一种金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法，具有玻璃基片，从玻璃基片的空气面由内到外依次相邻地复合有八个膜层，第一层为0～5nm厚的ZnO层；第二层为0～25nm的Ag层；第三层为0～10nm厚的Cu层；第四层为0～5nm厚的NiCr层；第五层为0～60nm厚的ZnO层；第六层为0～10nm厚的Ag层；第七层为0～8nm厚的NiCr层；第八层为0～10nm厚的SiN层。本发明的产品外观为金色，实现了产品外观的多样化。且是用2层Ag和1层Cu代替Au实现金色，大幅度降低生产成本。且是在实现产品颜色为金色的同时，保证了镀膜玻璃具备双银Low～e玻璃的良好节能性。
【专利说明】一种金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及玻璃深加工【技术领域】，具体涉及一种金色双银低辐射镀膜玻璃及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 低辐射玻璃（LOW?E)是在玻璃表面镀上由多层银等金属或其他化合物组成的薄 膜而成，以实现一些光学和热学性能的节能玻璃。
[0003] 普通单片玻璃阳光透过率一般，红外反射率很低，隔热隔音性能很差。如果用于幕 墙，大部分太阳光透过玻璃而进入室内，使室内物体温度上升，这些能量又会以辐射形式通 过玻璃散失掉，因此普通玻璃节能性差。而低辐射玻璃合中空使用具有良好的透光、保温、 隔热性能，适合广泛用于玻璃幕墙等地方。
[0004] 随着经济的发展，市场对LOW?e玻璃的要求越来越高，不仅要求其具有较高的性 能，较强的实用性，还必须集美观、舒适、价廉于一体，金色玻璃体现富贵表现奢华，因而备 受人们的喜爱。
[0005] 现在金色的LOW?E镀膜玻璃少，市场上有一些金色镀膜玻璃，但是其大多属于热 反射膜系或单银膜系，热反射膜层一般设计为介质层/金属层/介质层，单银膜层一般设计 为介质层/红外反射层/阻挡层介质层，这两种存在膜层设计节能性差的缺点。热反射和 单银玻璃的遮阳系数分别在〇. 3、0. 4以上，K值分别在4. 6W/M2*K和1. 8W/M2*K以上，辐射 率分别为〇. 3和0. 15以上，因此其节能效果不佳。有些金色镀膜玻璃是用真黄金做的，由 于使用真黄金，价格昂贵，成本较高，一般普通人员很难消费得起。
[0006] 申请号为200820051152. 4的专利公开了一种双银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基 片，它的技术要点在于，在玻璃基片上向外依次复合有氧化钛膜层、氧化锌膜层、银层、镍 铬膜层、氧化锌膜层、银层、氮化硅膜层。本实用新型的目的是为了克服现有低辐射玻璃由 于银层的银粒子不均匀或凝聚，从而使镀膜玻璃产生斑点、雾化的不足而提供的一种银层 均匀分布从而低辐射效果好的低辐射玻璃。同时本实用新型两层金属银，使其辐射率更 低，增加隔热或保温效果，更具节能效果。
[0007] 申请号为200810065654. 7的专利公开了一种金色低辐射镀膜玻璃，玻璃单表面 镀覆有复合膜层，复合膜层的最外层为一保护膜层，复合膜层包括三层金属膜层，其中一 层金属膜层是铜膜层，一层是银膜层，紧贴保护膜层下面的一层金属膜层是镍铬合金膜层 或钛膜层。其制作方法包括清洗、干燥和镀覆，镀覆是真空磁控溅射镀覆，将干燥后的玻璃 置入真空磁控溅射镀膜设备的靶材室逐层镀覆复合膜层。本发明选用特定的靶材、气氛及 组合替代金靶材制作金色低辐射镀膜玻璃，具有性能优良、色彩鲜艳且容易调节、质量稳 定、制作效率高、成本低、易于推广的特点，并能通过改变各膜层的厚度获得不同透过率、 透过色、反射率、反射色及遮阳系数、辐射率的多品种金色低辐射镀膜玻璃，以适应市场不 同需求。
[0008] 申请号为201110091107. 8的专利公开了一种可钢化金色低辐射镀膜玻璃及其制 造方法，旨在解决现有金色镀膜玻璃产品难于钢化处理、外观色调不纯正、抗氧化性差、节 能效果差等技术问题。本发明的可钢化金色低辐射镀膜玻璃，玻璃基层上依次沉积有如下 厚度的膜层，第一氮化硅膜层19. 1?41. 9nm、第一镍铬合金膜层2?41.Onm、铜铟合金膜 层2. 5?13. 7nm、银膜层4. 9?14. 6nm、第二镍铬合金膜层1. 7?6. 3nm、第二氮化娃膜层 91. 8 ?128.Onm。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种颜色均匀性好、性能优异且 节能的金色双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
[0010] 为了达到本发明的目的，技术方案如下：
[0011] 一种金色双银低辐射镀膜玻璃，具有玻璃基片，其特征在于：从玻璃基片的空气 面，由内到外依次相邻地复合有八个膜层，其中第一层即最内层为ZnO层，厚度为0?5nm; 第二层为Ag层，厚度为0?25nm;第三层为Cu层，厚度为0?10nm;第四层为NiCr层，厚 度0?5nm;第五层为ZnO层，厚度为0?60nm;第六层为Ag层，厚度为0?10nm;第七层 为NiCr层，厚度为0?8nm;第八层为SiN层，厚度为0?10nm。
[0012] 作为优选的技术方案：所述第二层厚度为8?25nm。
[0013] 作为优选的技术方案：所述第三层厚度为5?8nm。
[0014] 作为优选的技术方案：所述第二层与第三层的厚度比为1. 4 :1?2:1。
[0015] 作为优选的技术方案：所述第五层的厚度为40?60nm。
[0016] 作为优选的技术方案：所述第七层NiCr层的厚度大于第四层NiCr层的厚度。
[0017] 一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0018] A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅 射ZnO层；厚度为0?5nm，氩气与氧气的流量比为3 :4,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW；
[0019] B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射 Ag层；厚度为0?25nm，所述电源的溅射功率控制在0?30KW;
