一种热色智能玻璃的制备方法与流程

本发明涉及一种玻璃的制备方法，尤其是涉及一种热色智能玻璃的制备方法。

背景技术：

热色智能玻璃是一种通过环境温度、光照强度自动调节进光量，智能化控制室内温度的节能镀膜玻璃，适宜应用于建筑物和车船的门窗等，以降低空调、照明的电能消耗。这种镀膜玻璃具多种功能，包括高的隔热保温特性、防静电、紫外线吸收和光触媒等。

对于热色智能玻璃的大批量生产而言，传统的制备工艺路线有两种，即化学喷涂热分解以及溅射镀膜。化学喷涂热分解由于玻璃外观颜色、膜层厚度等方面的控制具有一定的局限性，其工业化生产采用较少。溅射镀膜与化学喷涂热分解相比，具有较多的优点，如膜层成分易控制，膜层厚度容易控制，重复性良好。由于热色智能玻璃的热色功能层的形成需要较高的温度环境，通常在400℃～600℃之间，为适应热色功能涂层的形成，目前采用溅射法制备热色智能玻璃的路线一般有两种：其一是在沉积热色涂层前，加热玻璃基片至400℃～600℃，然后沉积薄膜，一次性形成具有热色特性的智能玻璃；其二是在玻璃基片上低温沉积非晶态的热色涂层，并在连续或非连续的情况下对其实施高温退火处理，最后形成具有热色特性的智能玻璃。高温一次成膜的技术路线在基片加热的实现以及基片耐温方面具有较多的困难，如需真空环境加热降温、常见的玻璃基片耐温性能不足等。因此选择在玻璃基片上低温沉积热色功能涂层或低温沉积包含有热色功能涂层的复合膜层，然后在高温环境下退火处理的制备路线更具有可实施性。

鉴于钒是具有多种价态的元素，如存在V2O5、V6O13、V4O9、VO2、V2O3、VO等多种成分，但仅VO2具有在室温附近可以利用的热色特性，因此，低温沉积非晶热色涂层并在高温下退火晶化改性的这一热色智能玻璃制备路线，其退火过程至关重要。目前，常见退火方式包含灯管辐射加热退火、普通电阻炉加热退火等。相比于电阻炉退火周期长、能耗高，灯管辐射加热退火具有周期短、加热效率高等优势。包含钒氧化物膜层的复合膜层在实际热处理采用灯管辐射加热可以实现多种膜层结构(甚至能实现玻璃基单层钒氧化物膜层)，可在短至1分钟内完成退火晶化改性而避免钒的过氧化而变质。在实际退火过程中，玻璃基片在高温下保持的时间越长则钒越容易过氧化，因此需要控制和缩短有效的退火时间。

常见的普通浮法玻璃作为成膜基片用于制备热色智能玻璃，其中有普通玻璃(未经过应力增强)和钢化玻璃(经过应力增强)之分。普通玻璃的耐温性能较差，在高达500℃左右的退火温度环境中一般都会破损，因此采用钢化玻璃作为成膜基片是较好的选择。然而，钢化玻璃虽然能够承受较高的温度，但是在高到500℃左右或者更高的温度环境下会产生应力退化现象，从而导致钢化玻璃强度降低而不符合应用需求，尤其是建筑节能玻璃应用领域的使用需求。在此同时，目前红外辐射加热的加热效率一般很高，在数十秒时间内可以使得玻璃基底软化，实验测试表明在30s时间范围内透明玻璃基底靠近辐射灯管一侧的表面温度可以达到700℃，同时，过快速表面升温速度容易造成玻璃出现微裂纹而成为后续安全应用隐患之一，因此，玻璃基片在退火处理时需要一个合适的升温环境。

人们为了利用灯管辐射加热高效的优势，在退火装置中用于高温加热的辐射灯管的功率密度一般达到数百千瓦每平米，而且辐射灯管几乎满功率运行，单位时间内的能耗费用是一个不可忽视的问题。在实际大批量退火生产过程中，辐射灯管持续开启是不利于能耗节约，同时会因辐射灯管总功率过大而需增加配套容量等设备的投入。

