[发明专利]金属陶瓷薄膜为导电层的遮阳低辐射玻璃

说明书

技术领域

本发明属于玻璃制造和节能技术领域,特别涉及一种以金属陶瓷薄膜为介质层的遮阳低辐射玻璃。 

背景技术

低辐射薄膜能阻止中空玻璃窗内外层玻璃之间的相互辐射，达到隔热目的。由于低辐射膜阻止了小部分可见光和相当大一部分阳光中的红外线进入室内，在华北及华北以南地区，这类低辐射玻璃冬季总体并不节能，即被阻止进入室内的阳光中的能量与被阻止的辐射到室外的远红外线能量基本相当。对于北方地区，冬季保温和充分获取阳光中的能量同样重要，基本不节能显然是不合适的。

冬季节能玻璃不节能是当前低辐射玻璃存在的普遍问题，与白玻璃相比，多反射掉的阳光中的能量与多阻止的室内向室外散发的能量大致相当。也可以说，与白玻璃相比，低辐射玻璃的净节能基本为零，甚至为负。

实现具有净节能性质的低辐射玻璃是必须解决的问题，否则推广价值不大，也不会被大众普遍接受。目前唯一能采用的方法是增大这类玻璃对阳光的吸收，特别是阳光中红外线的吸收，同时保持室温下的低辐射。吸收阳光而形成的热量，冬季散发到室内，夏季散发到室外。

研究发现，具有高金属比例的金属陶瓷薄膜具有上述性质，这类金属薄膜中，性质最好的是铝的金属陶瓷薄膜，包括铝/氮化铝薄膜、铝/氧化铝薄膜、铝/氮氧化铝薄膜。

发明内容

本发明提出一种新型遮阳低辐射玻璃，以对阳光有一定吸收作用，而对远红外有高反射作用的薄膜材料为导电层，实现高效节能的目的。

本发明的技术方案为：

金属陶瓷薄膜为导电层的遮阳低辐射玻璃，本发明的技术特征在于：由顺序沉积在玻璃上的第1介质层、导电层和第2介质层构成，所述的导电层由单层或多层金属陶瓷薄膜构成，所述的金属陶瓷薄膜指的是金属与介质的混合薄膜。

所述的金属陶瓷薄膜中金属所占的体积比被称为填充因子，其范围在0.1到1.0之间。如果导电层是由多层金属陶瓷薄膜构成，则靠近玻璃的内层薄膜的填充因子高于外层薄膜。

所述的金属陶瓷薄膜中的金属成分介质成分包括铝的氧化物、氮化物或氮氧化物，也包括铝合金的氧化物、氮化物或氮氧化物。

所述的金属陶瓷薄膜中的金属成分包括铝和铝合金、镁和镁合金、钛和钛合金、锆和锆合金、铌和铌合金、钽和钽合金、钼和钼合金、铁和铁合金、钴和钴合金、镍和镍合金，介质成分为上述这些金属和金属合金的氧化物、氮化物或氮氧化物。所述的导电层可以由单层或多层薄膜构成。

为了使阳光从没有低辐射膜一侧入射到玻璃上时的反射率远高于从有低辐射薄膜一侧入射到玻璃上时的反射率，所述的第1介质层可以取消。这样的结构，使得低辐射玻璃设置为中空窗的外层玻璃时，夏季有更高的阳光反射率，有利于节约空调用电。

从成本考虑，介质层材料首选铝的氧化物、氮化物或氮氧化物，也包括铝合金的氧化物、氮化物或氮氧化物。

常用的介质层材料包括其它金属，如钛、锆、钽、铌等的氧化物，也包括硅的氧化物、氮化物或氮氧化物，以及硅合金的氧化物、氮化物或氮氧化物。

研究发现，这种遮阳低辐射玻璃中，由于对光的较大吸收，导致膜面和玻璃面对阳光的反射率不同。一般情况下，膜面的反射率比普通白玻璃还小，而玻璃面的反射可以通过第1介质层的厚度和折射率进行调整。如果取消第1介质层，则玻璃面的反射率可远高于普通白玻璃。这一特性可以很好的利用，即进行特殊的窗结构设计，使得夏天中空窗中的低辐射玻璃位于室外一侧，冬季中空窗中的低辐射玻璃位于室内一侧。 这样的设置，可以进一步减小夏季进入室内的阳光比例，而冬季进入室内的阳光比例比夏季大。同样的设置，低辐射膜吸收阳光转化的热量，夏季大部分散发到室外，而冬季则散发到室内。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及突出效果：本发明所提供的低辐射玻璃具有净节能效果，导电薄膜稳定性好，采用的靶材成本远低于银，而且不受资源限制。本发明能使低辐射玻璃的应用得到更大的推广，对建筑节能的发展起到很好的推动作用。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：金属陶瓷薄膜为导电层的遮阳低辐射玻璃，其结构依次为：玻璃板、10纳米厚的填充因子为0.7的不锈钢/氧化铝导电层、80纳米厚的氧化铝薄膜第2介质层。该低低辐射玻璃的红外发射系数小于0.15，遮阳系数约为0.35。

实施例2：金属陶瓷薄膜为导电层的遮阳低辐射玻璃，其结构依次为：玻璃板、7纳米厚填充因子为0.7的Mo/AlN薄膜导电层、70纳米厚的氮氧化铝薄膜第2介质层。该低低辐射玻璃的红外发射系数小于0.15，遮阳系数约为0.4。