題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- 新型節(jié)能環(huán)保玻璃涂層——銀系紅外低輻射膜的制備及性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 離線低輻射薄膜憑借其優(yōu)異的光譜選擇性而廣泛應(yīng)用建筑領(lǐng)域。但是卻存在功能層穩(wěn)定性差、易氧化、與基底粘附力弱等問題。本實驗以Drude模型為基礎(chǔ)，設(shè)計了該膜系的結(jié)構(gòu)及每層的厚度，用磁控濺射的方法制備出各膜層，制備出最優(yōu)樣品的低輻射性能如下：可見光透射比為80.93%；計算得出其在遠紅外區(qū)輻射率為0.11，高于GB/T 18915.2-2002對建筑物幕墻玻璃標(biāo)準(zhǔn)（0.15）的應(yīng)用要求。
- 詳細介紹：
- 本實驗以Drude模型為基礎(chǔ)，設(shè)計了該膜系的結(jié)構(gòu)及每層的厚度，用磁控濺射的方法制備出各膜層，通過膜厚測控儀和橢偏儀測量膜層厚度，確定制備各膜層所需厚度的工作參數(shù)；通過XRD、FESEM、AFM等方法分析薄膜樣品表面的微觀結(jié)構(gòu)；采用分光光度計和紅外光譜儀對樣品的光學(xué)性能進行檢測和分析，表征其低輻射性能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計目的： 低輻玻璃憑借其高透光率和低輻射率而具有的優(yōu)秀的隔熱保溫性能，廣泛運用于建筑、汽車等其它行業(yè)，不僅可節(jié)省能源，減少CO2的排放量，也可以裝飾和美化環(huán)境，所以使用Low-E玻璃是我國環(huán)保經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。 基本思路： 使用磁控濺射技術(shù)在玻璃上分別鍍制TiO2/NiCr/Ag/NiCr/TiO2膜系結(jié)構(gòu)，制備出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能優(yōu)良的低輻射膜層。 創(chuàng)新點： 1.使用TiO2陶瓷靶直接濺射出介質(zhì)層，替代傳統(tǒng)的Ti靶與O2反應(yīng)濺射生成TiO2介質(zhì)層，減少在生產(chǎn)過程中功能層Ag層的氧化； 2.使用先進的磁控濺射的技術(shù)在普通玻璃鍍制出TiO2/NiCr/Ag/NiCr/TiO2膜系結(jié)構(gòu)； 3.在銀層中添加其它微量的金屬，在阻止銀層氧化的同時，增加薄膜在基底上的均勻性和附著力，增強整個膜系的穩(wěn)定性和低輻射性能; 4.通過對樣品表面微觀結(jié)構(gòu)和光譜選擇性的對應(yīng)關(guān)系的歸納和分析，合理設(shè)計，優(yōu)化實驗，做出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能優(yōu)良的產(chǎn)品。 技術(shù)關(guān)鍵： 1.功能層、保護層和介質(zhì)層各膜層種類和厚度的選擇； 2.功能層、保護層和介質(zhì)層各膜層達到最優(yōu)性能時的實驗參數(shù)； 3.微量金屬元素的選擇和添加量的控制。 主要技術(shù)指標(biāo)： 設(shè)計良好的多層薄膜在遠紅外區(qū)有較好的低輻射性能，所制備薄膜的可見光透過率已達到80%以上、遠紅外波段輻射率已降到0.11，與已達到目前GB/T18915.2-2002中對低輻射膜玻璃的要求。
科學(xué)性、先進性
- 科學(xué)性（一）： 采用銀做金屬功能膜層，可有效抵御紅外熱輻射。以一層Ni-Cr膜作為阻擋層可有效的防止銀膜的氧化，使用TiO2作介質(zhì)膜可有效提高膜系的可見光的透射率和較低的輻射率。 科學(xué)性（二）： 改進低溫濺射技術(shù)，在柔性PET塑料上鍍膜大大方便了Low-E薄膜的運輸和安裝。 先進性（一）：生產(chǎn)工藝 運用先進的“離線”磁控濺射技術(shù)鍍制Low-E涂層是因為其具有以下優(yōu)勢 1.成膜速度快，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)幅面大，產(chǎn)量大； 2.膜層均勻，色差小，生產(chǎn)過程易于電腦控制； 3.