[发明专利]一种制备镀膜玻璃的方法及装置

说明书

本发明公开了一种制备镀膜玻璃的方法及装置，涉及化学气相沉积镀膜与浮法玻璃深加工技术领域，制备镀膜玻璃的方法包括以下步骤：将前驱物溶解在合适的溶剂中，形成源溶液，利用超声波为雾化源，将源溶液转变为微米级的雾滴，其后小雾滴被输运至反应区，经过蒸发、分解、均相或异相反应制备所需的薄膜。与传统的CVD过程相比，并不要求前驱物具有良好的挥发性，只要能够溶解在容易产生气溶胶的溶剂中即可，采用单一溶液源，只需将各组分的前驱物配制成混合溶液，就可以使前驱物充分混合达到对薄膜组分的准确控制，从而使得前驱体的供给及输运过程更为简化，并且使前驱物在较低的温度下以很快的速度沉积薄膜。

技术领域

本发明涉及化学气相沉积镀膜与浮法玻璃深加工技术领域，具体地说，涉及一种制备镀膜玻璃的方法及装置。

背景技术

化学气相沉积方法(CVD)是利用气态物质在固体表面上进行化学反应，生成固态淀积物的过程，是目前获得大面积薄膜的最常用方法。这种方法获得的薄膜与沉积基底结合力强，薄膜本体结构致密，镀膜速度快，制备工艺简单，成本低廉，适用范围广泛，易于工业化生产。其中常压化学气相沉积方法(APCVD)是指镀膜环境压力与大气压力相近的一种CVD镀膜方法，广泛应用在浮法在线大面积玻璃镀膜领域，国内外许多专利和文献涉及了该方法和技术工艺。

公开号为CN1792926A的中国专利文献公开了一种浮法在线镀膜装置，它采用线性多进多排结构，镀膜气体竖直方向经过喷嘴到达玻璃带表面，发生镀膜反应，没有考虑排气粉尘回流对排气管道的堵塞，没有对排气余热加以利用，没有对前驱体气体强化预热。公开号为CN103058530A的中国专利文献公开了一种双进、双排的在线镀膜装置，反应气进气方式仍然为竖直方向直接到达玻璃带表面。公开号为CN104561938A的中国专利文献公开了一种浮法在线常压化学气相沉积镀膜反应器，有效地利用废气余热以及进气室内充分混合强化了镀膜效果。

以上专利及当前使用的基于APCVD方法的镀膜装置由于缺乏具有合适挥发性的前驱物，为了精确控制沉积薄膜组分，均采用了多排多进的气路设计，这种设计结构复杂，造价高昂；前驱物不同的挥发性质使得各个气路之间不可避免地存在气压波动，影响了薄膜的均匀性，并且采用热源挥发物料再用载体鼓泡方式输运物料的技术路径能源利用率低，成本较高，更限制了大规模生产镀膜玻璃的效率。

发明内容

本发明的目的为提供一种制备镀膜玻璃的方法及装置，利用超声雾化方法辅助化学气相沉积反应在浮法在线玻璃上制备功能薄膜，降低了对前驱物挥发性和稳定性的要求，使低成本制备高质量功能薄膜成为可能。

为了实现上述目的，本发明提供的制备镀膜玻璃的方法包括以下步骤：

将前驱物溶解在合适的溶剂中，形成源溶液，利用超声波为雾化源，将源溶液转变为微米级的雾滴，其后小雾滴被输运至反应区，经过蒸发、分解、均相或异相反应制备所需的薄膜。

上述技术方案与传统的CVD过程相比，并不要求前驱物具有良好的挥发性，只要能够溶解在容易产生气溶胶的溶剂中即可，采用单一溶液源，只需将各组分的前驱物配制成混合溶液，就可以使前驱物充分混合达到对薄膜组分的准确控制，从而使得前驱体的供给及输运过程更为简化，并且使前驱物在较低的温度下以很快的速度沉积薄膜。

优选的方案为反应室的工作温度在350℃～600℃之间。

本发明提供的制备镀膜玻璃的装置包括超声雾化模块和反应室；反应室为顶部设有进气口的钟罩形，其侧面设有管状排气口，且该排气口连接有抽气泵；反应室内置有沉积基板。

具体地，反应室以耐高温的石英玻璃为原料，呈圆柱形钟罩设计。反应室顶部设有圆形进气口，进气口直径略大于镀膜喷嘴直径，可使镀膜喷嘴在沉积薄膜时进行小范围的移动，提高镀膜的均匀性；排气口连接抽气泵可有效地排除废气和粉尘，避免回流影响镀膜质量。