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镀膜玻璃的生产工艺和膜层性能的研究

作　者: 王春华
导　师: 王亮
学　校: 大连海事大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 磁控溅射 低辐射薄膜 热反射薄膜 膜层性能 表面形貌
分类号: TQ171.68
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


科技的发展使世界能源危机日渐显露,人类也越来越重视节约能源,开始探索新的节能方式。在人类生产的很大空间中,建筑物需具备隔热保温和采光两大功能。而(Low-E)玻璃,具有极高的节能效果,符合当今低碳生活的要求。本论文主要讲的是采用磁控溅射(PVD)的方法,在大面积平板玻璃上沉积数层金属、金属氮化物或氧化物薄膜,组成为阳光控制薄膜和低辐射薄膜,以此来对平板玻璃进行表面改性的深加工。根据膜系结构和颜色,在正式生产前以膜系的颜色、光学参数和表面辐射率等作为目标值,通过调试来确定其生产工艺参数后进行正式生产。对于生产后的镀膜玻璃,主要利用AFM (SPI3800N)、分光光度计、AE辐射计等进行测量、分析,用研磨试验,酸碱试验,耐氧化试验对镀膜玻璃的光热性能及薄膜表面形貌进行深入研究。所得结论如下：(1)三种膜系结构中,KR22(热反射)的生产工艺较简单,容易控制；Super-1(可钢单银Low-E)的生产工艺调试方面基本很完善了；CED12-46(双银Low-E)的膜层较多,结构复杂,工艺调试较难,但是企业已根据自己的镀膜线设备特点找到了一些规律,生产工艺正在逐步改进中。(2)从物理化学性能方面,KR22的耐酸碱耐磨性能比Super-1和CED12-46的性能好,所以不用合成中空,可以单片使用;而Super-1由于表面膜层也镀了硅的氧化物,可以在高温下烧制,从而变成钢化Low-E玻璃,也因其独特的性能,使得生产后的镀膜大板原片能异地加工,极大地提高了生产效率。(3)从光热性能来讲,在可见光区域,它们的透过率和玻面、膜面反射率都呈现不同的变化曲线。Super-1在可见光区域有很高的透过率,说明具有高透性；而KR22由于透过率低,极大地减少了室外阳光的透过,从而调节了太阳光进入室内的多少,但由于没功能银层而不具有低辐射功能,K值较大;CED12-46作为一种双银膜系,具有双功能调节的优异性能,节能效果非常明显。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-29
  1.1 前言  10
  1.2 镀膜玻璃的国内外研究现状  10-13
    1.2.1 国外镀膜玻璃的发展和研究现状  10-12
    1.2.2 国内镀膜玻璃的发展简史  12-13
  1.3 薄膜光学理论基础  13-19
    1.3.1 光的干涉原理  13-15
    1.3.2 薄膜干涉和膜反射率和透射率的计算  15-18
    1.3.3 太阳能辐射能量分配  18-19
  1.4 光学薄膜的色度学理论  19-21
  1.5 薄膜的形成机理  21-22
    1.5.1 薄膜的理论基础  21
    1.5.2 薄膜形成的三种模式  21-22
  1.6 镀膜玻璃的基本结构及分类  22-25
    1.6.1 镀膜玻璃的基本结构简介  22-24
    1.6.2 镀膜玻璃的分类  24-25
  1.7 镀膜玻璃的制备方法  25-28
    1.7.1 凝胶镀膜原理和特点  25-26
    1.7.2 在线镀膜制备原理和特点  26
    1.7.3 真空蒸发镀膜的原理和特点  26
    1.7.4 (离线)磁控溅射镀膜原理和特点  26-28
  1.8 本课题的主要结构  28-29
第2章 镀膜玻璃的生产工艺  29-40
  2.1 镀膜所用的材料和设备  29
  2.2 镀膜线的真空系统简介  29-32
    2.2.1 镀膜线真空系统结构简介表和生产线组织结构图  30-32
  2.3 镀膜玻璃的生产工艺  32-40
    2.3.1 烧靶的步骤和具体要求  33-35
    2.3.2 生产过程中工艺参数的确定原则  35
    2.3.3 工艺参数调试  35-36
    2.3.4 生产过程中阴极参数的调整  36
    2.3.5 三种膜系结构的生产工艺参数  36-40
第3章 镀膜玻璃薄膜的表面形貌和光热学特性  40-54
  3.1 AFM的仪器介绍和AFM的基本原理  40-41
  3.2 镀膜玻璃的表面形貌  41-44
  3.3 镀膜玻璃的光学特性  44-50
    3.3.1 三种膜系结构的薄膜在可见光区域的透射率分析  44-47
    3.3.2 三种膜系结构的薄膜在可见光区域的反射率分析  47-50
  3.4 镀膜玻璃的热学特性  50-54
    3.4.1 低辐射镀膜玻璃的热学性能指标  50-54
第4章 镀膜玻璃的物理化学性能测试  54-59
  4.1 理化酸碱腐蚀实验  54-55
  4.2 研磨性能测试  55
  4.3 耐氧化性能测试  55
  4.4 结果与分析  55-59
第5章 Super-1的膜玻面均匀性及色度值变化  59-65
  5.1 Super-1钢化前的膜玻面均匀性变化  59-61
  5.2 Super-1钢化后的膜玻面均匀性变化  61-64
  5.3 Super-1镀膜原片与钢化色度变化对比  64-65
第6章 结论与前景展望  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 前景展望  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
研究生履历  71-72

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 玻璃工业 > 生产过程与设备 > 制品加工工艺（再成型）及设备
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