一种抗腐蚀性玻璃及其制备方法与流程

本发明涉及镀膜技术领域，具体涉及一种抗腐蚀性玻璃及其制备方法。

背景技术：

薄膜材料是目前十分具有应用前景的新型材料，与人们的生产活动息息相关，随着现代科学技术和薄膜技术的发展以及人民生活水平的提高，对薄膜材料的各项性能指标也提出了新的要求，生产者希望使其具备适应各种应用条件的良好性能。

传统的装饰玻璃镀膜工艺中，镀制的薄膜材料虽然可以满足特定的功能需求，如彩色装饰、光学性质等，但这些功能膜层本身往往不耐酸碱腐蚀，导致薄膜易受破坏，影响产品寿命。而在现今的玻璃表面制备功能薄膜的工艺中，金属或合金层是一个非常重要的组成部分，在玻璃镀膜产品中起到关键的作用。例如在干涉光学薄膜中，金属层作为必不可少的反射层包裹在光学膜系的最外层，起到干涉成色的作用。即使是本身具有颜色的玻璃基底材料，外表面镀制不同厚度的金属或合金层也能起到镜面装饰效果或者保护内部功能膜层的作用。然而，目前市面上多数产品最外层金属或合金均并不具有耐腐蚀的特性，因而导致产品稳定性差，影响使用效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抗腐蚀性玻璃及其制备方法。本发明提供的抗腐蚀性玻璃能够在提高抗腐蚀性的同时，不影响原有玻璃表面功能膜层的作用，不影响其整体的颜色和装饰效果，适宜推广使用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种抗腐蚀性玻璃，包括玻璃基体和设置在所述玻璃基体表面的耐腐蚀膜层；所述玻璃基体包括玻璃和设置于所述玻璃表面的功能膜层；所述耐腐蚀膜层的厚度为10～2000nm；所述耐腐蚀膜层为包括钛、铝、铬和镍中的至少两种元素的合金。

优选地，当所述耐腐蚀膜层为钛铝铬镍合金时，所述钛、铝、铬和镍元素的摩尔比为(60～75):(12～20):(8～15):(0.1～0.8)。

优选地，当所述耐腐蚀膜层为钛铝合金时，所述钛和铝元素的摩尔比为(4～7):(3～6)。

优选地，当所述耐腐蚀膜层为钛铬合金时，所述钛和铬元素的摩尔比为(6～8):(2～4)。

优选地，所述玻璃基体为透明玻璃或彩色玻璃。

本发明还提供了上述技术方案所述抗腐蚀性玻璃的制备方法，包括以下步骤：

采用磁控溅射在玻璃基体表面镀耐腐蚀膜层，得到抗腐蚀性玻璃；溅射靶材为包括钛、铝、铬和镍中的至少两种元素的合金。

优选地，所述溅射靶材的溅射功率为10～600w。

优选地，所述磁控溅射的气压为0.1～1pa。

优选地，所述磁控溅射在氩气气氛中进行，所述氩气的流量为40～300sccm。

本发明提供了一种抗腐蚀性玻璃，其特征在于，玻璃基体和设置在所述玻璃基体表面的耐腐蚀膜层；所述玻璃基体包括玻璃和设置于所述玻璃表面的功能膜层；所述耐腐蚀膜层的厚度为10～2000nm；所述耐腐蚀膜层为包括钛、铝、铬和镍中的至少两种元素的合金。在本发明中，钛具有优异的抗强酸腐蚀性，铝具有强钝化性，铬具有钝化作用，且其钝化膜耐腐蚀性良好，镍具有优秀的耐碱腐蚀性，且在海水及盐类溶液中都极为稳定。通过上述金属元素的组合使用，能够在耐腐蚀膜层较薄的情况下，达到维持玻璃基体光学透过性并增强玻璃基体抗腐蚀性的效果。

附图说明

图1为对比例1玻璃基体经过72小时国标盐雾实验后的效果图；

图2为本发明实施例1制备的抗腐蚀性玻璃经过72小时国标盐雾实验后的效果图。

具体实施方式

本发明提供了一种抗腐蚀性玻璃，包括玻璃基体和设置在所述玻璃基体表面的耐腐蚀膜层；所述玻璃基体包括玻璃和设置于所述玻璃表面的功能膜层；所述耐腐蚀膜层的厚度为10～2000nm；所述耐腐蚀膜层为包括钛、铝、铬和镍中的至少两种元素的合金。

本发明提供的抗腐蚀性玻璃包括玻璃基体。在本发明中，所述玻璃基体包括玻璃和设置于所述玻璃表面的功能膜层。本发明对所述功能膜层的具体组分和制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员所熟知的组分和制备方法即可，具体的如光学薄膜或装饰薄膜。在本发明中，所述玻璃基体优选为透明玻璃。

本发明提供的抗腐蚀性玻璃包括设置于所述玻璃基体表面的耐腐蚀膜层。在本发明中，所述耐腐蚀膜层的厚度为10～2000nm，优选为15～100nm，进一步优选为20～200nm，更优选为50nm。本发明限定耐腐蚀膜层的厚度为上述范围，能够在不影响玻璃表面功能膜层各个组分作用的前提下提高功能膜层的耐腐蚀性，不影响原有玻璃基体整体的颜色及装饰效果。

