碳化硅在低輻射鍍膜玻璃中的應(yīng)用

【中玻網(wǎng)】近年來(lái)，可鋼化Low-E玻璃在我國(guó)得到一定的推廣，但是整體質(zhì)量并不高，因?yàn)楝F(xiàn)有的Low-E玻璃的抗機(jī)械劃傷性能不夠高，抗高溫氧化能力還不夠強(qiáng)，而高性能產(chǎn)品的成本很高，因此解決上述問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫。在大面積鍍膜領(lǐng)域，SiNx介質(zhì)層膜的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。SiNx具有較好的抗腐蝕、抗機(jī)械劃傷、抗高溫氧化能力，因此SiNx作為外層保護(hù)層來(lái)使用。目前市場(chǎng)上的可鋼化Low-E玻璃的外層用的也是SiNx材料。工業(yè)碳化硅（SiC）是以石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑為原料，通過(guò)電阻爐高溫熔煉而成的，又稱碳硅石。碳化硅的硬度很大，莫氏硬度為9.5級(jí)，僅次于世界上較硬的金剛石（10級(jí)），具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，是一種半導(dǎo)體，高溫時(shí)能舒緩反應(yīng)。

　　針對(duì)Low-E玻璃現(xiàn)狀中的技術(shù)缺點(diǎn)，提出用一種既能滿足常規(guī)介質(zhì)層材料的性能，又能大幅度提高濺射速率的碳化硅材料代替表層材料。

　　目前經(jīng)典的5層單銀Low-E膜層-glass/SiNx/NiGr/Ag/NiGr/SiNx—就是以碳化硅膜層代替表層的SiNx。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）濺射速率快。同比硅鋁靶提高了40%。（2）成膜質(zhì)量好。硅鋁使用的是氬氮反應(yīng)濺射，而碳化硅使用的是純氬氣濺射。（3）節(jié)省陰較位。由于濺射效率提高，可以將以前的3個(gè)陰較位改為2個(gè)陰較位，節(jié)省出來(lái)的位置可以為制作復(fù)雜結(jié)構(gòu)的玻璃留出空間。（4）玻璃運(yùn)行速度快。在理想的同等條件下，可以提高40%的運(yùn)行速度。（5）抗腐蝕、抗機(jī)械劃傷、抗高溫氧化能力強(qiáng)，可提高可鋼化Low-E玻璃的耐熱時(shí)間。

　　膜層結(jié)構(gòu)：以典型的單銀5層膜結(jié)構(gòu)為例說(shuō)明。

　　Glass/SiNx/NiGr/Ag/NiGr/SiNx（外層用SiC代替）第1層：SiNx厚度為25 nm；第2層：NiGr厚度為2 nm；第3層：Ag厚度為10 nm；第4層：NiCr厚度為4 nm；第5層：SiC厚度為50 nm。上述每層厚度為理想選擇，實(shí)際生產(chǎn)可以存在0.5~3 nm的偏差，膜層的加工方法是真空磁控濺射技術(shù)。

　　鍍膜玻璃的性能比較：

　?。?）SiC和SiNx玻面反射光譜見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 SiC玻面反射光譜

圖2 SiNx玻面反射光譜

　?。?）SiC和SiNx玻璃膜面反射光譜見(jiàn)圖3和圖4。

圖3 SiC膜面反射光譜

圖4 SiNx膜面反射光譜

　?。?）SiC和SiNx玻璃透過(guò)光譜見(jiàn)圖5和圖6。

圖5 SiC玻璃透過(guò)光譜

圖6 SiNx玻璃透過(guò)光譜

　　由上可知，用碳化硅靶材替代目前使用的硅鋁靶，玻璃的光學(xué)性能變化很小，熱學(xué)性能在金屬層不變的情況下變化很小。應(yīng)用在雙銀和三銀中與單銀的類似。SiC鍍膜玻璃的抗機(jī)械劃傷能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的產(chǎn)品。試驗(yàn)表明，本技術(shù)方案的產(chǎn)品的耐摩擦能力是普通產(chǎn)品的20倍，在研磨機(jī)上研磨2000 r，顏色變化ΔE＜3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于50 r顏色變化ΔE＜4的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。因此其實(shí)用性非常高，而且更換簡(jiǎn)單快捷，對(duì)其它性能幾乎沒(méi)有影響。