一种用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材及其制备方法

摘要

本发明涉及一种用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，属于材料技术领域。其包括硅20‑50份，银25‑55份，铪0.1‑3份，钪0.1‑2份，铝1‑5份，钒2‑7份，镍0.2‑7份，铬0.1‑1份，钴0.1‑2份，氮0.3‑1份，硫0.003‑0.01份。通过铝锭和三硫化二铝的熔化、制粉，银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉，之后和将前述所得粉末与硅粉混合，最后等离子喷涂成靶材。本发明的靶材用真空磁控溅射方法制成的薄膜，致密性好，寿命更久，红外线反射率高，可见光透过率和反射率低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材及其制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

热反射热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，用其制作成的玻璃幕墙在现代建筑中应用的非常普遍，具有节能及调节室内光线的作用，并且使建筑具有现代的美感。其具有以下功能：1、反射和吸收可见光的功能，室内不受强光照射，视觉柔和；2、对红外线有较高的反射率，具有很好的节能性能；3、对紫外线有较高的吸收率，保护室内人员和物品免受紫外线的伤害。但是，由于其对可见光的反射率最高达82%-90%，给城市带来了严重的光污染。玻璃幕墙反射带来噪光，使人产生眩晕甚至影响身体健康，还会影响司机视线，造成交通事故。

发明内容

本发明专利的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材及其制作方法，其用真空磁控溅射方法制成的薄膜，致密性好，寿命更久，红外线反射率高，可见光透过率和反射率低。

按照本发明提供的技术方案，一种用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，配方比例按重量份计：硅20-50份，银25-55份，铪0.1-3份，钪0.1-2份，铝1-5份，钒2-7份，镍0.2-7份，铬0.1-1份，钴0.1-2份，氮0.3-1份，硫0.003-0.01份。

所述旋转硅银靶材密度4.95-7.11g/cm³，电阻率0.07-15>

所述用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，配方比例按重量份计：硅20-25份，银52-55份，铪2.7-2.9份，钪1.6-1.9份，铝3.1-4.3份，钒6.7-7.0份，镍6-7份，铬0.5-0.8份，钴1.3-1.7份，氮0.8-1份，硫0.003-0.008份。

所述旋转硅银靶材密度6.96-7.11g/cm³，电阻率0.07-0.09>

所述用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，配方比例按重量份计：硅30-34份，银45-49份，铪1.5-2.0份，钪1.8-2.0份，铝3.8-4.1份，钒2.8-6.3份，镍5-6份，铬0.3-0.4份，钴0.1-0.3份，氮0.6-0.7份，硫0.005-0.007份。

所述旋转硅银靶材密度6.35-6.66g/cm³，电阻率0.26-0.63>

所述用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，配方比例按重量份计：硅38-42份，银37-41份，铪1.2-2.4份，钪1.7-1.9份，铝4.3-4.5份，钒2.6-5.6份，镍3.1-3.3份，铬0.5-0.7份，钴1.0-1.7份，氮0.6-0.7份，硫0.005-0.009份。

所述旋转硅银靶材密度5.76-6.06g/cm³，电阻率1.65-3.53>

所述用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，配方比例按重量份计：硅46-50份，银25-34份，铪2.5-2.8份，钪0.7-0.9份，铝4.6-4.8份，钒2.0-4.9份，镍4.3-4.5份，铬0.8-0.9份，钴1.1-1.0份，氮0.3-0.4份，硫0.003-0.007份。

所述旋转硅银靶材密度4.95-5.37g/cm³，电阻率8.81->

所述用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，配方比例按重量份计：硅30-42份，银37-49份，铪1.2-2.4份，钪1.7-2.0份，铝3.8-4.5份，钒2.6-6.3份，镍3.1-6份，铬0.3-0.7份，钴0.1-7.7份，氮0.6-0.7份，硫0.005-0.009份。

所述用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，配方比例按重量份计：硅38-42份，银37-41份，铪1.2-2.4份，钪1.7-1.9份，铝4.3-4.5份，钒2.6-5.6份，镍3.1-3.3份，铬0.5-0.7份，钴1.0-1.7份，氮0.6-0.7份，硫0.005-0.009份。

所述一用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材，配方比例按重量份计：硅42份，银38份，铪2.1份，钪1.9份，铝4.3份，钒5.6份，镍3.2份，铬0.6份，钴1.6份，氮0.7份，硫0.008份。

用于热反射玻璃行业旋转硅银靶材的制备方法，按重量份计步骤如下：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭1-5份，用40-60kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为850-900℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.0047-0.016份三硫化二铝粉末，以15-30kW的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块25-55份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用50-70kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1255-1265℃；之后向熔液中加入铬0.1-1份，以15-30kW的功率熔炼6-10分钟；之后向熔液中加入钪0.1-2份，以40-60kW的功率熔炼14-16分钟，温度升至1500-1600℃；之后向熔液中加入镍块0.2-7份、铪块0.1-3份、钴块0.1-2份和0.68-5.68份海绵钒，以50-70kw的功率熔炼，将温度升至1700-1750℃，精炼8-12分钟；之后向熔液中加入1.62-5.4份V32N26粉末，以25-50kw的功率精炼28-32分钟；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按比例与80-150目的20-50份的硅粉混合；取出所得粉末，放入烘箱，以45-55℃烘烤10-14小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

