[发明专利]用低辐射率涂层涂覆的基材

说明书

本发明涉及一种材料，其包含在至少一个面上涂覆有涂层的基材，所述涂层包含第一介电层、润湿层、银层和第二介电层，其特征在于，所述第一和第二介电层中至少一个是基于氧化物的介电层，和氧阻挡层被设置于基于氧化物的介电层和润湿层之间；以及涉及用于获得这种材料的方法，所述方法包括对所述涂层进行激光退火的步骤。

本发明涉及薄无机层领域，特别是沉积在玻璃基材上的薄无机层领域。更特别地，本发明涉及一种获得材料的方法，该材料包含在至少一个面上涂覆有低辐射率薄层堆叠体的基材。

许多薄层被沉积在基材上，特别地由平坦或略微弯曲的玻璃制成的基材上，以赋予所获得的材料特定的性质：光学性质，例如反射或吸收具有给定波长的辐射，特定电传导性能，或者与易于清洁或与自清洁材料的可能性有关的性质。

在工业规模上通常用于沉积薄层，特别地在玻璃基材上沉积薄层的方法是磁场辅助阴极溅射方法，也称为“磁控管”方法。在这种方法中，在包括待沉积的化学元素的靶附近的高真空下产生等离子体。通过轰击靶，等离子体的活性物质轰击出所述元素，其沉积在基材上以形成所需的薄层。当该层由在从靶轰击出的元素和等离子体中存在的气体之间的化学反应产生的材料组成时，该方法被称为“反应性”方法。该方法的主要优点在于，通过使基材在不同的靶下连续地行进，在同一生产线上沉积非常复杂的层堆叠体的可能性，这通常在同一个装置中完成。

这些薄层最通常基于无机化合物：氧化物，氮化物或金属。它们的厚度通常在几纳米到几百纳米之间，因此它们被定性为“薄”。

最有利的包括基于金属银的薄层，其具有导电性和红外辐射反射性，因此它们用于太阳能控制窗玻璃中，特别是防太阳能玻璃(旨在减少进入的太阳能量)和/或低辐射率窗玻璃(旨在减少向建筑物或车辆外部消散的能量)。

特别地为了避免银的氧化并限制其在可见区域中的反射性质，通常将银层或每个银层插入层堆叠体中。在太阳能控制或低辐射率窗玻璃的情况下，所述或每个薄银基层通常被设置于两个基于氧化物或氮化物的薄介电层之间(例如由TiO₂，SnO₂或Si₃N₄制成)。还可以在银层下面设置非常薄的层(例如由氧化锌ZnO制成)，用于促进银的润湿和成核，并且在银层上设置第二个非常薄的层(牺牲层，例如由钛制成)，其用于在其中后续层的沉积在氧化气氛中进行的情况下或在热处理导致在堆叠体中的氧迁移的情况下保护银层。这些层分别称为润湿层和阻挡层。

银层具有当它们处于至少部分结晶状态时获得其一些性质的改善的特性。通常希望最大地提高这些层的结晶度(结晶材料的重量或体积比例)和晶粒的尺寸(或通过X射线衍射方法测量的相干衍射区的尺寸)。特别地已知的是，具有高结晶度并因此具有低含量的纳米晶粒的银层在可见光区域中具有较低的辐射率和较低的电阻率以及比主要为纳米结晶的银层更高的透射率。因此改善了这些层的导电性和低辐射率性质。这是因为晶粒尺寸的增大伴随着晶界的减少，这有利于电荷载流子的迁移率。

通过磁控管方法沉积的银层通常主要甚至完全是纳米晶化的(晶粒的平均尺寸小于几纳米)，并且热处理经证明是必要的，以便获得所需的结晶度或所需的粒度。

已知对包含一个或多个银层的涂层进行局部和快速激光退火。为此，使具有待退火涂层的基材在激光线下向前行进，或者使激光线在承载涂层的基材上方向前行进。激光退火使得可以将薄涂层加热到约几百度的高温，同时保存下面的基材。行进速度当然优选地是尽可能高的，有利地至少几米每分钟。适当的行进速度的选择是一方面生产率和另一方面处理效率之间的折衷的结果。这是因为行进速度越慢，由涂层吸收的能量越大，所述一个或多个银层的结晶越好。