因此，综合考虑玻璃基片的安全性能、热色涂层质量性能以及设备投入、能耗节约的问题，需要一种新的热色智能玻璃制备方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热色智能玻璃的制备方法，解决或改善现有的热色智能玻璃的制备方法中所存在的玻璃基片安全性能较差、热色涂层质量性能难以保证、设备投入高、能耗大的问题，针对热色智能玻璃制备中的退火过程，最大化利用灯管辐射加热效率高的特性，为玻璃基片在退火处理时提供合适的加热方式，从而缩短退火处理的加热时间，实现热色涂层晶化改性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热色智能玻璃的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：

A)清洗玻璃基片；

B)将清洗后的玻璃基片送入镀膜室内进行镀膜处理，采用溅射方式在玻璃基片上沉积包含钒的氧化物膜层；

C)将已镀膜的玻璃基片送入退火装置内，采用热辐射方式对玻璃基片上的膜层进行退火处理；该退火处理在热处理炉中完成，所述热处理炉包括可独立控制位于自身区域内热辐射灯管开闭状态的预热段和退火段；退火处理中，玻璃基片依次通过预热段和退火段，预热段和退火段内的热辐射灯管根据玻璃基片的位置状态控制自身的开闭，实现间隔加热。

本发明的原理如下：

依据各工序的功能不同，本发明的制备方法可分为下列几个工序。

清洗工序：

经过前端处理成形的玻璃基片，送入具有盘刷、辊刷在内的清洗机中，经过去离子水清洗干净后的玻璃基片采用风吹等方式风干。玻璃基片在清洗方面的要求或步骤与目前LOW-E镀膜玻璃的清洗相同或相似。

镀膜工序：

将已清洗风干的玻璃基片送入至少放置有包括钒材料的靶材的镀膜室内，采用溅射制备工艺，靶材在Ar和O2气氛或Ar和H2气氛中进行溅射，通过控制靶材溅射功率、真空室气氛以及基片在真空室内的移动速度，最终在玻璃基片上形成具有一定厚度的包含钒氧化物的膜层，即VOx，厚度范围为30nm～150nm。

包含钒氧化物的膜层可以是包含钒氧化物的单层膜层或多层复合膜层。多层复合膜层优选为包含钒氧化物的膜层以及红外反射膜层；红外反射层设置于包含钒氧化物的膜层与玻璃基片之间。红外反射膜层可以是具有红外光反射特性的金属膜或化合物导电膜。金属膜选自至少包含Pt、Au、Ag、Cu、Al中的一种元素或合金的膜层，厚度范围为5nm～15nm；化合物导电膜选自至少包含ITO、AZO、FTO、GZO中一种的膜层，厚度范围为10nm～150nm。红外反射膜层的作用在于使包含钒氧化物的膜层在辐射退火过程中能更高效吸收辐射射线从而升高温度达到结晶的条件和为了促进包含钒氧化物的膜层的生产结晶。多层复合膜层还包括至少在包含钒氧化物的膜层的外侧设置的用于防止外部氧侵入的阻挡层，从而提升包含钒氧化物的膜层在空气中较高温度下的抗氧化性能，促进最终热色智能玻璃的品质提升。阻挡层主要是包含Ni、Nb、Al、Ti、Cr、Ni合金、Cr合金中的至少一种形成的氧化物膜、氮化物膜、氮氧化物膜以及金属膜。

本发明中，钒氧化物还可以包含质量为为0.5％～10％的掺杂元素。掺杂元素可以是W、Mo、Nb、Zn、Mg、F以及其它能够改变热色智能膜相变温度的材料中的一种或多种。纯二氧化钒VO2的相变温度Tc＝68℃，若需在该相变温度的基础上降低热色智能膜的相变温度，可以掺杂F离子或以W离子为代表的比V离子半径大的金属离子；若需在该相变温度的基础上升高热色智能膜的相变温度，则可以掺杂以Mg离子为代表的比V离子半径小的金属离子。

本发明的钒氧化物VOx中平均氧原子数的取值为0≤x≤2.5，其中x的具体取值范围依据靶材以及溅射环境而确定。采用金属钒靶，则可在Ar气氛中形成金属钒膜以及可能在膜层表面或底部出现金属钒膜非充分氧化的膜层；采用金属钒靶在Ar和O2气氛环境中通过控制氧分压，则可以形成0＜x≤2.5的包含钒氧化物的膜层；采用五氧化二钒陶瓷靶材，则可采用Ar和H2气氛环境溅射，形成平均氧原子数x≈2的包含钒氧化物的膜层。

