碳化硅在低輻射鍍膜玻璃中的應用

【中玻網】近年來，可鋼化Low-E玻璃在我國得到一定的推廣，但是整體質量并不高，因為現有的Low-E玻璃的抗機械劃傷性能不夠高，抗高溫氧化能力還不夠強，而高性能產品的成本很高，因此解決上述問題已經迫在眉睫。在大面積鍍膜領域，SiNx介質層膜的應用越來越廣泛。SiNx具有較好的抗腐蝕、抗機械劃傷、抗高溫氧化能力，因此SiNx作為外層保護層來使用。目前市場上的可鋼化Low-E玻璃的外層用的也是SiNx材料。工業碳化硅（SiC）是以石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑為原料，通過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，僅次于世界上較硬的金剛石（10級），具有優良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能舒緩反應。

　　針對Low-E玻璃現狀中的技術缺點，提出用一種既能滿足常規介質層材料的性能，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。

　　與現有技術相比，本技術方案具有以下優點：（1）濺射速率快。同比硅鋁靶提高了40%。（2）成膜質量好。硅鋁使用的是氬氮反應濺射，而碳化硅使用的是純氬氣濺射。（3）節省陰較位。由于濺射效率提高，可以將以前的3個陰較位改為2個陰較位，節省出來的位置可以為制作復雜結構的玻璃留出空間。（4）玻璃運行速度快。在理想的同等條件下，可以提高40%的運行速度。（5）抗腐蝕、抗機械劃傷、抗高溫氧化能力強，可提高可鋼化Low-E玻璃的耐熱時間。

　　膜層結構：以典型的單銀5層膜結構為例說明。

　　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，實際生產可以存在0.5~3 nm的偏差，膜層的加工方法是真空磁控濺射技術。

　　鍍膜玻璃的性能比較：

　　（1）SiC和SiNx玻面反射光譜見圖1和圖2。

圖1 SiC玻面反射光譜

圖2 SiNx玻面反射光譜

　　（2）SiC和SiNx玻璃膜面反射光譜見圖3和圖4。

圖3 SiC膜面反射光譜

圖4 SiNx膜面反射光譜

　　（3）SiC和SiNx玻璃透過光譜見圖5和圖6。

圖5 SiC玻璃透過光譜

圖6 SiNx玻璃透過光譜

　　由上可知，用碳化硅靶材替代目前使用的硅鋁靶，玻璃的光學性能變化很小，熱學性能在金屬層不變的情況下變化很小。應用在雙銀和三銀中與單銀的類似。SiC鍍膜玻璃的抗機械劃傷能力也遠遠高于現有的產品。試驗表明，本技術方案的產品的耐摩擦能力是普通產品的20倍，在研磨機上研磨2000 r，顏色變化ΔE＜3，遠遠高于50 r顏色變化ΔE＜4的現行標準。因此其實用性非常高，而且更換簡單快捷，對其它性能幾乎沒有影響。