鍍膜反應器，包括保溫外殼和底板，所述的保溫外殼內設有進氣室和排氣室，底板上設有與進氣室連通的狹縫以及與排氣室連通的排氣口，所述的保溫外殼中還設有預混室和廢氣室，預混室連接鍍膜前驅氣體進氣管，且預混室嵌裝在廢氣室中，排氣室接入所述的廢氣室，進氣室經進氣通道與所述的預混室連通；所述的進氣室布置在底板上方，且為沿氣流方向逐漸擴寬的廣口狀，進氣室內安裝有混流擋板，用于形成上下起伏的氣流。排氣室為上粗下細結構，便于廢氣和粉塵的排出，排氣室里裝有易拆卸的集塵板，用于收集粉塵，防止回流至玻璃帶影響鍍膜質量。

本發明中，將連接鍍膜前驅氣體進氣管的預混室置于廢氣室中，利用廢氣余熱對反應前驅氣體進行預熱，同時將進氣室平鋪設置并沿氣流方向逐漸擴寬，使通過進氣通道進入的反應前驅氣體逐步擴散到與出口狹縫等寬的范圍，混流擋板用于在進氣室內形成上下起伏的氣流，強化反應前驅氣體的對流傳熱和混合過程，以降低鍍膜反應溫度，拓寬鍍膜溫度窗口，達到提高鍍膜效率的目的。

其中，反應器的底板采用熱導率高的耐高溫鋼板，盡可能多的從沉積基底或玻璃帶上獲得熱量，從而對反應器內部的反應前驅氣體強化預熱。

所述的排氣口和進氣通道位于狹縫的遠端，且排氣室和進氣通道通過隔板隔開，反應前驅氣體擴散到狹縫具有較長路徑，增強對流傳熱和混合的時間，從玻璃帶獲得更多熱量。

所述的狹縫和排氣口處均設有用于限制氣流走向且帶倒角的長條狀石墨擋塊，該石墨擋塊沿狹縫方向布置，可強化鍍膜氣體分布的均勻性，提高鍍膜的效率以及鍍膜的均勻性。