在本发明中，所述耐腐蚀膜层为包括钛、铝、铬和镍中的至少两种元素的合金。具体地，所述耐腐蚀膜层为钛铝铬镍合金、钛铝合金、钛铬合金、钛镍合金、铝铬合金、铝镍合金或铬镍合金。

在本发明中，当所述耐腐蚀膜层为钛铝铬镍合金时，所述钛、铝、铬和镍元素的摩尔比优选为(6.0～7.5):(1.2～2.0):(0.8～1.5):(0.1～0.8)，更优选为7:1.5:1:0.5；当所述耐腐蚀膜层为钛铝合金时，述钛和铝元素的摩尔比为优选为(4～7):(3～6)，更优选为1:1；当所述耐腐蚀膜层为钛铬合金时，所述钛和铬元素的摩尔比优选为(6～8):(2～4)，更优选为7:3；当所述耐腐蚀膜层为钛镍合金时，所述钛和镍元素的摩尔比优选为(9.5～9.9):(0.1～0.5)，更优选为9.8:0.2；当所述耐腐蚀膜层为铝铬合金时，所述铝和铬元素的摩尔比优选为(3～7):(3～7)，更优选为6.5:3.5；当所述耐腐蚀膜层为铝镍合金时，所述铝和镍元素的摩尔比优选为(9.5～9.9):(0.1～0.5)，更优选为9.7:0.3；当所述耐腐蚀膜层为铬镍合金时，所述铬和镍元素的摩尔比优选为(9.5～9.9):(0.1～0.5)，更优选为9.8:0.2。

本发明提供了上述技术方案所述抗腐蚀性玻璃的制备方法，包括以下步骤：采用磁控溅射在玻璃基体表面镀耐腐蚀膜层，得到抗腐蚀性玻璃；溅射靶材为包括钛、铝、铬和镍中的至少两种元素的合金。

在本发明中，所述玻璃基体优选先经清洁处理，再溅射耐腐蚀膜层。本发明对所述清洁处理的具体方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员所熟知的清洁方法，去除玻璃基体表面的杂质即可。

本发明对所述磁控溅射用设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的磁控溅射仪即可。在本发明的实施例中，所述磁控溅射的设备型号优选为tsu-650；所述磁控溅射使用的电源优选为射频电源。

在本发明中，溅射靶材为包括钛、铝、铬和镍中的至少两种元素的合金，具体组成与耐腐蚀膜层的组成一致，这里不再赘述。

在本发明中，所述溅射靶材的磁控溅射功率优选为10～600w，更优选为50～300w，进一步优选为90w；所述磁控溅射的气压优选为0.1～1pa，更优选为0.4～0.7pa，进一步优选为0.5pa；所述磁控溅射优选在氩气气氛中进行，所述氩气的流量优选为40～300sccm，更优选为100～200sccm；本发明对所述磁控溅射的镀膜时间没有特殊的限定，以得到符合上述技术方案所述耐腐蚀膜层的厚度为宜。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，应属于本发明保护的范围。

实施例1

以钛铝铬镍合金为靶材，其中钛、铝、铬和镍元素的摩尔比为7:1.5:1:0.5；控制磁控溅射的功率为90w，溅射气压为0.7pa，氩气流量为40sccm，溅射温度为室温，在红色玻璃表面溅射镀膜2min，得到厚度为200nm的耐腐蚀膜层，所述红色玻璃为透明玻璃和设置于透明玻璃表面的氧化镍与氧化铬按1：1混合的功能膜层。

实施例2

以钛铝合金为靶材，其中钛和铝镍元素的摩尔比为1:1；控制磁控溅射的功率为90w，溅射气压为0.5pa，氩气流量为40sccm，溅射温度为室温，在红色玻璃表面溅射镀膜1min，得到厚度为50nm的耐腐蚀膜层。

实施例3

以钛铬合金为靶材，其中钛和铬元素的摩尔比为7:3；控制磁控溅射的功率为90w，溅射气压为0.4pa，氩气流量为40sccm，溅射温度为室温，在红色玻璃表面溅射镀膜0.5min，得到厚度为20nm的耐腐蚀膜层。

对比例1

以实施例1中采用的红色玻璃为对比例1。

试验例1

按照gb6459-86醋酸盐雾试验的方法将对比例1的红色玻璃和实施例1制备的抗腐蚀性玻璃在盐雾试验中进行测试72h，所得结果见图1～2；其中，图1为对比例1红色玻璃经过72小时国标盐雾实验后的效果图；图2为本发明实施例1制备的抗腐蚀性玻璃经过72小时国标盐雾实验后的效果图。

由图1～2可以看出，未使用耐腐蚀膜层的对比例1在国标盐雾试验中测试进行72小时后，表面腐蚀严重，脱落面积大于10％，并且已经严重影响原红色膜层厚度，因而产生了颜色不均匀现象，薄膜受损严重；使用耐腐蚀膜层的实施例1经国标盐雾试验中测试72小时后表面没有任何腐蚀迹象，薄膜颜色与原来一致。对实施例2～3制备的抗腐蚀性玻璃进行盐雾试验，所得结果与图2类似。说明本发明提供的抗腐蚀性玻璃具有优异的耐腐蚀性，而且不会影响玻璃基体原有的装饰效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，可以改变合金材料和成分，特别是仅对镀膜工艺进行更换的情况，应视为本发明的保护范围。