在镀膜工序中，包括钒材料的靶材可以是金属钒靶、氧化钒陶瓷靶或包含有钒材料并掺杂可以调节热色智能膜相变温度的元素的靶材中的任一种，如V、V:W、V2O3:W、V2O5:W、V:Mg等靶材。

关于上述镀膜的靶材、溅射工艺气氛以及形成的钒的氧化物VOx中平均原子数x的范围问题可以参照专利文献：CN101255015A,CN101205120A,CN1807321A，在此也引用为解释本发明中所述相关问题。

在镀膜工序中，镀膜室可以是一个真空室亦可以是多个真空室；真空室为多个时，各真空室连续排列并可独立控制自身的真空状态。

退火工序：

将完成镀膜的玻璃基片送入热处理炉中进行退火处理。沿退火工艺的流程方向，热处理炉包含两段用于加热的辐射热源功能区，分别为预热段和退火段，本发明选择热辐射灯管作为辐射热源，预热段和退火段内均安装有热辐射灯管。预热段和退火段可以通过控制程序独立调控位于其内部的玻璃基片的传送状态及位于其内部的热辐射灯管的开关状态。控制程序调控的依据为热源沿玻璃基片移动方向的布置总长度、加热时间T1以及玻璃基片所在的位置。

热处理炉内安装有贯穿整个热处理炉的传动机构。该传动机构可以由若干段传动辊道构成，预热段和退火段内至少布置有一段传动辊道，每段传动辊道均由可独立运行并可联动运行的传动电机驱动。

预热段和退火段内的热辐射灯管选自红外辐射灯管、卤素辐射灯管中的至少一种，优选为红外辐射灯管。预热段和退火段内红外辐射灯管的功率密度优选大于或等于100kw/m²，进一步优选为大于或等于150kw/m²。

在本退火处理的工艺中，预热段和退火段内的热辐射灯管可根据玻璃基片的位置状态控制自身的开闭，实现交替加热。交替加热即是：玻璃基片在热处理炉内进行退火处理时，任一时间段内，预热段和退火段的热辐射灯管仅有其中一者的热辐射灯管处于开启状态，另一者的热辐射灯管处在关闭状态。而预热段和退火段内的红外辐射灯管开闭的控制方式根据预热段内热辐射灯管沿玻璃基片移动方向的布置总长度即预热段内热源覆盖长度、退火段内热辐射灯管沿玻璃基片移动方向的布置总长度即退火段内热源覆盖长度决定、基片加热时间T1以及基片所在位置。

预热段内热源覆盖长度大于退火段内热源覆盖长度时：预热段内的热辐射灯管在玻璃基片完全处在预热段热源覆盖长度内时开启，并在经过时间T1后关闭，在此过程中，退火段内的热辐射灯管处在关闭状态；退火段内的热辐射灯管在玻璃基片的前端进入退火段时开启，并在玻璃基片的尾端离开退火段后关闭，在此过程中，预热段内的热辐射灯管处在关闭状态。

预热段内热源覆盖长度小于退火段内热源覆盖长度时：退火段内的热辐射灯管在玻璃基片完全处在退火段热源覆盖长度时开启，并在经过时间T1后关闭，在此过程中，预热段内的热辐射灯管处在关闭状态；预热段内的热辐射灯管在玻璃基片的前端进入预热段时开启，并在玻璃基片的尾端离开预热段后关闭，在此过程中，退火段内的热辐射灯管处在关闭状态。

时间T1可以设定为10s～400s的范围，其与玻璃基片大小、厚度以及辐射灯管的功能密度相关联。为了更好的缓解或解决热色智能玻璃退火过程遇到的钢化应力降低的问题，该时间的设置在完成热色智能膜层晶化改性后越短越好。