[0020] C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅 射Cu层；厚度为0?10nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0021] D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅 射NiCr层；厚度为0?5nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0022] E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁 控溅射ZnO层；厚度为0?60nm，氩气与氧气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在 0 ?60KW;
[0023] F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag 层；厚度为〇?l〇nm，所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0024] G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅 射NiCr层；厚度为0?8nm，所述电源的溅射功率控制在0?10KW;
[0025] H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁 控溅射SiN层；厚度为0?10nm，氩气与氮气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在 0 ?60KW。
[0026] 为了降低生产成本，本发明使用Ag+Cu代替Au实现金色，并且是双Ag(两层银 层）+Cu，因此，整个制备过程与现有的方法是不一样的，对过程控制，例如各膜层的添加顺 序和厚度等要求更精确，例如Ag+Cu的顺序：本发明是用Ag+Cu代替Au(金），如果将膜层换 成Cu+Ag，经过试验证明，对于产品玻璃与膜层附着力不够牢固，容易产生脱膜、氧化现象， 无法达到金色双银可加工生产性。
[0027] 并且通过后期不断实验，第一层Ag膜层（简称lAg)与Cu膜层的比例对最终产品 性能也有很大影响，将lAg的厚度控制在8?25nm，将Cu膜层的厚度控制在5?8nm时，且 lAg的厚度与Cu膜层的厚度比控制在1. 4 :1?2:1，为最佳状态。如果厚度及厚度比例比 例不对，就达不到双银性能的要求。
[0028] 同样，控制NiCr层的厚度对节能效果有重要影响，对于普通的双银膜系，正常的 厚度控制在lAg后的NiCr保护层厚，2Ag(第二层银膜层）后面的NiCr层薄，这样的目的是 为了保证产品在生产过程中不发生中途Ag氧化现象。但是作为金色双银Low?e，采用传统 的模式，对于金色双银的外观无法达到要求。后续不断实验，打破原有的模式，将INiCr(第 一层NiCr层）减薄，2NiCr(第二层NiCr层）加厚，可以有效的降低并控制室内面（膜面） 的反射色。如果按照原有的模式，将INiCr加厚，2NiCr减薄，室内面的反射色增高，由Yf: 15变成Yf:25. 2,对于室内的反射增大，节能效果降低。
[0029] 为了突出金色双银产品，最开始采用Ag+Cu的模式代替Au金，将lAg和2Ag后面 都加上Cu，结果会使产品的透过率偏低，使产品对于人们居住办公无法有阳光色进入，并且 透过色偏负严重，也就是透过色呈绿色不能使产品的透过射达到18K黄金的颜色。
[0030] 中间介子层厚度的控制：金色双银通过实验累积证明，对于此膜系膜层材料的中 间介子层，对于产品的外观侧面干涉色有非常重要性，中间介子层的厚度过厚或者过薄，对 于产品的干涉色都会存在很大的颜色变化，使产品的外观正面和侧面颜色不能达成一致 性，存在偏红或偏绿，无法达到侧面颜色为金色。后期通过一系列实验证明中间介子层厚度 控制在40?60nm时，外观的侧面干涉色才会与正面金色一致性。
[0031] 各膜层结构中，功能层是Ag层，其作用是反射和吸收绝大部分红外光和一部分可 见光；两层NiCr层主要起阻挡作用，防止Ag层扩散；ZnO层为介质层，增强膜层与玻璃结合 力，主要起衍射作用，改变玻璃颜色；SiN层质地坚硬，耐磨损，作为保护层主要起保护膜面 的作用。
[0032] 采用磁控溅射技术在玻璃上镀ZnO后，膜层比较蓬松，比较松软，膜层平整度较 差；而在玻璃上镀SiN膜层则比较坚硬，膜层平整度很好，但SiN膜层容易发生龟裂。本发明 专利技术的重点在于膜层的设置顺序、以及每个膜层厚度的控制，因为在低辐射玻璃中，膜 层选用的材料以及大体的结构都比较类似，但是不同材料在膜层上的设置顺序、以及厚度 的改变决定了各种低辐射玻璃相互性能的差异，采用这种膜层结构的设计后，实现ZnO和 SiN的互补，介质层用ZnO和Si，用氧化物分担硅层，防止龟裂，并且镀膜后平整度会更好。 [0033] 本发明具有的有益效果：
[0034] 本专利的膜层设计产品外观为金色，实现了产品外观的多样化。且是用2层Ag和 1层Cu代替Au实现金色，大幅度降低生产成本。
[0035] 本专利的膜层设计产品节能性更好，且是在实现产品颜色为金色的同时，保证了 镀膜玻璃具备双银Low?e玻璃的良好节能性。
[0036] 并且膜层的抗氧化和抗损伤性能也好，SiN层不存在龟裂现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0037] 图1为本发明金色双银低辐射镀膜玻璃的结构示意图。
[0038] 图中标记：9、玻璃基片；l、ZnO层；2、Ag层；3、Cu层；4、NiCr层；5、Zn0 层；6、Ag 层；7、NiCr层；8、SiN层。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施 例。
[0040] 实施例1
[0041] 结合图1所示，一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：
[0042] A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射 ZnO层；厚度为5nm，氩气与氧气的流量比为3 :4,所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0043] B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射 Ag层；厚度为20nm，所述电源的溅射功率控制在0?30KW;
[0044] C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅 射Cu层；厚度为10nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0045] 第二层与第三层的厚度比为2:1。
