[发明专利]一种氮化硅铝介质层低辐射薄膜及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于功能薄膜技术领域，具体涉及一种氮化硅铝介质层低辐射薄膜及其制备工艺。

背景技术

低辐射玻璃是指表面镀制了低辐射薄膜的镀膜玻璃，低辐射薄膜通常采用银作为红外线反射层，能很好的阻止热辐射的透过，近年来已广泛应用于建筑、汽车等领域，起到了良好的节能效果。

常用的离线低辐射薄膜一般用磁控溅射法制备。由于银层会造成透光性低、反光高，且极易被腐蚀和受到机械磨损，所以需要在银层上镀制介质膜层，其作用是通过光学干涉来提高可见光透过率，降低反射率，改善外观色泽，同时提高其耐化学腐蚀性和耐机械磨损性能。银层与衬底基片之间的夹层往往还可以起到增加界面结合能力的作用，改善银层成膜条件。

通常单银层低辐射薄膜有两种结构。一种为介质层/银层/介质层的三明治结构。如申请号为201110049715.2的中国专利公开了一种低辐射镀膜玻璃，其中低辐射薄膜结构为Ta₂O₅/Ag/Ta₂O₅。介质层由氧化物Ta₂O₅组成，在使用反应磁控溅射法制备过程中，处在氧化气氛中的银会被氧化，另外，在高温下其内部的氧也会对银层进行氧化，从而使其红外透过率升高而可见光透过率降低，低辐射效果变差。另一种为介质组合层/银层/介质组合层的类三明治结构。如申请号为201110381757.6的中国专利公开了一种低辐射镀膜玻璃，其中低辐射薄膜结构为NbO_x/ZnAlO_x/Ag/ZnAlO_x/ZnSnO₃/Si₃N₄的低辐射镀膜玻璃，其中，第一电介质层为NbO_x，Nb为贵金属，无疑增加了原材料成本；第二介质层和第三介质层为氧化物ZnAlO_x，同样存在银层被氧化的问题，从而使其红外透过率升高而可见光透过率降低，低辐射效果变差。因此，现有的低辐射薄膜往往存在如下缺点：(1)不适合使用反应磁控溅射法制备；(2)膜层较多，结构复杂，导致生产工艺复杂，生产效率低；(3)使用贵金属，生产成本增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有低辐射薄膜的不足，提供一种氮化硅铝介质层低辐射薄膜及其制备工艺，其特点是：(1)采用反应磁控溅射法室温制备，避免了银层的氧化，利用其制备的低辐射玻璃可在较高温度下使用；(2)这种低辐射薄膜为三层膜结构，结构简单，简化了生产工艺，提高了生产效率；(3)使用常规原材料，大大降低了成本。此外，这种低辐射薄膜可见光透过率高，红外辐射率低，颜色呈自然色。所用过渡层钽对玻璃具有较好的润湿性能，改善了银层的生长条件，使得银膜呈二维生长，银膜连续致密，降低了薄膜辐射率；氮化硅铝介质层具有耐腐蚀、耐氧化、耐磨损等优点，使得低辐射薄膜拥有较长的使用寿命。

一种氮化硅铝介质层低辐射薄膜及其制备工艺，其特征在于，从衬底基片往上依次为过渡层、功能层、介质层，所述过渡层为钽膜，所述功能层为银膜，所述介质层为氮化硅铝。膜层结构为钽过渡层/银层/氮化硅铝介质层的三明治结构。

所述过渡层钽膜的厚度为1.0～1.5nm，所述功能银层的厚度为10～14nm，所述外层氮化硅铝介质层的厚度为55～65nm。

所述衬底基片为玻璃基片或高分子材料基片(PMMA、或者PC、或者PET、或者PMP)。

实现本发明目的的技术方案是：一种氮化硅铝介质层低辐射薄膜及其制备工艺，使用磁控溅射仪在衬底基片上沉积膜层结构为钽过渡层/银层/氮化硅铝介质层的低辐射薄膜。其具体步骤如下：

(1)基片前处理

衬底基片依次通过pH值为4～6的稀盐酸、去离子水、pH值为8～10的氢氧化钠溶液、去离子水、酒精，以清洗玻璃基片，除去其表面油污积垢等污物，然后在烘箱中50～70℃烘干备用。

(2)镀膜

1)准备

做好磁控溅射仪的镀膜工作前期准备。

2)放入基片和靶材

①放入靶材

将纯度为99.99％的硅铝合金靶、纯度为99.99％的钽金属靶和纯度为99.99％的银金属靶放入镀膜机溅射室内射频端靶位上。

②放入基片

取第(1)步清洁干燥的衬底基片玻璃或者高分子材料(PMMA、或者PC、或者PET、或者PMP)，放入溅射室内样品架上，靶位和样品间距离为8～12cm。

3)抽真空