玻璃基片位置的确定，即判断玻璃基片是否进入热源覆盖区域或者是否完全处于热源覆盖长度范围内，可利用定位传感器实现。定位传感器的数量优选不少于三个，分别为第一定位传感器、第二定位传感器和第三定位传感器。第一定位传感器处在预热段的前端，第二定位传感器处在预热段与退火段之间，第三定位传感器处在退火段的尾端。此时，以预热段内热源覆盖长度大于退火段内热源覆盖长度为例，玻璃基片完全处在预热段热源覆盖长度内即是第一定位传感器感应到玻璃基片的尾端经过；玻璃基片前端进入退火段即是退火段与预热段之间的第二定位感应器感应到玻璃基片的前端经过；玻璃基片的尾端离开退火段即是第三定位传感器感应玻璃基片的尾部经过。

利用定位传感器，即可使红外辐射灯管的开闭、传动辊道的运行速度与玻璃基片的位置关联。定位传感器检测基片所到达的位置并反馈基片的位置信息至设备运行程序，设备运行程序依据预设值和所接受的信息控制热辐射灯管的开闭，从而实现根据基片的位置信息控制预热段和退火段内热辐射灯管的开闭。

玻璃基片在退火过程中依次经过热处理炉中的预热段和退火段。玻璃基片在预热段内的移动速度为V1，玻璃基片在退火段内的移动速度为V2，玻璃基片在预热段和退火段内实现变速加热。变速加热即是：玻璃基片在预热段内的移动速度V1不同于玻璃基片在退火段内的移动速度V2。而玻璃基片在预热段内的移动速度V1和玻璃基片在退火段内的移动速度V2则依据预热段内热辐射灯管沿玻璃基片移动方向的布置总长度与退火段内热辐射灯管沿玻璃基片移动方向的布置总长度而设定。

预热段内热源沿玻璃基片移动方向的布置总长度大于退火段内热源沿玻璃基片移动方向的布置总长度时：玻璃基片的尾端经过预热段的前端后，即是玻璃基片完全处于预热段热源覆盖长度后，此状态可以通过定位传感器辅助判定，预热段内的热辐射灯管开启，玻璃基片以速度V1低速移动至退火段。预热段内的热辐射灯管自玻璃基片完全进入预热段的热源覆盖区域后移动距离S或自热辐射灯管开启后经过加热时间T1后关闭。玻璃基片的前端移动至退火段的前端后，退火段内的热辐射灯管开启，玻璃基片以速度V2高速往退火段的下游移动。带玻璃基片的尾端移离退火段后，退后段内的热辐射灯管关闭。在此退火过程中，0≤V1≤1m/min，V2＞2V1，进一步的，V2＞5V1。玻璃基片在退火段内高速移动，而玻璃基片在预热段内则低速移动，甚至可以预热段内的热辐射灯管下方保持静止。

预热段内热源沿玻璃基片移动方向的布置总长度小于退火段内热源沿玻璃基片移动方向的布置总长度时：玻璃基片前端移动至预热段的前端时，预热段内的热辐射灯管开启，玻璃基片以速度V1高速移动至退火段；当玻璃基片的尾部移离预热段后，预热段内的热辐射灯管关闭，退火段内的热辐射灯管开启。玻璃基片以速度V2低速往退火段的下游移动。退火段内的热辐射灯管自玻璃基片完全进入退火段热源覆盖区域后移动距离S或自热辐射灯管开启后经过加热时间T1后关闭。在此退火过程中，0≤V2≤1m/min，V1＞2V2，进一步的，V1＞5V2。玻璃基片在预热段内高速移动，而玻璃基片在退火段内则低速移动，甚至可以退火段内的热辐射灯管下方保持静止。

玻璃基片在预热段和退火段内实现变速加热，这种加热模式的设置出于对综合能耗节约以及实际生产效率方面的考虑。玻璃基片在热源覆盖长度较长的热处理段内低速移动或保持静止，是为了让各单元的基片能够完全置于热辐射灯管区域的下方，保持加热的一致性，从而尽可能地降低无效加热灯管功率，即减少热辐射灯管下方无玻璃基片的情况；而玻璃基片在热源覆盖长度较短的热处理段内高速移动，可以降低热辐射灯管开启时间内灯管下方无玻璃基片的无效加热时间，从而节约生产能耗。