膜層結(jié)構(gòu)致密，附著力強； 4.膜層理化性能穩(wěn)定，抗變色性強。 先進性（二）：靶材制備 以一種緊密鑲嵌的方式，做出結(jié)合緊密，濺射時性能穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良的靶材。避免了熔煉時金銀分布不均而造成薄膜性質(zhì)不穩(wěn)定的影響，且達到節(jié)約貴重金屬金，并提高濺射效率的目的。 先進性（三）：在功能層中摻入金元素 選擇在鍍銀膜時摻微量的金，增加銀膜與基底間的結(jié)合力同時對銀膜起保護作用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 ；圖片；樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點： 1.節(jié)能環(huán)保、建筑裝飾 在玻璃上鍍制我們研制的低輻射膜層能大大降低建筑能耗，同時還可以作為家具裝飾材料。 2.選擇性——能適應(yīng)不同地區(qū) 經(jīng)過多年的研究,低輻射薄膜的性能有了較大的突破,在幕墻玻璃、汽車擋風(fēng)玻璃、太陽能集熱器、醫(yī)療器械、工業(yè)熱屏蔽、航天器、光電轉(zhuǎn)換等很多領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。 存在兩大優(yōu)勢 1.目前市場前景廣闊 2.國家政策支持
同類課題研究水平概述
- 目前，低輻射鍍膜玻璃自80年代中期開始應(yīng)用以來，其用量以年遞增20%～36%的速度迅速增長，各國都立法或鼓勵使用低輻射鍍膜玻璃。歐洲的德、英兩國的建筑標(biāo)準(zhǔn)中己明確規(guī)定了建筑物的門窗玻璃必須安裝使用低輻射(Low-E)玻璃制作的中空玻璃，這一舉措使國際市場的低輻射(Low-E)玻璃需求量驟然升溫，在國際市場，低輻射(Low-E)玻璃價格不菲，一般均以14～23美元/平方米上市但仍為汽車商及建筑商和加工玻璃商們的搶手俏貨。在德國，為了推廣鼓勵人們使用節(jié)能的低輻射(Low-E)中空玻璃，現(xiàn)今生產(chǎn)的雙層低輻射中空玻璃僅為34馬克/平方米，單面低輻射玻璃和一片透明浮法玻璃制成的中空玻璃僅為8馬克/平方米，而受到人們的歡迎。1996年歐美市場年需求總量達到約8000萬平方米，目前低輻射鍍膜玻璃占建筑平板玻璃的比例已超過30%。隨著新型的低輻射和陽光控制復(fù)合型鍍膜玻璃開發(fā)成功，其應(yīng)用范圍和市場還將繼續(xù)增長。 科學(xué)技術(shù)部、財政部、國家稅務(wù)總局，2006年9月8日以國科發(fā)計字[2006]370號文件發(fā)布了《中國高新技術(shù)產(chǎn)品目錄2006》中無機非金屬材料玻璃材料的有：低輻射鍍膜玻璃（優(yōu)先支持程度為高）；導(dǎo)電膜玻璃（優(yōu)先支持程度為中）；屏蔽電磁波玻璃（優(yōu)先支持程度為高）；低輻射中空玻璃（優(yōu)先支持程度為中）?？傊?，鍍膜玻璃在我國的發(fā)展前景十分樂觀。一方面是國家政策的導(dǎo)向和傾斜有利于鍍膜玻璃的發(fā)展，另一方面是各種鍍膜玻璃生產(chǎn)技術(shù)的成熟為鍍膜玻璃發(fā)展提供了技術(shù)保障。到2010年，我國鍍膜玻璃產(chǎn)量和應(yīng)用量的年均增長速度都將在20%左右，達到1.35億平方米和1億平方米，從而促使高附加值、高功能性鍍膜玻璃將得到大力發(fā)展。隨著Low-E玻璃應(yīng)用的廣泛性的增加，其技術(shù)問題也逐漸出現(xiàn)。離線Low-E玻璃擁有較好的低輻射性能，但其成本也較高；在線Low-E玻璃成本較低，但是其性能卻一般。所以在保證離線Low-E玻璃性能的前提下，通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝及膜系結(jié)構(gòu)，降低其生產(chǎn)成本是未來發(fā)展的必然趨勢。 Low-E玻璃無疑是對全球節(jié)能政策的一種強力支持,未來Low-E玻璃將引領(lǐng)節(jié)能幕墻走向新的領(lǐng)域。我國提出的建筑節(jié)能計劃是到2010年,全國新增建筑的1/3達到節(jié)能50%,因此中空玻璃、Low-E玻璃的增長率將被拉高,這是整個玻璃行業(yè)由普通建材轉(zhuǎn)向節(jié)能建材方向的一個巨大飛躍。
