可热弯的离线磁控溅射玻璃镀膜的研究

摘要

镀膜玻璃由于其色彩丰富、装饰性好，而且能够调节光线，降低能量消耗，引起人们的极大关注，并在上个世纪九十年代以后在我国得到广泛的应用；采用离线磁控溅射镀膜技术所生产的产品，具有性能指标优越、膜层均匀、色彩亮度可调节的特点，但由于离线镀膜与在线镀膜工艺原理不同，所以很长时间以来被众多学者和技术人员认为镀膜以后不具备可热弯或钢化的性能，因此许多建筑上的设计都无法得到实现。普通离线镀膜玻璃产品之所以不能热弯或钢化，是因为高温条件下，空气中的活泼氧分子与膜层材料发生反应，造成高温下膜层脱落。可热弯离线镀膜产品在我国目前尚未出现。本课题通过膜层成分设计、生产工艺试验、性能测试等几方面工作，对离线镀膜玻璃的可热弯性能进行了研究。本课题的主要工作内容为：1、膜的化学组成设计。从镀膜玻璃在高温环境下膜层变化的分析入手，我们认为既然普通镀膜玻璃产品钢化或热弯后颜色发生了变化，是因为在高温条件下膜层材料与氧气发生了化学反应，生成了SSTOx 和 TiOx，从而使光学性能发生了改变。在溅射过程中可以把氧气作为工艺气体引入，使膜层结构为 SSTOx 和 TiOx，在高温下，这些氧化物很难会被进一步氧化，因此，就可以提高膜层成分的稳定性。2、热弯或钢化工艺的改进。对实验获得的样品进行测试，然后对选择出的膜层均匀、色彩亮丽的样品进行热弯处理，对样品出现的黑云和溅射过程中出现的打弧现象进行分析，引入辅助气体氩气，提高溅射效率，消除黑云和打弧现象。3、最终产品性能测试。对热弯前后的样品进行透过率、反射率和色差值等重要性能的对比测试，确定在溅射过程中，加入 25％的氩气，可以保证该膜系的镀膜玻璃热弯后膜层不脱落，而且颜色也没有发生变化，工艺性能稳定，该方案是对生产工艺过程的一个较大的改进。本课题研制的产品性能指标经权威技术部门鉴定，热弯后透过率T、反射率 R、色差值△Eab*的变化完全符合国家建材行业标准(JC693-1998) 的要求。该技术的出现填补了离线镀膜玻璃不可热弯或钢化的空白，其成果达到国内领先水平。关键词：镀膜玻璃；磁控溅射；离线镀膜；透过率

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第一章 绪论

1.1引言

1.2镀膜的方法

1.2.1真空蒸发镀膜法

1.2.2溶胶凝胶法

1.2.3化学气相沉积法

1.3平面阴极磁控溅射

1.3.1平面阴极的发展

1.3.2溅射

1.3.3辉光放电

1.4磁控溅射镀膜玻璃的性能

1.4.1热学性能

1.4.2光学性能

1.4.3色度性能

1.4.4耐久性

1.5低辐射玻璃

1.6阳光控制镀膜玻璃

1.7可热弯镀膜玻璃研制的意义

1.8本论文的研究内容

第二章 可热弯镀膜玻璃的膜层设计

2.1磁控溅射镀膜的工艺原理

2.1.1溅射原理

2.1.2金属溅射

2.2真空阴极离子溅射的工艺

2.2.1溅射真空室

2.2.2溅射气体

2.2.3溅射材料

2.3磁控溅射的工艺流程

2.4可热弯产品膜系的设计

2.5可热弯产品膜系的调试

2.5.1生产工艺条件的确定

2.5.2溅射镀膜工艺参数的确定

2.6小结

第三章 测试与试验

3.1透过率和颜色测试

3.2热弯处理

3.3辅助气体的引入

3.4性能测试

3.5热处理试验

3.6小结

第四章 试验结果分析

4.1透过率和反射率的结果及分析

4.1.1样品经过模拟环境风化或强化实验后的透过率的测试

4.1.2耐酸、耐碱和耐磨的分析与讨论

4.1.3热弯前后透过率

4.1.4热弯前后反射率

4.2热弯前后的色差

4.2.1色差的测定

4.2.2结果分析与讨论

4.3小结

第五章 结论

参考文献

硕士期间取得的成果和发表的论文

致谢

申请人简历

附录