本退火工序中，除预热段和退火段内的热辐射灯管根据玻璃基片的位置状态控制自身的开闭实现交替加热外，综合考虑设备传动运行以及电源设备运行情况，如传动电机的加减速、电源设备关闭与启动等，玻璃基片从预热段停止加热到退火段开始加热之间还可以设有间隔时间T2，从而实现间隔加热。间隔加热即是：玻璃基片从离开预热段到进入退火段之间，存在间隔时间T2，在间隔时间T2内，预热段和退火段内的热辐射灯管均处于关闭状态。通过设置间隔时间T2，玻璃基片的受热升温得到了缓冲，避免在高功率条件下玻璃基片的表面单面快速升温而产生微裂纹缺陷，同时也避免快速升温造成玻璃基片出现破损。间隔时间T2为1s～60s，优选为4s～20s。

本发明的制备方法，退火工艺采用预热段和退火段非同时加热，即预热段和退火段内的热辐射灯管交替加热和间隔加热，实际降低了加热系统的最大功率需求，能有效降低用电配套设备成本，如降低电站投入成本。

在实际操作中，热色智能玻璃的退火工艺过程在真空环境或大气环境下都可以实现。在大气环境下，具有包含钒氧化物的纳米热色涂层的基片的退火晶化改性更适合具有平均氧原子数x≤2的包含钒氧化物的膜层且该膜层直接或间接与外界空气接触的基片，即基片上的氧化物膜层为VOx中0≤x≤1.8；在真空环境下，具有包含钒氧化物的纳米热色涂层的基片的退火晶化改性更适合是具有平均氧原子数为2＜x≤2.5的包含钒氧化物的膜层且该膜层直接或间接与真空环境接触的基片，此外，当钒的氧化物膜层VOx中平均氧原子数1.8＜x≤2时，包含钒氧化物的膜层的退火晶化改性可以在真空气氛或大气环境中完成。真空气氛环境条件其气氛为常见惰性气体、N2或与H2的混合气体。

在热色智能玻璃的制备工艺中，玻璃基片经退火处理后，一般还会进行冷却处理。冷却方式至少为气体接触式冷却、液体非接触式冷却中的一种。若采用液体非接触式冷却，则优选采用呈双层结构的冷却腔，该冷却腔包括内腔和外壁，内腔和外壁之间设有用于流动冷却剂的冷却夹层，内腔的内表面还可以涂覆吸热涂层；若气体接触式冷却，则优选采用吹风冷却，即在退火段的下游设置冷却风栅区。冷却风栅区内优选设有若干个位于传动机构上方和/或下方且喷嘴朝向基片表面的吹气风嘴。通过吹气风嘴冷却被加热基片，冷却风栅区可对被加热基片，如玻璃基的热色纳米涂层材料进行快速的冷却，避免基片处在持续的高温条件而造成基片的玻璃应力降低导致玻璃不能达到安全指标的情况；同时，冷却风栅区能快速将玻璃表面热色纳米涂层温度急速降低，如降低至300℃以下，从而将基片表面涂层的氧化变质程度降至最小。被加热基片经冷却处理后，亦便于进行后续的基片加工或包装。

冷却风栅区内的吹气风嘴可以通过在风管上开设若干个风嘴获得。在冷却风栅区内设置若干条具有若干个风嘴的风管，风嘴距离玻璃表面的距离可以通过控制风管的升降而统一进行调节。风嘴的流量也可以加以控制，如当基片进入到冷却风栅区则控制风嘴吹风。依据生产效率以及被处理基片冷却的最终温度，冷却风栅区的长度还可以进行适当的延长，以保证和服务于实际生产。

利用本发明的制备方法生产热色智能玻璃，生产过程能耗更低；制备方法能让玻璃上的热色涂层达到热色功能层晶化改性的目的并避免明显氧化变质，同时玻璃的整体安全等性能符合要求。

