[发明专利]以硅基材料为介质层的低辐射玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及新型低辐射玻璃，特别涉及以硅氧、硅氮或硅氧氮为介质层的低辐射玻璃，属于玻璃制造和节能技术领域。

背景技术

低辐射玻璃是一种可以透过阳光中的大部分可见光，反射阳光中的部分近红外线，并具有很低的远红外线辐射系数的玻璃，节能效果非常明显。在世界上发达国家，大部分建筑都采用这种低辐射玻璃。在我国，低辐射玻璃的应用还不十分广泛，主要原因是成本问题。由于售价比普通白玻璃高得多，因此只能用于高档建筑中，民用住宅很少采用。

低辐射玻璃分在线镀膜和离线镀膜两种。在线镀膜是在浮法玻璃生产线上采用化学方法镀制氧化锡薄膜，保温性能较差。离线镀膜是采用磁控溅射方法在玻璃上沉积多层金属和介质薄膜，保温性能好。离线镀膜低辐射玻璃中的金属膜一般都采用银膜，按银膜的层数可分双银和单银两种，按介质薄膜成分可分为软膜和硬膜两种。软膜低辐射玻璃中的介质膜包括氧化锌、氧化锡两种，由于膜层较软，耐磨性差。由于这两种氧化物折射率较低，使得反射光颜色的调整范围受到一定限制。硬膜低辐射玻璃中的介质膜主要是二氧化钛。二氧化钛薄膜不但硬度高，而且折射率也高，颜色调整性能更好。硬膜的缺点是溅射速率低，用很多溅射靶同时工作才能达到一定的沉积速率。已有的离线低辐射玻璃还有一个明显的缺点是稳定性能差，生产出来后几天内必须封成中空玻璃，否则膜层性能将发生变化，甚至脱落。即使封接成中空结构，由于软性封接材料的弱呼吸作用，氧气仍能缓慢进入其中，导致性能劣化。

由于离线镀膜低辐射玻璃存在的各种问题，使其在中国只能用于高档写字楼，还很难大规模推广。

发明内容

本发明针对现有技术中离线低辐射玻璃存在的不足和缺点，提供一种以硅氧、硅氮或硅氧氮薄膜为介质层的低辐射玻璃，使其不仅具有材料普通、性能稳定，完全不氧化等特点，而且解决了已有产品生产成本高的问题，可以推动低辐射节能玻璃的大规模应用。

本发明的技术方案如下：

低辐射玻璃，具有单银层结构，基本结构中，由下而上依次包括玻璃基底10、第1介质层11、银层12、第2介质层13，其特征在于：所述的每个介质层都由若干个子层构成，子层的数目在1到5之间选择；每个子层由组分渐变的硅氧薄膜、硅氮薄膜或硅氧氮薄膜构成；每个子层中，以该子层的中心平面为对称平面，硅组分和折射率在该平面的上下两侧成对称分布，硅组分和折射率最高的部位位于该子层的中心平面，硅组分和折射率最低的部位位于该子层最外侧的两个平面。

本发明提供的另一种技术方案：

低辐射玻璃，具有双银结构，基本结构中由下而上依次包括玻璃基底20、第1介质层21、第1银层22、第2介质层23、第2银层24、第3介质层25，其特征在于：所述的每个介质层都由若干个子层构成，子层的数目在1到5之间选择；每个子层由组分渐变的硅氧薄膜、硅氮薄膜或硅氧氮薄膜构成；每个子层中，以该子层的中心平面为对称平面，硅组分和折射率在该平面的上下两侧成对称分布，硅组分和折射率最高的部位位于该子层的中心平面，硅组分和折射率最低的部位位于该子层最外侧的两个平面。

对于上述两种低辐射玻璃，可以在介质层和银层之间增加附着力强化层，该层采用铝、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、镍、不锈钢等金属或合金薄膜中的一种，其厚度小于3纳米。附着力强化层还可以采用氮化铝、氮化钛、氮化锆、氮化铪、氮化钒、氮化铌、氮化钽、氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锡等薄膜中的一种，其厚小于10纳米。

本发明中，介质层采用子层结构，并且每个子层中采用组分渐变结构，是为了满足大规模量产的需要，其性能与折射率均匀分布的情况差别很小。组分均匀分布是渐变分布的一个特例。采用子层结构和子层中组分渐变结构后，完全可以采用标准的磁控反应溅射方法进行大规模制造。

附着力强化层同时还具有对银层的保护功能，防止硅氧介质层沉积过程中银层被氧化。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明所提供的低辐射玻璃中采用硅氧、硅氮或硅氧氮薄膜为介质薄膜，其折射率可以在1.5到4之间任意调整，大大增加了结构设计的灵活性；这些薄膜致密，强度高，大大提高了低辐射玻璃的性能稳定性；硅氧薄膜沉积速率高，可以大大提高生产率，降低成本。