WAlN-Ag-WAlN薄膜的制備及性能研究.pdf

1、環(huán)境污染和能源危機(jī)是二十一世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。隨著人口增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加速，建筑能耗將持續(xù)增長(zhǎng)。低輻射鍍膜玻璃因其能反射具有太陽(yáng)光熱量90％的紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)，同時(shí)對(duì)可見(jiàn)光有較高的透過(guò)率等特性，在建筑門(mén)窗中大量使用能極大降低建筑能耗。從膜系結(jié)構(gòu)和材料成分等角度研發(fā)具有高可見(jiàn)光透過(guò)率、高紅外線(xiàn)反射率、使用壽命長(zhǎng)的低輻射薄膜，是當(dāng)前研究的重難點(diǎn)。國(guó)外從上世紀(jì)70年代就已開(kāi)始低輻射薄膜的探索，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。而我國(guó)起步較晚

2、，技術(shù)落后，目前普通商用低輻射玻璃的光學(xué)性能較差，耐久性也亟待改善。因此，采用新材料、新工藝得到性能更加優(yōu)越的光學(xué)薄膜，探索新的膜系結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高離線(xiàn)低輻射玻璃的光學(xué)性能和耐腐蝕性能，加速低輻射薄膜在我國(guó)建筑中的應(yīng)用和推廣具有重要意義。
　　本論文采用磁控濺射法制備了 WAlN/Ag/WAlN單銀低輻射薄膜。首先探索WAlN薄膜的可見(jiàn)光透過(guò)率和紅外反射率，采用單因素變量法研究了磁控濺射工藝參數(shù)對(duì)WAlN介質(zhì)層可見(jiàn)光透過(guò)率的影響，

3、得出實(shí)驗(yàn)室條件制備WAlN薄膜的最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明，最佳參數(shù)制備的WAlN薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透光率達(dá)90%以上，紅外反射率約30.1%，用于低輻射薄膜介質(zhì)層能起到增透減反的作用。同時(shí)，SEM表面形貌分析表明薄膜均勻致密，表面缺陷較少，能給Ag膜提供較好的保護(hù)作用。因此，WAlN薄膜具備低輻射介質(zhì)層的性能要求。
　　接下來(lái)，探索功能層 Ag膜的磁控濺射制備工藝。研究了磁控濺射工藝參數(shù)對(duì)Ag膜光電性能的影響，并制備出光電性能優(yōu)異的

4、單層Ag膜。結(jié)果表明，12nm厚的單層Ag膜光電性能最優(yōu)，表面電阻7.5Ω/□，在500nm處可見(jiàn)光透過(guò)率最大值為84.2%，人眼最為敏感的550nm處的可見(jiàn)光透過(guò)率為83.3%。
　　最后，探索了WAlN介質(zhì)層厚度對(duì)復(fù)合膜可見(jiàn)光透過(guò)率和耐腐蝕性能的影響，并制備出綜合性能優(yōu)異的WAlN/Ag/WAlN復(fù)合低輻射薄膜。結(jié)果表明，45nm厚的WAlN薄膜能提高復(fù)合膜的可見(jiàn)光透過(guò)率，并改善復(fù)合膜透光率曲線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性，保證舒適的視覺(jué)效果。同

5、時(shí)，浸泡實(shí)驗(yàn)表明45nm厚的WAlN薄膜能給Ag膜提供較好的保護(hù)作用，腐蝕前后可見(jiàn)光透過(guò)率均低于4%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。采用氮化物WAlN做為低輻射薄膜的外介質(zhì)層，解決了氧化物介質(zhì)層在制備過(guò)程中功能層Ag膜的氧化問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)所制備的 WAlN(45nm)/Ag(12nm)/WAlN(45nm)單銀低輻射復(fù)合膜，在波長(zhǎng)為550nm處的可見(jiàn)光透過(guò)率高達(dá)83.98%，紅外反射率為96.5%，標(biāo)準(zhǔn)低輻射率為0.043，浸泡前后可見(jiàn)光透過(guò)率低于4