本发明的有益效果：本发明的硅银靶材，其用真空磁控溅射方法制成的薄膜，致密性好，寿命更久，红外线反射率高；由于其含有氮和硫的成份，和金属元素结合，在膜层中产生数量众多的细微的颗粒，对可见光有较高的吸收率，从而可见光透过率和反射率低。

具体实施方式

实施例1

合金比例：硅20份，银55份，铪2.9份，钪1.6份，铝4.3份，钒6.7份，镍6.6份，铬0.6份，钴1.3份，氮1.0份，硫0.004份。

所述硅银靶材的制备方法，步骤为：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭4.3份，用40kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为860℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.0063份三硫化二铝粉末，以15kw的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块55份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用70kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1260℃；之后向熔液中加入铬0.6份，以18kw的功率熔炼8分钟；之后向熔液中加入钪1.6份，以50kw的功率熔炼15分钟，温度升至1580℃；之后向熔液中加入镍块6.6份、铪块2.9份、钴块1.3份和2.3份海绵钒，以70kw的功率熔炼，将温度升至1700℃，精炼10分钟；之后向熔液中加入5.4份V32N26粉末，以40kw的功率精炼30min；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按与20份80-150目的硅粉混合，用V型混料机混合2小时；取出所得粉末，放入烘箱，以50℃烘烤12小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

所述旋转硅银靶材密度7.09g/cm³，电阻率0.07mΩ·cm，导热率193W／(m·K)。对应的热反射膜红外线反射率82%，可见光透过率45%，可见光反射率11%。

实施例2

合金比例：硅25份，银52份，铪2.7份，钪1.6份，铝3.3份，钒6.7份，镍6.0份，铬0.6份，钴1.3份，氮0.8份，硫0.006份。

所述硅银靶材的制备方法，步骤为：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭3.3份，用40kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为870℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.0094份三硫化二铝粉末，以18kw的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块52份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用65kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1260℃；之后向熔液中加入铬0.6份，以20kw的功率熔炼8分钟；之后向熔液中加入钪1.6份，以50kw的功率熔炼15分钟，温度升至1550℃；之后向熔液中加入镍块6.0份、铪块2.7份、钴块1.3份和3.18份海绵钒，以70kw的功率熔炼，将温度升至1750℃，精炼10分钟；之后向熔液中加入4.32份V32N26粉末，以43kw的功率精炼30min；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按比例与25份80-150目的硅粉混合，用V型混料机混合2小时；取出所得粉末，放入烘箱，以50℃烘烤12小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

所述旋转硅银靶材密度6.98g/cm³，电阻率0.09>

实施例3

合金比例：硅30份，银49份，铪2.0份，钪1.8份，铝3.8份，钒6.3份，镍5.8份，铬0.3份，钴0.3份，氮0.7份，硫0.005份。

所述硅银靶材的制备方法，步骤为：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭3.8份，用50kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为850℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.0078份三硫化二铝粉末，以25kw的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块49份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用65kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1260℃；之后向熔液中加入铬0.3份，以15kw的功率熔炼8分钟；之后向熔液中加入钪1.8份，以40kw的功率熔炼15分钟，温度升至1520℃；之后向熔液中加入镍块5.8份、铪块2.0份、钴块0.3份和2.62份海绵钒，以70kw的功率熔炼，将温度升至1730℃，精炼10分钟；之后向熔液中加入3.78份V32N26粉末，以40kw的功率精炼30min；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按比例与30份80-150目的硅粉混合，用V型混料机混合2小时；取出所得粉末，放入烘箱，以50℃烘烤12小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

所述旋转硅银靶材密度6.65g/cm³，电阻率0.27>

实施例4

合金比例：硅34份，银45份，铪2.0份，钪2.0份，铝3.9份，钒6.0份，镍6.0份，铬0.4份，钴0.1份，氮0.6份，硫0.007份。

所述硅银靶材的制备方法，步骤为：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭3.9份，用55kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为870℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.0109份三硫化二铝粉末，以25kw的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块45份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用60kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1260℃；之后向熔液中加入铬0.4份，以15kw的功率熔炼8分钟；之后向熔液中加入钪2.0份，以45kw的功率熔炼15分钟，温度升至1570℃；之后向熔液中加入镍块6.0份、铪块2.0份、钴块0.1份和3.36份海绵钒，以70kw的功率熔炼，将温度升至1720℃，精炼10分钟；之后向熔液中加入3.24份V32N26粉末，以40kw的功率精炼30min；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按比例与34份80-150目的硅粉混合，用V型混料机混合2小时；取出所得粉末，放入烘箱，以50℃烘烤12小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