[0046] D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅 射NiCr层；厚度为5nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0047] E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁 控溅射ZnO层；厚度为60nm，氩气与氧气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW；
[0048] F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag 层；厚度为l〇nm，所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0049] G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅 射NiCr层；厚度为8nm，所述电源的溅射功率控制在0?10KW;
[0050] H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁 控溅射SiN层；厚度为10nm，氩气与氮气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW。
[0051] 实施例2
[0052] 结合图1所示，一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：
[0053] A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射 ZnO层；厚度为4nm，氩气与氧气的流量比为3 :4,所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0054] B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射 Ag层；厚度为12nm，所述电源的溅射功率控制在0?30KW;
[0055] C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅 射Cu层；厚度为8nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0056] 第二层与第三层的厚度比为1.5:1。
[0057] D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅 射NiCr层；厚度为4nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0058] E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁 控溅射ZnO层；厚度为50nm，氩气与氧气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW；
[0059] F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag 层；厚度为8nm，所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0060] G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅 射NiCr层；厚度为6nm，所述电源的溅射功率控制在0?10KW;
[0061] H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁 控溅射SiN层；厚度为8nm，氩气与氮气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW。
[0062] 实施例3
[0063] 结合图1所示，一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：
[0064] A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射 ZnO层；厚度为3nm，氩气与氧气的流量比为3 :4,所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0065] B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射 Ag层；厚度为8. 4nm，所述电源的溅射功率控制在0?30KW;
[0066] C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅 射Cu层；厚度为6nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0067] 第二层与第三层的厚度比为1.4:1。
[0068] D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅 射NiCr层；厚度为3nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0069] E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁 控溅射ZnO层；厚度为40nm，氩气与氧气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW；
[0070] F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag 层；厚度为6nm，所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0071] G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅 射NiCr层；厚度为5nm，所述电源的溅射功率控制在0?10KW;
[0072] H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁 控溅射SiN层；厚度为6nm，氩气与氮气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW。
[0073] 实施例4
