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常用隔热功能江西镀膜玻璃工艺及性能比较

发布时间: 2018-10-26 16:26:58

新闻来源: 南昌亚晶玻璃有限公司

常用隔热功能江西镀膜玻璃工艺及性能比较

       隔热功能镀膜玻璃是在玻璃表面镀上一层或者多层金属及其他化合物组成的膜系产品,其镀膜层具有对可见光高透过,对红外线高反射的特性,这使其具有很低的远红外线辐射系数,起到既能保温又能隔热的作用,符合环保低碳的效果。
  
  隔热镀膜玻璃种类很多,大致可分为LOW-E玻璃,ITO玻璃,AZO玻璃等等。
  
  性能和工艺比较
  
  ⑴LOW-E玻璃主要分为离线和在线两种
  
  ①在线LOW-E玻璃是指在浮法玻璃生产线上采用高温热解等化学方法来分解金属卤化物或有机金属化合物而在玻璃表面上镀制一层金属氧化物半导体膜,如氧化锡薄膜。
  
  其较大的优点就是:生产工艺简单,加工方便,成本相对较低,有一定的隔热性能。但其较大的缺点就是成膜厚度不可精确控制,光学性能指标难以稳定,生产过程中的连续性、重复性具有一定的困难,所以相对于高性能隔热功能还有一定的距离。
      ②离线LOW-E玻璃是目前国际上普遍采用真空磁控溅射镀膜技术,采用磁控溅射等方法在玻璃上沉积多层金属和介质薄膜。该膜系采用银层薄膜作为功能层,纯银膜在二层金属氧化物膜之间,金属氧化物膜对纯银膜提供保护,且作为膜层之间的中间层增加颜色的纯度及光透射度。
  
  它的优点是:隔热性能好,工艺自动化程度较高,膜层控制容易,产品质量稳定,光学性能优良等特性。薄膜材料有:氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化硅、银、不锈钢,以及一些新工艺开始采用的氮化硅、氮氧化硅等。其中银层的使用至关重要,现有的离线LOW-E玻璃也有按照:单银、双银、三银、多银的标准区分。其隔热性能主要是银金属的光学特性决定的和无可代替的。
  
  所以银层在离线LOW-E玻璃中是起到决定性的作用。也正是因为银的使用,为LOW-E玻璃的后续生产加工带来一定的麻烦,银层本人非常容易氧化,所以单银,双银,三银乃至多银,都需要很多金属膜层和介质膜层对银层的保护。从而需要镀膜生产线更长,镀膜靶位设置的更多,因此能耗很大,设备价格非常昂贵(其中国外进口设备需要上亿人民币,国产设备也需要几千万人民币),镀膜产品缺点就是:储存期比较短,防湿方面也不理想,抗氧化强度较低,不可暴露在空气中单片使用,必须加工成中空夹层等复合产品才能使用膜层。
  
  以上这些特性决定了,LOW-E玻璃大面应用得到一定的限制,由于存在的各种问题,使其在大多能用于高端写字楼和高端建筑物。还很难大规模推广到其他领域。家电面板领域还很少应用LOW-E玻璃。
  
  ⑵ITO和AZO玻璃隔热原理
AZO和ITO薄膜是透明,都是TCO隔热玻璃的一种,具有导电性能的材料,该材料具有宽能隙的n-型半导体材料,电子占据的空级和能级之间占有一定的能量空隙(禁带),所以一束能量入射会引起能量反映,外层电子被激发,而产生和入射能量同频率的震荡,此震荡又放射出与原能量同频率的能量,将此入射能量反射回去,从而长生二次向空气中释放能量,这样随着空气的流动,能量被吸收带走,,产生隔热性能。这也就是ITO和AZO薄膜导电隔热的原理。
  
  ①ITO玻璃的性能
  
  ITO是氧化铟(IndiumTinOxide)的简称。ITO薄膜是一种n型半导体材料,其带隙为3.5-4.3ev,紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev,相当于330nm的波长,因此紫外光区ITO薄膜的光穿透率极低。同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射,所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的。同时具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性。因此,它是液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(EL/OLED)、触摸屏(TouchPanel)、太阳能电池以及其他电子仪表的透明电极较常用的薄膜材料。
  
  但铟作为ITO主要材料,是一种稀有金属,被誉为“工业味精”,铟在地壳中的分布量比较小,又很分散。它的富矿还没有发现过,虽然矿藏量少但必不可少,同时铟具有毒性,它的毒性比铅还要毒,在其开采和生产过程中对环境有危害,对水体可造成污染。也正是因为这种原因ITO靶材价格都比较昂贵。从而推高了ITO玻璃的使用价格,限制了ITO玻璃的应用领域,若被应用到隔热玻璃领域,其价格很难被市场接受,不具有价格优势。
  
  ②AZO玻璃的性能
  
  AZO又名氧化锌铝,被认为是较有发展潜力的材料之一,也是一种便宜、可靠且对环境无害的透明导电薄膜材料。是ITO薄膜的较好替代者。AZO材料稳定、原料丰富无毒、易于掺杂和制备,使其拥有广泛的应用领域。在电致发光显示器(ELD)、电致变色显示器(ECD)、等离子体显示(PD)等平板显示领域里,低电阻率、高透射率的AZO薄膜也将会发挥巨大的作用。AZO透明导电薄膜通电后会产生热量。利用这一点可将其用于汽车、飞机挡风玻璃、照相机镜头以及滑雪用眼镜的防雾防霜。
AZO玻璃的优点是:具有很高的化学稳定性,容易制造,膜层也更加坚硬。AZO薄膜没有太长的晶体结构链,可使制造费用大大降低;表面光滑,抗氧化性强,隔热性能优良,耐高温,高温稳定性强,防辐射性能好,适用于大面生产。同时AZO薄膜具有可见光区的高透射性,对红外光的高反射性,起热屏蔽作用,节省能源消耗。AZO薄膜以上特性也决定了其做为隔热玻璃的比较理想材料。
  
  随着工业现代化发展的突飞猛进,隔热玻璃在各个领域得到广泛的应用,但由于各行各业的隔热要求不同,怎样选择合理应用领域的隔热玻璃,才能起到较高的性能和合理的性价比。目前现状是,建筑行业大多还是以LOW-E玻璃为代表,家电、汽车,太阳能等领域TCO玻璃为主导。希望不久的将来隔热玻璃应用领域可以得到更广泛的拓展。