所述旋转硅银靶材密度6.37g/cm³，电阻率0.61>

实施例5

合金比例：硅39份，银41份，铪2.3份，钪1.9份，铝4.5份，钒5.0份，镍3.3份，铬0.7份，钴1.7份，氮0.6份，硫0.009份。

所述硅银靶材的制备方法，步骤为：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭4.5份，用40kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为890℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.014份三硫化二铝粉末，以20kw的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块41份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用55kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1260℃；之后向熔液中加入铬0.7份，以18kw的功率熔炼8分钟；之后向熔液中加入钪1.9份，以49kw的功率熔炼15分钟，温度升至1510℃；之后向熔液中加入镍块3.3份、铪块2.3份、钴块1.7份和2.36份海绵钒，以70kw的功率熔炼，将温度升至1730℃，精炼10分钟；之后向熔液中加入3.24份V32N26粉末，以50kw的功率精炼30min；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按比例与39份80-150目的硅粉混合，用V型混料机混合2小时；取出所得粉末，放入烘箱，以50℃烘烤12小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

所述旋转硅银靶材密度6.02g/cm³，电阻率1.86>

实施例6

合金比例：硅42份，银38份，铪2.1份，钪1.9份，铝4.3份，钒5.6份，镍3.2份，铬0.6份，钴1.6份，氮0.7份，硫0.008份。

所述硅银靶材的制备方法，步骤为：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭4.3份，用50kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为880℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.0125份三硫化二铝粉末，以25kw的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块38份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用50kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1260℃；之后向熔液中加入铬0.6份，以20kw的功率熔炼8分钟；之后向熔液中加入钪1.9份，以45kw的功率熔炼15分钟，温度升至1570℃；之后向熔液中加入镍块3.2份、铪块2.1份、钴块1.6份和2.52份海绵钒，以65kw的功率熔炼，将温度升至1730℃，精炼10分钟；之后向熔液中加入3.78份V32N26粉末，以45kw的功率精炼30min；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按比例与42份80-150目的硅粉混合，用V型混料机混合2小时；取出所得粉末，放入烘箱，以50℃烘烤12小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

所述旋转硅银靶材密度5.82g/cm³，电阻率3.52>

实施例7

合金比例：硅46份，银34份，铪2.5份，钪0.9份，铝4.8份，钒4.9份，镍4.5份，铬0.9份，钴1.1份，氮0.4份，硫0.004份。

所述硅银靶材的制备方法，步骤为：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭4.8份，用50kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为880℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.0062份三硫化二铝粉末，以20kw的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块34份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用50kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1260℃；之后向熔液中加入铬0.9份，以25kw的功率熔炼8分钟；之后向熔液中加入钪0.9份，以45kw的功率熔炼15分钟，温度升至1560℃；之后向熔液中加入镍块4.5份、铪块2.8份、钴块1.1份和3.14份海绵钒，以60kw的功率熔炼，将温度升至1750℃，精炼10分钟；之后向熔液中加入2.16份V32N26粉末，以45kw的功率精炼30min；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按比例与46份80-150目的硅粉混合，用V型混料机混合2小时；取出所得粉末，放入烘箱，以50℃烘烤12小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

所述旋转硅银靶材密度5.52g/cm³，电阻率8.96>

实施例8

合金比例：硅50份，银29份，铪2.8份，钪0.9份，铝4.8份，钒4.9份，镍4.5份，铬0.9份，钴1.9份，氮0.3份，硫0.007份。

所述硅银靶材的制备方法，步骤为：

（1）铝锭和三硫化二铝熔化、制粉：向真空雾化制粉设备的熔炼炉中放入称量好的铝锭4.8份，用45kw的功率将铝锭熔化得到铝熔液，保温温度控制为880℃，保温时间为10min；之后向熔液中加入0.011份三硫化二铝粉末，以20kw的功率熔炼30min；之后气雾化成100-150目的粉末；

（2）银、镍、钒、V32N26、钪、铪、钴和铬的熔化、制粉：将称量好的银块29份放入真空雾化制粉设备的熔炼炉中，用50kw的功率将银熔化得到熔液，将温度控制在1260℃；之后向熔液中加入铬0.9份，以25kw的功率熔炼8分钟；之后向熔液中加入钪0.9份，以55kw的功率熔炼15分钟，温度升至1590℃；之后向熔液中加入镍块4.5份、铪块2.8份、钴块1.9份和3.58份海绵钒，以60kw的功率熔炼，将温度升至1750℃，精炼10分钟；之后向熔液中加入1.62份V32N26粉末，以45kw的功率精炼30min；之后气雾化成120-180目的粉末；

（3）混粉：将上述所得粉末按比例与50份80-150目的硅粉混合，用V型混料机混合2小时；取出所得粉末，放入烘箱，以50℃烘烤12小时，待用；

（4）制成旋转硅银靶材：将前述所得混合粉末用等离子喷涂的工艺喷涂在不锈钢衬管上，得到旋转硅银靶材。

所述旋转硅银靶材密度5.16g/cm³，电阻率13>

从以上实施例可以看出，综合考虑成本、溅射效率、隔热性、房间内的亮度和反射噪光的因素，实施例6是比较理想的。