一種含鋯膜層的鍍膜玻璃及其制備方法

鍍膜玻璃由于其優(yōu)良的性能已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，然而其在運(yùn)輸和儲(chǔ)藏的過(guò)程中，基片膜層容易劃傷、磨損，并且其銀層容易被破壞。另外，鍍膜玻璃在進(jìn)行各種冷加工和熱處理，如切片、磨邊，夾層等處理后，物理化學(xué)性能容易發(fā)生改變。針對(duì)此問(wèn)題，本文提供了一種摻雜鋯的鍍膜玻璃及其制備方法。由于鋯摻雜薄膜具有高硬度且抗氧化性強(qiáng)，膜層可避免使用PE有機(jī)貼膜等一系列問(wèn)題，同時(shí)對(duì)基片膜層起到很好的保護(hù)效果，在運(yùn)輸和儲(chǔ)藏的過(guò)程中，可以防止基片膜層劃傷、延緩銀層氧化速度。鋯膜層的玻璃鋼化后不僅透過(guò)率高，而且膜層不會(huì)被燃燒掉，在玻璃運(yùn)輸、儲(chǔ)藏的過(guò)程中能更好地保護(hù)玻璃，防止劃傷，延緩氧化。鋯石又稱錫蘭石和風(fēng)信子石，主要成分為硅酸鋯Zr［SiO4］，具有較強(qiáng)的脆性。含鋯鍍膜玻璃包括：玻璃基片、鍍制于玻璃基片表面上的功能膜系層和鍍制于功能膜系層表面上的鋯混合摻雜膜層，其中功能膜系層可以是一層膜層，也可以是由保護(hù)層、功能層、電介質(zhì)層組成的疊加，上述保護(hù)層、功能層、電介質(zhì)層分別由一種或多種材料膜層組成。本文中所說(shuō)的功能膜系層主要是指可鋼化低輻射膜系層，也可以在不可鋼化的低輻射膜系層或陽(yáng)光控制膜系層中使用。較好的可鋼化低輻射膜系層材料包括NiCr、Ag、SiO2、ZnO等。含鋯鍍膜玻璃的制備方法步驟如下：①提供合格玻璃基片；②在玻璃基片表面沉積一層或多層功能膜系層；③在一層或多層功能膜系層表面沉積一層鋯混合摻雜膜層。步驟②和步驟③中的沉積方式為磁控濺射沉積。磁控濺射沉積是在真空級(jí)數(shù)為0.1Pa級(jí)的工作氣氛下，N2/O2比例不超過(guò)8的條件下進(jìn)行的，如氬氣流量為500sccm、氧氣流量為100sccm、氮?dú)饬髁繛?00sccm。前面所說(shuō)的可鋼化或不可鋼化的低輻射膜系層包括NiCr、Ag、AgCu、Si3N4、Ti3N4、TiO2、SnO2、SiO2、ZnO或SnZnO3、AlZnOx、NbOx中的一種或多種的材料膜層。其中，功能膜系層最外層較佳的為SiO2，沉積厚度為10~40nm。SiO2與最外層的結(jié)合力最好，且在后面步驟③中鍍制鋯混合摻雜膜層通入反應(yīng)氣體N2時(shí)，即使濺射過(guò)程中發(fā)生串氣（即一個(gè)腔室內(nèi)的工作氣體滲入另一個(gè)腔室中），也不會(huì)影響彼此，可以減少隔氣位。鋯混合摻雜膜層的材料為SiNx和ZrSiOxNy的混合物，沉積厚度為5~50nm。沉積鋯混合摻雜膜層的靶材選自ZrSiAl和SiAl。沉積時(shí)將靶材ZrSiAl和SiAl置于同一腔室進(jìn)行濺射，通過(guò)調(diào)節(jié)2個(gè)靶材的安裝角度、擋板寬度，控制最終形成膜層中SiNx所占重量比例。普通的鍍膜玻璃對(duì)紫外線的阻擋能力有限，而ZrSiOxNy同時(shí)具有高的折射率和紫外吸收能力，使用本文提供的技術(shù)方案可以解決上述問(wèn)題。另外，通過(guò)調(diào)節(jié)ZrSiOxNy結(jié)構(gòu)中的x、y值來(lái)調(diào)節(jié)可見(jiàn)光的折射率，調(diào)節(jié)范圍在1.6~2.8（波長(zhǎng)550nm）之間，消光系數(shù)降低到幾乎為0（波長(zhǎng)550nm）。表1、表2為最外層鍍制鋯混合摻雜膜層的低輻射膜系與鍍制SiNx的普通最外層低輻射膜系的研磨試驗(yàn)和理化實(shí)驗(yàn)對(duì)比，一組是最外層為SiNx的結(jié)構(gòu)，另一組是最外層為SiNx和ZrSiOxNy的混合摻雜膜層結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)測(cè)試：研磨試驗(yàn)負(fù)荷為500g；實(shí)驗(yàn)室溫度（23±2）℃；用濃度為0.1mol/L的鹽酸浸泡5h進(jìn)行耐酸試驗(yàn)；用濃度為0.1mol/LNaOH浸泡5h進(jìn)行耐堿試驗(yàn)；鹽霧試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室溫度（23±2）℃，飽和器溫度46℃，噴霧器壓力0.1MPa，NaCl水溶液濃度（5±0.1）%，試驗(yàn)時(shí)間168h。表1研磨前后鋯混合摻雜膜層最外層的低輻射膜系與普通Low-E鍍膜玻璃的透光率變化表2在耐酸、堿、鹽霧條件下鋯混合摻雜膜層最外層的低輻射膜系與普通Low-E鍍膜玻璃的透光率變化對(duì)比

由表1可以看出，鍍制SiNx和ZrSiOxNy的混合摻雜膜層結(jié)構(gòu)的可鋼化Low-E的研磨性能要優(yōu)于常規(guī)鍍SiNx的產(chǎn)品。最外層混合摻雜膜層結(jié)構(gòu)厚度增加時(shí)，可見(jiàn)光透過(guò)有所降低，而耐磨性并沒(méi)有明顯改善；該厚度低于25nm時(shí)，透過(guò)率呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。因此，除了為達(dá)到特定顏色效果外，該膜層膜厚度在25~30nm最佳。最外層鍍SiNx和ZrSiOxNy的混合摻雜膜層的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，耐蝕、耐磨等各