[发明专利]表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃的在线制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合镀膜玻璃的制备技术及其应用领域，特别地，涉及一种表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃的在线制备方法。

背景技术

早期的阳光控制镀膜玻璃通常是在玻璃表面通过镀制Au、Ti、Ag等金属及金属化合物膜形成(这些镀膜玻璃主要以离线的方法制备)，其表面具有很强的镜面反射，其镜面反射率有的甚至高达60～70％，因而易给周围环境带来所谓的“光污染”问题。在线制备的镀膜玻璃是一种节能型高性能镀膜玻璃，特别是纳米硅镀膜玻璃由于其纳米硅薄膜较高的吸收系数而使由此制成的阳光控制镀膜玻璃镜面反射相对较小，通常可达到40％以下。但随着社会的不断进步和环保意识的增强，对环保的要求随之不断提高，如今在新的交通保障条例中明确规定在交通要道及转弯道口其建筑物的反射率必须低于16％，而在一般情况下，其镜面反射率也应小于30％，以保证人们不会有刺眼的感觉，因而进一步开发超低反射率的镀膜玻璃势在必行。制备出更高性能的薄膜及镀膜玻璃已成为节能玻璃领域的必需。

结合薄膜光学计算，分析了膜层内折射率对入射进入膜层光线的透射、折射和反射过程，设计计算发现膜层若以折射率连续变化的多个薄层存在时，该膜层对入射光路的影响非常明显，也即膜层若为一层层折射率由表及里逐渐增加的多层复合薄膜，入射光的反射率会最大化的下降，可以达到减反射的目的。可见，如果在镀膜玻璃的膜层中设计为折射率梯度变化的多层膜，则可以大大降低镀膜玻璃的镜面反射率，制备低反射镀膜玻璃。不过，考虑在浮法在线生产工艺上动态生产镀膜玻璃的特点，如何将本来的单层薄膜制备成折射率逐渐变化的多层膜将成为取得突破并获得成功的极大难点，也是获得超低反射镀膜玻璃的关键。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃的在线制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃的在线制备方法，将浮法玻璃生产工艺线上锡槽中在线形成的纳米硅镀膜玻璃连续送入退火窑，在退火窑高温区进行恒温热处理1～3分钟，制备表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃。

进一步地，所述退火窑中，氧气体积为总气体体积的22％～60％；退火窑的温度分布为：入口处温度最高，其与锡槽出口温度相当，控制在580～630℃；出口处温度最低，控制在100℃以下；所述纳米硅镀膜玻璃运动速度为360～545米/小时。

本发明的有益效果是：本发明的表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃的在线制备方法直接结合利用浮法玻璃生产工艺中的退火窑，通过氧气的强化扩散过程，对连续行进过程中的纳米硅镀膜玻璃实现了在线表面膜层梯度氧化，得到了表面膜层具有梯度折射率变化的低反射镀膜玻璃。

具体实施方式

下面根据实施例详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

从理论上对表面梯度折射率的形成进行模拟计算，结合工艺及硅薄膜特点，设计利用表面硅的氧化形成低折射率氧化硅并产生氧化硅的梯度层，可以清楚地看出，这种经表面梯度氧化的纳米硅薄膜的反射率将大大下降。以此理论结果为基础，开发强化扩散和连续变温控制至薄膜表面层在线梯度氧化新技术，针对纳米硅镀膜玻璃，并结合现有浮法玻璃生产设备特点，设计在玻璃离开锡槽后利用退火窑进行在高温下进行氧的强化扩散并控制连续变温热处理，以此形成在纳米硅薄膜表面层具有梯度折射率变化的新型超低反射纳米硅节能镀膜玻璃。目前已经成功实现并已获得了表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃。

该方法的具体如下：将现有的浮法玻璃生产工艺线上锡槽中在线形成的纳米硅镀膜玻璃连续送入退火窑，在退火窑高温区进行恒温热处理1～3分钟，制备表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃；按退火窑中氧气体积为总气体体积的22％～60％；退火窑的温度分布为：入口处温度最高，其与锡槽出口温度相当，控制在580～630℃，出口处温度最低，保持在100℃以下，退火窑强化扩散区玻璃表面气压为1～1.003大气压；玻璃运动速度为360～545米/小时。制备的表面梯度氧化低反射纳米硅镀膜玻璃的薄膜中梯度氧化层厚度约为25～40nm，由表及里氧含量逐渐减小。

该方法同样适合于在线制备梯度氧化非晶硅(碳、氮)薄膜、纳米硅/纳米碳化硅、纳米硅/纳米氮化硅、非晶硅/纳米硅/纳米碳化硅、非晶硅/纳米硅/纳米氮化硅以及非晶硅/纳米硅/纳米碳化硅/纳米氮化硅复合薄膜的镀膜玻璃。

具体实施例如下：

实施例1