专利名称：紫外线截止镀膜玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑玻璃材料、汽车用玻璃材料和照明灯具玻璃技术领域，具体涉及一种在玻璃基板上镀制具有紫外线截止功能膜层的玻璃及其制备方法。
背景技术：
紫外线会使高分子有机物老化，在一些特殊的场合需要阻止紫外线从玻璃射入或射出。例如在太阳能电池的组成构件上需要用到有机树脂，特别是航空、航天活动中航空器上的太阳能电池，都会因紫外线的照射而使转变效率下降。特别是在宇宙空间，那里的紫外线强度是地球表面的20倍左右。居室、博物馆、汽车内的物质，例如纸张、织物、某些珍贵文物等在紫外线的照射下会老化、变质。
目前，制备阻挡紫外线玻璃的方法是，在玻璃组分中添加铈离子，Ce+3起强的空穴俘获中心的作用，Ce+4起强的俘获电子的作用，这样就使照射所产生的电子和空穴被铈离子俘获，它们的吸收带正好处于紫外区。紫外线被阻挡的量与玻璃厚度和铈的掺入量有关。存在的问题是，尽管铈离子吸收紫外线，但是还会有部分透射玻璃；另外，用熔制法制备玻璃吸收紫外线，工艺复杂，铈离子的添加量不易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紫外线截止镀膜玻璃及其制备方法，紫外线截止镀膜玻璃的紫外线截止率高，不影响玻璃的可见光透射率；其紫外线截止镀膜玻璃的制备方法简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是紫外线截止镀膜玻璃，包括玻璃基片，其特征是玻璃基片上镀有氧化钛-氧化铈膜层。
所述的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10-90％，氧化铈10-90％。
所述的有氧化钛-氧化铈膜层厚度为10～500纳米。
紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，其特征是包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10-90％，氧化铈10-90％；b).在纯氩气或在氧氩混合气体氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压范围为0.10Pa-3.0Pa，溅射时氩氧混合气体中氧气所占质量百分比为0＜至≤90％。
所述的步骤玻2)中的玻璃基片镀膜时采用在线加热，热处理温度为20～800℃。
所述的步骤玻2)中得到的紫外线截止镀膜玻璃采用离线热处理，热处理温度为20～800℃，热处理时间为10-120分钟。
用磁控溅射法在玻璃基片上镀氧化钛和氧化铈膜，除铈离子吸收紫外线外，Ti离子在波长为380nm左右也有强烈吸收。Ti和Ce离子复合，能完全截止紫外线，紫外线截止率高，不影响可见光透过率。本发明的制备方法与现有的在玻璃组分中添加铈离子熔制玻璃制备的紫外线吸收玻璃相比，具有工艺简单灵活的特点。采用在线加热或离线热处理可以使膜与玻璃的结合更加牢固，可以使薄膜的析晶更加完整。
通过改变膜层中氧化钛和氧化铈的比值，调节其颜色；改变膜层厚度，可使该膜层结构的镀膜玻璃得到所需要的可见光透射率、反射颜色、透射色。镀膜玻璃能够完全截止紫外线，根据膜层的厚度调节镀膜玻璃的可见光透射率在30～85％变化，镀膜玻璃的反射色从淡黄到浅黄变化；避免紫外线透过玻璃而使室内的物质老化、变质。
本发明在建筑玻璃、汽车玻璃和灯具玻璃工业方面具有广泛的应用，前景广阔。
具体实施例方式
实例1紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，靶材中氧化铈和氧化钛的质量比为1/3；b).在纯氩气氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得到紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压为0.4Pa，镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为210nm。由镀膜设备中的膜厚控制仪控制膜层厚度。
c).对得到的紫外线截止镀膜玻璃采用不在线加热——指镀膜过程中玻璃不被加热，加热温度为220℃，加热时间为20分钟。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化铈和氧化钛的质量比为1/3；紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率78％，380nm以下波长的紫外线截止94％；膜层反射色呈淡黄。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例2紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，靶材中氧化铈和氧化钛的质量比为1/3；b).在氩气和氧气的混合气体中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压为0.4Pa，溅射时氩氧混合气体中质量比例为氧气∶氩气＝1∶20；镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为210nm。
c).对得到的紫外线截止镀膜玻璃采用不在线加热，加热温度为800℃，加热时间为10分钟。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化铈和氧化钛的质量比为1/3；紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率81％，380nm以下波长的紫外线截止93％膜层反射色呈淡黄。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例3紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，靶材中氧化铈和氧化钛的质量比为3/2；b).在氧氩混合气体中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压为0.4Pa，溅射时氩氧混合气体中质量比例为氧气∶氩气＝1∶20；镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为210nm。
c).对得到的紫外线截止镀膜玻璃采用不在线加热，加热温度为20℃，加热时间为120分钟。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化铈和氧化钛的质量比为3/2；紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率79％，380nm以下波长的紫外线截止99％；膜层反射色呈淡黄。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例4紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，靶材中氧化铈和氧化钛的质量比为3/2；b).在纯氩气氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压为0.4Pa，镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为210nm。
c).对得到的紫外线截止镀膜玻璃采用不在线加热，加热温度为100℃，加热时间为60分钟。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化铈和氧化钛的质量比为3/2；紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率79％，380nm以下波长的紫外线截止99.9％；膜层反射色呈淡黄。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例5紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，靶材中氧化铈和氧化钛的质量比为3/2；b).在纯氩气氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压为0.4Pa；采用玻璃基片在线加热，玻璃基片进入镀膜室开始，到镀膜结束，一直加热，加热温度为220℃；镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为210nm。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化铈和氧化钛的质量比为3/2；紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率83％，380nm以下波长的紫外线截止94％；膜层反射色呈淡黄。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例6紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，靶材中氧化铈和氧化钛的质量比为3/2；b).在氧氩混合气体中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压为0.4Pa，溅射时氩氧混合气体中质量比例为氧气∶氩气＝1∶20；采用玻璃基片在线加热，玻璃基片进入镀膜室开始，到镀膜结束，一直加热，加热温度为220℃；镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为210nm。
紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率79％，380nm以下波长的紫外线截止99％；膜层反射色呈淡黄。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例7紫外线截止镀膜玻璃的制备方法包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，靶材中氧化铈和氧化钛的质量比为3/2；b).在纯氩气氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压为0.4Pa，镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为310nm。
c).对得到的紫外线截止镀膜玻璃采用不在线加热，加热温度为500℃，加热时间为30分钟。
得到紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率73％，380nm以下波长的紫外线截止99.8％；膜层反射色呈浅黄。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例8紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10％，氧化铈90％；b).在纯氩气氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得产品，溅射气压范围为0.10Pa，镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为10nm。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10％，氧化铈90％。紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率89％，380nm以下波长的紫外线被截止96.8％。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例9紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛90％，氧化铈10％；b).在纯氩气氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得产品，溅射气压为3.0Pa，镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为500nm。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛90％，氧化铈10％。紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率80％，380nm以下波长的紫外线被截止99.8％。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例10紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10％，氧化铈90％；b).在氧氩混合气体中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得产品，溅射气压为0.10Pa，溅射时氩氧混合气体中质量比例为氧气∶氩气＝0.01∶1，采用玻璃基片在线加热，玻璃基片进入镀膜室开始，到镀膜结束，一直加热，加热温度为20℃；镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为50nm。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10％，氧化铈90％。紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率85％，380nm以下波长的紫外线截止95.8％。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例11紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛90％，氧化铈10％；b).在氧氩混合气体中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得产品，溅射气压为3.0Pa，溅射时氩氧混合气体中质量比例为氧气∶氩气＝0.9∶1，采用玻璃基片在线加热，玻璃基片进入镀膜室开始，到镀膜结束，一直加热，加热温度为800℃；镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为500nm。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛90％，氧化铈10％。紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率78％，380nm以下波长的紫外线截止99.8％。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
实例12紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛50％，氧化铈50％；b).在氧氩混合气体中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得产品，溅射气压为3.0Pa，溅射时氩氧混合气体中氧气所占质量百分比为50％，采用玻璃基片在线加热，玻璃基片进入镀膜室开始，到镀膜结束，一直加热，加热温度为800℃；镀氧化钛-氧化铈膜层厚度为500nm。
得到紫外线截止镀膜玻璃的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛90％，氧化铈10％。紫外线截止镀膜玻璃的性能如下可见光透过率78％，380nm以下波长的紫外线截止99.8％。镀膜玻璃的理化性能符合“镀膜玻璃理化性能测试标准”中规定的国家标准。
权利要求
1.紫外线截止镀膜玻璃，包括玻璃基片，其特征是玻璃基片上镀有氧化钛-氧化铈膜层。
2.根据权利要求1所述的紫外线截止镀膜玻璃，其特征是所述的氧化钛-氧化铈膜层中，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10-90％，氧化铈10-90％。
3.根据权利要求1或2所述的紫外线截止镀膜玻璃，其特征是所述的有氧化钛-氧化铈膜层厚度为10～500纳米。
4.紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，其特征是包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10-90％，氧化铈10-90％；b).在纯氩气或在氧氩混合气体氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得紫外线截止镀膜玻璃，溅射气压范围为0.10Pa-3.0Pa，溅射时氩氧混合气体中氧气所占质量百分比为0＜至≤90％。
5.根据权利要求1所述的紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，其特征是所述的步骤玻2)中的玻璃基片镀膜时采用在线加热，热处理温度为20～800℃。
6.根据权利要求1所述的紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，其特征是所述的步骤玻2)中得到的紫外线截止镀膜玻璃采用离线热处理，热处理温度为20～800℃，热处理时间为10-120分钟。
全文摘要
本发明涉及一种在玻璃基板上镀制具有紫外线截止功能膜层的玻璃及其制备方法。紫外线截止镀膜玻璃，包括玻璃基片，其特征是玻璃基片上镀有氧化钛－氧化铈膜层。紫外线截止镀膜玻璃的制备方法，其特征是包括如下步骤1).首先对待镀膜玻璃基片进行清洗、干燥后，进行预真空过渡；2).然后采用磁控溅射镀制方法镀制膜层a).配制靶材，靶材由氧化钛和氧化铈组成，氧化钛和氧化铈各组份所占质量百分比为氧化钛10－90％，氧化铈10－90％；b).在纯氩气或氧氩混合气体氛围中对玻璃基片进行磁控溅射镀膜得产品，溅射气压范围为0.10Pa－3.0Pa。紫外线截止镀膜玻璃的紫外线截止率高，不影响玻璃的可见光透射率；其制备方法简单灵活。
文档编号C23C14/34GK1603267SQ200410061019
公开日2005年4月6日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者赵青南, 倪佳苗, 张乃芝, 赵修建 申请人:武汉理工大学