附图说明

图1是本发明实施例1中热处理装置的示意图。

图2本发明实施例1玻璃成品的XRD谱图；

图3本发明实施例1玻璃成品的紫外-可见光谱图；

图4是本发明实施例2中热处理装置的示意图；

图5是本发明实施例3中冷却腔的结构示意图。

附图标记说明：1-预热段；2-退火段；3-冷却风栅段；4-传动辊道；5-红外辐射灯管；6-预热段辐射灯管区；7-退火段辐射灯管区；8-上部风管；9-下部风管；10-风嘴；11-基片；12-第一定位传感器；13-第二定位传感器；14-第三定位传感器；15-红外热成像仪；16-红外反射板；17-内腔；18-外壁；19-冷却夹层；20-吸热涂层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1：

本实施例1提供的热色智能玻璃的制备方法是基于图1的热处理装置而实施的。本实施例1中，预热段和退火段内热辐射灯管的功率密度为120kw/m²，所采用基片为4mm钢化玻璃普通透明浮法玻璃。

如图1所示的热处理装置，包括工作平台，沿基片热处理工序流程方向，工作平台上依次包括预热段1、退火段2和冷却风栅段3。工作平台内设有贯穿整个工作平台的传动机构。本实施例1中，传动机构由若干个传动辊道4构成。预热段1、退火段2和冷却风栅段3内各设有一个或多个传动辊道4，各传动辊道4均设有可独立运行或联合运行的传动电机。

预热段1和退火段2内均设有红外辐射灯管5，红外辐射灯管5之间设有用于横截面呈弧形的红外反射板16。预热段1和退火段2内的红外辐射灯管5分别处在预热段辐射灯管区6和退火段辐射灯管区7内，且预热段辐射灯管区6的长度小于退火段辐射灯管区7的长度。本实施例1中，预热段辐射灯管区6的长度即为预热段内热辐射灯管沿玻璃基片移动方向的布置总长度，退火段辐射灯管区7的长度即为退火段内热辐射灯管沿玻璃基片移动方向的布置总长度。

本实施例1中，退火处理后的玻璃基片通过气体接触式冷却。冷却风栅段3内安装有若干条风管，风管位于传动辊道4的上方和下方，分别为上部风管8和下部风管9，且上部风管8和下部风管9上均开设有若干各风嘴10，风嘴10朝向传动辊道4上的基片11。

工作平台内还设有用于感应基片11位置的第一定位传感器12、第二定位传感器13、第三定位传感器14。第一定位传感器12位于预热段1的前端，第二定位传感器13位于预热段1和退火段2的红外辐射灯管5之间，第三定位传感器14位于退火段2与冷却风栅段3之间。此外，退火段2与冷却风栅段3之间还设有用于测量经过退火后的基片11表面温度的红外热成像仪15。

本实施例1中，利用图1所示的退火装置进行热色智能玻璃制备的布置如下：

比较例1：

A)玻璃经过清洗后，放入真空镀膜工作区；

B)真空镀膜工作区内，采用溅射制备工艺，利用金属V靶在Ar和O2气氛中于玻璃的基底上镀制二氧化钒非晶薄膜，即VOx，其中x≈2，以下写作VO2；

C)镀膜后的玻璃送入图1所示的退火装置在大气环境中进行退火处理；玻璃的前端经过第一定位传感器12后，预热段1的红外辐射灯管5开启且其工作功率快速达到其额定功率的90％，对通过预热段1的玻璃进行预热处理；

D)预热段1和退火段2内控制传动辊道4运行速度的传动电机联动高速运行，玻璃在传动辊道4的带动下以速度V1＝10m/min快速通过预热段1内的红外辐射灯管5辐射区域；

E)经预热的玻璃在传动辊道4的带动下往退火段2移动；当玻璃的尾端经过并离开第二定位传感器13后，预热段1内的红外辐射灯管5立即关闭，退火段2内的红外辐射灯管5随后开启且其工作功率快速达到其额定功率的90％，预热段1内红外辐射灯管5关闭与退火段2内红外辐射灯管5开启之间的时间间隔T2＝5s；退火段2内控制传动辊道4运行速度的传动电机减速并保持低速运行，使退火段2内传动辊道4的传输速度V2＝1m/min；

F)退火段2内的红外辐射灯管5自开启后经过时间T1＝70s后关闭；随后，退火段2和冷却风栅段3内控制传动辊道4运行速度的传动电机联动高速运行，玻璃在传动辊道4的带动下以速度V3＝20m/min快速移出退火段2；

