一种光致变色玻璃及其制备方法与流程

本发明属于智能玻璃，具体涉及一种光致变色玻璃及其制备方法。

背景技术：

1、光致变色玻璃是通过将具有热致变色性质的材料（如tio、vo、v2o3和vo2）等镀制于玻璃表面，使得节能玻璃对太阳能的通透性随外界环境温度的变化而改变。其中，具有金属-绝缘体相转变特性的vo2因具有相变前后较大的电阻率变化（最高达105数量级）和接近室温的相转变温度（68℃）而备受关注。

2、vo2晶体具有两种不同的构型，温度高于68℃时，它属于四方晶的金红石型，温度低于68℃，则转变为单斜晶的构型。vo2由低温的半导体态转变为高温的金属态，对太阳光的作用也由低温时的高透过，变为高温时的高阻隔。

3、由于vo2晶体由单斜到四方相变过程中会产生体积膨胀，因此，当在vo2薄膜上面再镀制其它薄膜层时，会造成龟裂或者暗纹等缺陷，影响视窗的美观。为了达到遮阳的效果，现有技术往往通过将vo2薄膜层镀制的很厚，增加了成本的同时，在长期使用过程中，vo2薄膜层也会脱落。

4、另外，现有vo2薄膜在使用过程中会发生化学成分转变，转化成为vo3或者v2o5，从而失去光热转变的效果，并且现有的vo2薄膜多为热致变色，即通过匹配电加热层来实现对玻璃的加热，使vo2薄膜发生颜色转变，采用光致变色较难实现，因此，需要开发出一种既能发生光致变色又能提高vo2耐久性的变色玻璃。

技术实现思路

1、本发明提供一种光致变色玻璃，能够提高vo2发生晶格转变的几率，避免龟裂和暗纹的产生，且能够提高vo2耐久性，增强透过率，降低相变温度。

2、第一方面，公开了一种光致变色玻璃包括玻璃基片，还包括设置在玻璃基片上侧的上膜层和镀制在玻璃基片下侧的下膜层；所述上膜层包括自下而上设置的氮化硅层、第一衔接层、vo2层、第二衔接层、保护层、光热层和第一减反射层；所述下膜层包括第二减反射层和af层。

3、优选地，所述光热层为金属介质陶瓷复合材料，光热层的厚度为30-50nm。

4、优选地，所述玻璃基片为平板玻璃、pc塑胶基材或非平板玻璃中的一种。

5、优选地，所述第一减反射层和第二减反射层采用二氧化硅、五氧化二铌或氮化硅中的一种，第一减反射层和第二减反射层的厚度均为170-230nm。

6、优选地，所述氮化硅层的厚度为10-30nm。

7、优选地，所述第一衔接层和第二衔接层均采用氟化镁、二氧化硅或氧化锌中的一种，所述第一衔接层和第二衔接层的厚度均为20-40nm。

8、优选地，所述vo2层的厚度为300nm-500nm。

9、优选地，所述保护层采用镍铬合金或金属钼中的一种，保护层的厚度为2-10nm。

10、第二方面，公开了所述的光致变色玻璃的制备方法，采用孪生旋转磁控溅射阴极将氮化硅层、vo2层、保护层、光热层、第一减反射层依次沉积在玻璃基板的上侧面，将第二反射层沉积在玻璃基板的下侧面，第一衔接层、第二衔接层采用真空电子枪蒸发机进行制备，af层采用真空电阻蒸发机进行制备。本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

11、1. 本发明能够提高vo2发生晶格转变的几率，避免龟裂和暗纹的产生，且能够提高vo2耐久性，使其抗疲劳的性能提高；2.第一减反射层和第二减反射层能够提高玻璃基片的透过率；3.氮化硅层能够使玻璃基片表面覆上一层保护膜，减少离子扩散，防止玻璃基片表面杂质和未洗净脏污对vo2造成影响，使产品更加耐久，长久使用不会老化变色，提高玻璃基片的稳定性；4.第一衔接层和第二衔接层能够缓冲vo2从单斜晶系到四方晶系可逆转变过程的体积变化对相邻层形成的应力释放；5.保护层能够给vo2层创造一个稳定的环境，因vo2膜层中v和o原子的比例为1：2时，vo2膜层才会有光致变色的能力，vo2膜层中o原子的缺失或富余，都会影响光致变色玻璃的遮蔽响应时间和遮蔽系数；6.光热层设置为两层，两层光热层均由金属介质陶瓷复合材料组成，光热层可以吸收太阳光中的热量，将热量传递到vo2层，从而促使vo2材料在低温下就会发生相变；7.玻璃基板下侧面的最顶层沉积有af层，起到抗指纹，易清洗，提高耐磨性能的作用。

技术特征：

1.一种光致变色玻璃，包括玻璃基片，其特征在于，还包括设置在玻璃基片上侧的上膜层和镀制在玻璃基片下侧的下膜层；

2.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述光热层为金属介质陶瓷复合材料，光热层的厚度为30-50nm。

3.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述玻璃基片为平板玻璃、pc塑胶基材或非平板玻璃中的一种。

4.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述第一减反射层和第二减反射层采用二氧化硅、五氧化二铌或氮化硅中的一种，第一减反射层和第二减反射层的厚度均为170-230nm。

5.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述氮化硅层的厚度为10-30nm。

6.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述第一衔接层和第二衔接层均采用氟化镁、二氧化硅或氧化锌中的一种，所述第一衔接层和第二衔接层的厚度均为20-40nm。

7.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述vo2层的厚度为300nm-500nm。

8.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述保护层采用镍铬合金或金属钼中的一种，保护层的厚度为2-10nm。

9.如权利要求1所述的光致变色玻璃的制备方法，其特征在于，采用孪生旋转磁控溅射阴极将氮化硅层、vo2层、保护层、光热层、第一减反射层依次沉积在玻璃基板的上侧面，将第二反射层沉积在玻璃基板的下侧面，第一衔接层、第二衔接层采用真空电子枪蒸发机进行制备，af层采用真空电阻蒸发机进行制备。

技术总结
本发明公开了一种光致变色玻璃及其制备方法，属于智能玻璃技术领域。其技术方案为：包括玻璃基片，还包括设置在玻璃基片上侧的上膜层和镀制在玻璃基片下侧的下膜层；所述上膜层包括自下而上设置的氮化硅层、第一衔接层、VO<subgt;2</subgt;层、第二衔接层、保护层、光热层和第一减反射层；所述下膜层包括第二减反射层和AF层。本发明能够提高VO<subgt;2</subgt;发生晶格转变的几率，避免龟裂和暗纹的产生，且能够提高VO<subgt;2</subgt;耐久性，增强透过率，降低相变温度。

技术研发人员：张家震,卞恒卿,金虎范,高树军,王健
受保护的技术使用者：青岛融合智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14