[0074] 结合图1所示，一种金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：
[0075] A、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射 ZnO层；厚度为2nm，氩气与氧气的流量比为3 :4,所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0076] B、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射 Ag层；厚度为10nm，所述电源的溅射功率控制在0?30KW;
[0077] C、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅 射Cu层；厚度为4nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0078] 第二层与第三层的厚度比为2. 5:1。
[0079] D、采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅 射NiCr层；厚度为2nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW;
[0080] E、采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁 控溅射ZnO层；厚度为44nm，氩气与氧气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW；
[0081] F、采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag 层；厚度为4nm，所述电源的溅射功率控制在0?60KW;
[0082] G、采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅 射NiCr层；厚度为3nm，所述电源的溅射功率控制在0?10KW;
[0083] H、采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁 控溅射SiN层；厚度为4nm，氩气与氮气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW。
[0084] 实施例5
[0085] 在步骤E中控制ZnO层的厚度为33nm，其余跟实施例4相同。
[0086] 对本发明各实施例制得的玻璃产品性能进行测试，并取市场购买的普通双银玻璃 作为对比，测试标准按照中国JGJ151标准进行，结果如下表1所示：
[0087] 表1金色双银低辐射镀膜玻璃性能测试结果
[0088]
【权利要求】
1. 一种金色双银低辐射镀膜玻璃，具有玻璃基片，其特征在于：从玻璃基片的空气面， 由内到外依次相邻地复合有八个膜层，其中第一层即最内层为ZnO层，厚度为0?5nm ;第 二层为Ag层，厚度为0?25nm ;第三层为Cu层，厚度为0?10nm ;第四层为NiCr层，厚度 0?5nm ;第五层为ZnO层，厚度为0?60nm ;第六层为Ag层，厚度为0?10nm ;第七层为 NiCr层，厚度为0?8nm ;第八层为SiN层，厚度为0?10nm。
2. 根据权利要求1所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第二层厚度为 8 ?25nm〇
3. 根据权利要求2所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第三层厚度为 5 ?8nm〇
4. 根据权利要求3所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第二层与第三 层的厚度比为1.4 :1?2:1。
5. 根据权利要求2所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第五层的厚度 为 40 ?60nm。
6. 根据权利要求1所述的金色双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第七层NiCr层 的厚度大于第四层NiCr层的厚度。
7. 根据权利要求1?6所述的金色双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤 A、 采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅射旋转锌靶，在玻璃基板上磁控溅射ZnO 层；厚度为〇?5nm，氩气与氧气的流量比为3 :4,所述电源的溅射功率控制在0?60KW ; B、 采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面银靶，在步骤A中ZnO层上磁控溅射Ag 层；厚度为〇?25nm，所述电源的溅射功率控制在0?30KW ; C、 采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面铜靶，在步骤B中的Ag层上磁控溅射Cu 层；厚度为〇?l〇nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW ; D、 采用氩气作为工作气体，直流电源溅射平面镍铬靶，在步骤C中Cu层上磁控溅射 NiCr层；厚度为0?5nm，所述电源的溅射功率控制在0?20KW ; E、 采用氩气和氧气为工艺气体，交流电源溅旋转锌靶，在步骤D中的NiCr层上磁控溅 射ZnO层；厚度为0?60nm，氩气与氧气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW ； F、 采用氩气作为工作气体，直流电源溅银靶，在步骤E中的ZnO层上磁控溅射Ag层；厚 度为0?10nm，所述电源的溅射功率控制在0?60KW ; G、 采用氩气作为工作气体，直流电源溅平面镍铬靶，在步骤F中的Ag层上磁控溅射 NiCr层；厚度为0?8nm，所述电源的溅射功率控制在0?10KW ; H、 采用氩气和氮气为工艺气体，交流电源溅射旋转硅靶，在步骤G中NiCr层上磁控溅 射SiN层；厚度为0?10nm，氩气与氮气的流量比为6 :7,所述电源的溅射功率控制在0? 60KW。
【文档编号】C03C17/36GK104386921SQ201410530957
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】余华骏, 江维, 胡勇 申请人:咸宁南玻节能玻璃有限公司