玻璃基SnoZ透明导电薄膜及低辐射性能研究

摘要

氟或锑掺杂的氧化锡低辐射涂层玻璃被认为是最经济实用的建筑节能玻璃材料。自1985年英国皮尔金顿公司制造出第一块节能玻璃以来，各国均在低辐射玻璃领域进行了大量的研究，已经成功完善了磁控溅射法制备低辐射玻璃涂层的工艺，然而采用经济实用的喷雾热分解工艺制备低辐射玻璃能够极大地降低生产成本，在今后低辐射玻璃中低端产品领域将占据巨大的市场，因此，本课题着重于采用喷雾热分解法制备大面积低辐射玻璃涂层的研究，以期制备出综合光电性能优良的低辐射玻璃产品。
　　本课题在前期研究工作的基础上，进行了深入的理论探索，及产业化小试阶段初步尝试，具体工作如下:
　　1、探索氧化锡喷涂液的配制方法，成功配制出了性能优良的氟锑均掺杂的氧化锡喷涂液，利用FT-IR红外分光光度计、PHS-2F数字pH计等仪器对在配制过程中主要阶段的氧化锡喷涂液进行了红外光谱测试分析及pH值测定，研究其化学反应机理。
　　2、在生产线上对氟锑掺杂的氧化锡低辐射涂层玻璃制备过程中的各项工艺参数进行了探索，得出在生产线上的最佳制备工艺为:沉积温度700℃、玻璃相对移动速率6.93cm/s、预先喷涂SiO2衬底和采用两次喷涂成型的方法。已能成功制备出薄膜的部分部位综合光电性能优良的低辐射玻璃，该部位方阻为23Ω/□，半球辐射率为0.23，平均可见光透过率达到69％。
　　3、为节省成本、提高生产效率，对喷涂液进行改进，在实验室条件下成功制备出综合光电性能优良的氟掺杂的氧化锡薄膜，平均可见光透过率高达80%，半球辐射率低达0.11，说明改进后的喷涂液性能更优于改进前的喷涂液。利用XRD、SEM等仪器对氧化锡低辐射玻璃样品进行了微观结构和性能的测试分析，结果表明:制备的氟掺杂氧化锡薄膜为金红石结构的多晶体，具有单一的氧化锡四方相结构，晶粒大小均匀、组织致密，缺陷较少。

目录

独创性声明

学位论文使用授权声明

1.绪论

1.1 引言

1.2 低辐射镀膜玻璃的概述

1.2.1 低辐射镀膜玻璃的简介

1.2.2 低辐射镀膜玻璃的分类

1.2.3 低辐射镀膜玻璃的节能原理

1.3 低辐射玻璃的市场前景

1.3.1 境外低辐射玻璃的市场

1.3.2 境内低辐射玻璃的市场

1.4 低辐射镀膜玻璃的研究现状

1.5 本课题的研究内容与目标

2.实验方法、工具

2.1 研究思路

2.2 喷涂液的配制

2.2.1 改进前喷涂液和改进后的喷涂液的配制

2.2.2 实验所用试剂

2.3 材料分析及表征设备

3.喷雾热解用喷涂液的配制及化学反应机理探索

3.1 氟锑均掺杂的氧化锡溶胶的配制流程分析

3.2 对氟锑均掺杂的氧化锡溶胶采用的测试方法

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 红外测试分析

3.3.2 对配制过程中主要阶段的氧化锡溶胶进行pH值测试

3.4 小结

4.Sb:F:SnO2低辐射玻璃的工业化生产初探

4.1 实验室制备方法简介

4.2 工业化生产流程

4.3 氧化锡镀膜玻璃生产线与实验室实验环境差异分析

4.4 实验结果与讨论

4.4.1 喷枪摆放的设计

4.4.2 基板温度对薄膜质量的影响

4.4.3 玻璃相对移动速率v对薄膜质量的影响

4.4.4 有无SiO2衬底对薄膜质量的影响

4.4.5 膜厚对薄膜质量的影响

4.5 小结

5.喷涂液的改进

5.1 喷涂溶液的改进

5.1.1 改进方式

5.1.2 改进前与改进后的成本对比

5.2 实验结果与讨论

5.2.1 溶液的酸碱度分析

5.2.2 薄膜晶体结构分析

5.2.3 表面形貌分析

5.2.4 光学性能

5.2.5 电学性能

5.2.6 低辐射性能

5.3 结论

6.结论

致谢

参考文献