G)经退火处理的玻璃进入冷却风栅段3进行冷却；第三定位传感器14感应到玻璃的前端经过时，冷却风栅段3内的风管开启，风嘴10开始吹风，冷却基片11；冷却后完成热色智能玻璃的制备工作。

比较例2：

本比较例2与比较例1的不同之处在于，在步骤E中，退火段2内传动辊道4的传输速度V2＝0，即保持相对静止。

比较例3：

本比较例3与比较例1的不同之处在于，在步骤D中，玻璃在传动辊道4的带动下以速度V1＝3m/min快速通过预热段1内的红外辐射灯管5辐射区域，再以V2＝0.5m/min速度通过退火段2；在步骤E中，预热段1内红外辐射灯管5关闭与退火段2内红外辐射灯管5开启之间的时间间隔T2＝1s；在步骤F中，退火段2内的红外辐射灯管5自开启后经过时间T1＝65s后关闭。

比较例4：

本比较例4与比较例1的不同之处在于，在步骤B中，利用金属V靶在Ar和O2气氛中于玻璃的基底上镀制二氧化钒非晶薄膜后，采用SiAl在Ar和N2气氛在二氧化钒非晶薄膜上镀制SiNx薄膜。

比较例5：

本比较例5与比较例1的不同之处在于，在步骤B中，先采用SiAl在Ar和N2气氛在玻璃的基底上镀制SiNx薄膜，再利用金属V靶在Ar和O2气氛中在SiNx薄膜上镀制二氧化钒非晶薄膜，随后采用SiAl在Ar和N2气氛在二氧化钒非晶薄膜上镀制SiNx薄膜，从而在玻璃基片11上由内至外依次镀制SiNx、VO2、SiNx膜层；在步骤E中，预热段1内红外辐射灯管5关闭与退火段2内红外辐射灯管5开启之间的时间间隔T1＝5s；在步骤F中，退火段2内的红外辐射灯管5自开启后经过时间T2＝65s后关闭。

比较例6：

本比较例6与比较例5的不同之处在于，在步骤B中，利用金属V靶在Ar和O2气氛中在SiNx薄膜上镀制二氧化钒非晶薄膜后，采用金属NiCr靶材在Ar气氛中在二氧化钒非晶薄膜上镀制NiCr薄膜，随后采用SiAl在Ar和N2气氛在NiCr薄膜上镀制SiNx薄膜，从而在基片11上由内至外依次镀制SiNx、VO2、NiCr、SiNx膜层，形成多层复合膜结构，其中NiCr作为防止外部氧入侵的阻挡层。

比较例7：

本比较例7与比较例5的不同之处在于，在步骤B中，采用SiAl在Ar和N2气氛在玻璃的基底上镀制SiNx薄膜后，采用ITO靶材在Ar和O2气氛中在SiNx薄膜上镀制ITO薄膜，再利用金属V靶在Ar和O2气氛中在ITO薄膜上镀制二氧化钒非晶薄膜后，采用金属NiCr靶材在Ar气氛中在二氧化钒非晶薄膜上镀制NiCr薄膜，随后采用SiAl在Ar和N2气氛在NiCr薄膜上镀制SiNx薄膜，从而在基片11上由内至外依次镀制SiNx、ITO、VO2、NiCr、SiNx膜层，形成多层复合膜结构，其中NiCr作为防止外部氧入侵的阻挡层。在步骤F中，退火段2内的红外辐射灯管5自开启后经过时间T1＝55s。

比较例8：

本比较例8与比较例7的不同之处在于，步骤B中ITO靶材更换为Ag并在Ar气氛中沉积Ag膜。

比较例9：

本比较例9与比较例6的不同之处在于，在步骤B中，采用SiAl在Ar和N2气氛在玻璃的基底上镀制SiNx薄膜后，采用掺杂W的金属V靶在Ar和O2气氛中在SiNx薄膜上镀制VO2:W薄膜，再采用金属NiCr靶材在Ar气氛中在VO2:W薄膜上镀制NiCr薄膜，随后采用SiAl在Ar和N2气氛在NiCr薄膜上镀制SiNx薄膜，从而在基片11上由内至外依次镀制SiNx、VO2:W、NiCr、SiNx的膜层，形成多层复合膜层结构，其中VO2:W的膜层为降低热色智能膜层相变温度而设置。

