Al2O3/Ag/AZO/Al2O3和Al2O3/AZO/Al2O3低辐射膜系的制备及性能研究

摘要

低辐射玻璃作为节能保温材料的代表，具有较高的可见区域透过性及较高的红外区域反射率，可以有效的阻隔室内外热辐射的交换，起到节能减排的作用，因而获得了国内外广泛的研究。 低辐射玻璃对实现高效建筑节能具有重要意义。但是Ag基低辐射玻璃和TCO基低辐射玻璃各具有其自身缺点，如Ag膜易被氧化，极易损伤且Ag膜本身可见区域透过率较低，导致Ag基低辐射玻璃整体可见区域透过率较低且进一步加工和使用寿命都受到了一定的限制；TCO薄膜通过掺杂达到高性能导电及高红外反射性，为了达到所需性能制备TCO膜厚度较厚，这就大大增加了薄膜制备的难度等。为了解决这些问题，本文对Al2O3/Ag/AZO/Al2O3低辐射膜系和Al2O3/AZO/Al2O3低辐射膜系进行了系统研究。得到的主要研究结果和创新点如下： （1）经TFCalc光学拟合软件对Al2O3/Ag/AZO/Al2O3低辐射膜系模拟计算表明，其最佳可见区域平均透射率为74.76%。通过研究不同Ag膜厚度、Al2O3膜缓冲层及Al2O3膜保护层对Ag/AZO复合膜的结构以及光电性能影响表明，当Al2O3膜缓冲层厚度为20 nm，AZO膜厚度为208 nm，Ag膜厚度为10 nm，Al2O3膜保护层为30 nm时，可以获得性能良好的Al2O3/Ag/AZO/Al2O3低辐射膜系。平均透过率为70.83%，最高透过率为81.47%，红外区域（4000-400 cm-1）平均反射率为83.86%，辐射率为0.13。 （2）经TFCalc光学拟合软件设计了新型Al2O3/AZO/Al2O3低辐射膜系，利用磁控溅射技术制备薄膜，研究了不同AZO膜厚度、不同基底温度、Al2O3膜缓冲层及Al2O3膜保护层对AZO膜的结构以及光电性能影响，得出结论：当Al2O3膜缓冲层厚度为20 nm，AZO膜厚度为1278 nm，Al2O3膜保护层为30 nm时，可以获得性能良好的Al2O3/AZO/Al2O3低辐射膜系。平均透过率为84.72%，最高透过率为87.13%，红外区域（4000-400 cm-1）最高反射率为88.51%，辐射率为0.108。相较Al2O3/Ag/AZO/Al2O3低辐射膜系各项性能有了明显的提高。 （3）Al2O3/Ag/AZO/Al2O3低辐射膜系和Al2O3/AZO/Al2O3低辐射膜系均具有良好的低辐射性能，在进一步优化各膜层厚度及制备工艺的基础上，有望获得实际应用。但是由于镀膜精度及对功能层性能研究不足的问题，低辐射膜系仍存在可见区域平均透射率与计算有一定差距，具有一定的干涉色等问题，还需要进行进一步实验研究分析。

目录

声明

第1章绪论

1.1 引言

1.2 低辐射玻璃

1.3 低辐射玻璃研究现状

1.4 薄膜制备方法

1.5 本课题研究目的及内容

第2章低辐射复合薄膜的设计、制备与表征

2.1 低辐射复合薄膜的光学设计

2.2 磁控溅射制备低辐射膜系

2.3 低辐射膜系的结构与性能表征

第3章 Al2O3/Ag/AZO/Al2O3低辐射膜系性能研究

3.1 四层膜系（Al2O3/Ag/AZO/Al2O3）拟合

3.2 Ag膜厚度Ag/AZO低辐射性能的影响

3.3 缓冲层对Ag/AZO功能层影响研究

3.4 保护层对Ag/AZO功能层影响研究

3.5 小结

第4章 Al2O3/AZO/Al2O3低辐射膜系性能研究

4.1 三层膜系（Al2O3/AZO/Al2O3）拟合

4.2 AZO膜低辐射性能及结构的研究

4.3 基底温度对AZO功能层性能及结构影响

4.4 缓冲层对AZO膜功能层影响研究

4.5 保护层对AZO功能层影响研究

4.6 小结

第5章结论

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文