综上所述的比较例测试分析结果如下表所示。结合图2、图3和下表的数据可以看出，采用本实施例1中的制备方法可以制备具有随环境温度变化的光线调节功能的热色智能玻璃。

实施例2：

本实施例2与实施例1中的比较例6不同之处在于，如图4所示，预热段辐射灯管区6的长度大于退火段辐射灯管区7的长度。

本实施例2中，利用图4所示的退火装置进行热色智能玻璃制备的布置具体如下：

A)玻璃经过清洗后，放入真空镀膜工作区；

B)真空镀膜工作区内，采用溅射制备工艺，首先采用SiAl靶材在玻璃基片上镀制SiNx薄膜，利用金属V靶在Ar和O2气氛中在SiNx薄膜上镀制二氧化钒非晶薄膜后，采用金属NiCr靶材在Ar气氛中在二氧化钒非晶薄膜上镀制NiCr薄膜，随后采用SiAl在Ar和N2气氛在NiCr薄膜上镀制SiNx薄膜，从而在玻璃基片上由内至外依次镀制SiNx、VO2、NiCr、SiNx膜层，形成多层复合膜结构，其中NiCr作为防止外部氧入侵的阻挡层；

C)镀膜后的玻璃送入图4所示的退火装置内进行退火处理；基片11的前端经过第一定位传感器12和基片11的尾端完全通过第一定位传感器12，且基片11完全处于预热段辐射灯管区6内，预热段1的红外辐射灯管5开启，且其工作功率快速达到其额定功率的90％，对预热段1内的基片11进行预热处理；

D)预热段1的传动电机带动基片11以速度V1＝1m/min在预热段辐射灯管区6内移动，预热段1内的红外辐射灯管5自开启后经过时间T1＝60s后关闭，此时，基片11在预热段辐射灯管区6内移动了距离S；随后，预热段1和退火段2内控制传动辊道4运行速度的传动电机联动运行，玻璃在传动辊道4的带动下移出预热段1；

E)待基片11的尾端经过并离开第二定位传感器13后，退火段2内的红外辐射灯管5开启且其工作功率快速达到其额定功率的90％；退火段2内控制传动辊道4运行速度的传动电机保持高速运行，使退火段2内传动辊道4的传输速度V2＝5m/min；

F)当基片11尾端完全通过第三定位传感器14后，退火段2内的红外辐射灯管5关闭，退火段2和冷却风栅段3内控制传动辊道4运行速度的传动电机联动高速运行，基片11在传动辊道4的带动下以速度V3＝20m/min快速移出退火段2；

G)经退火处理的玻璃进入冷却风栅段进行冷却；第三定位传感器14感应到基片11的前端经过时，冷却风栅段内的风管开启，风嘴10开始吹风，冷却基片11；冷却后完成热色智能玻璃的制备工作。

该实施例获得了具有VO2成分的热色智能玻璃，其2000nm处高低温状态下透过率调节率为△T＝35.15％,其玻璃基片11的钢化应力≥90Mpa，相变温度Tc＝61.7℃。

实施例3：

本实施例3与实施例2的不同之处在于，本实施例3中，玻璃基片的退火处理是在真空环境中完成，退火处理后的玻璃基片采用液体非接触式冷却，冷却工序在冷却腔中完成冷却。如图5所示，冷却腔包括内腔17和外壁18，内腔17和外壁18之间设有用于流动冷却剂的冷却夹层19，内腔的内表面还涂覆吸热涂层20。

加热后的玻璃基片表面温度达到500℃左右，其自身辐射红外线，辐射的红外线被内腔所吸收，吸收的红外线(即对应产生的热量)被通过腔壁被冷却夹层19内的冷却剂带走，同时玻璃基片也可以通过腔体内少量的气氛进行热传导，上述两种方式都可以促进玻璃基片的降温。由本实施例3获得的具有VO2成分的热色智能玻璃，其2000nm处高低温状态下透过率调节率为△T＝36.55％,其玻璃基片11的钢化应力≥90Mpa，相变温度Tc＝60.2℃。

以上实施例的描述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例的披露，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。