本發(fā)明涉及特殊性能的玻璃領(lǐng)域，具體涉及一種具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的鍍膜工藝。

背景技術(shù)：

為實(shí)現(xiàn)玻璃的節(jié)能功能，一般在玻璃表面鍍制具備某種特殊性能的薄膜，此種玻璃稱為鍍膜玻璃。目前，按照對(duì)太陽(yáng)輻射熱量調(diào)控類型和建筑物周圍環(huán)境輻射熱量的不同，可分為兩大類：基于太陽(yáng)得熱隔熱技術(shù)和調(diào)控技術(shù)的節(jié)能玻璃。

其中，基于隔熱技術(shù)的節(jié)能玻璃，一般采用中空、夾層玻璃等方式僅對(duì)熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流進(jìn)行了控制，這種雙層或者多層結(jié)構(gòu)的節(jié)能玻璃雖然較好地抑制了由傳導(dǎo)和對(duì)流導(dǎo)致的熱量損失，但是并未考慮熱輻射造成的損失。

基于得熱調(diào)控技術(shù)的節(jié)能玻璃中一類為：通過對(duì)太陽(yáng)熱的吸收或反射來(lái)減少進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)熱量，因此一般情況下適用于夏熱冬暖地區(qū)，可以減少制冷能耗；另一類為：通過在玻璃上鍍制具有可響應(yīng)外界激勵(lì)動(dòng)態(tài)調(diào)控光通斷的功能性薄膜進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能攝入量調(diào)控的節(jié)能玻璃。這種節(jié)能玻璃克服了太陽(yáng)得熱靜態(tài)調(diào)控節(jié)能玻璃只能適合于夏熱冬暖地區(qū)的缺點(diǎn)，其可以通過相應(yīng)環(huán)境條件的改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)冷熱雙向的智能調(diào)節(jié)，達(dá)到適用于更加廣泛地區(qū)的目的。

中國(guó)專利CN201610123717.4公開了一種環(huán)保智能玻璃，為兩層透明玻璃，在兩層透明玻璃之間設(shè)有液晶膜層，交流供電電源通過控制裝置與液晶膜層兩側(cè)接線端連接。但是該專利由于熱輻射造成能量損失，同時(shí)由于多層玻璃降低了其透光率。

因此，為解決上述問題，需要一種有低發(fā)射率，高可見光透過率，同時(shí)能夠?qū)Σ煌竟?jié)的陽(yáng)光熱調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了冬暖夏涼的智能節(jié)能模式的智能節(jié)能玻璃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的鍍膜工藝。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃，包括玻璃基底、VO₂鍍層和增透層，具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的鍍膜工藝，包括以下步驟：

步驟S1，玻璃前處理：將玻璃基底放入體積分?jǐn)?shù)為50％～70％的乙醇溶液中，進(jìn)行超聲清洗5min～8min，清洗2次～3次，然后烘干備用；

步驟S2，VO₂鍍層：將步驟S1處理后的玻璃基底作為襯底放入真空室中的陰極位置上，將鎢摻雜納米VO₂作為鍍層材料放入真空室內(nèi)，抽真空至真空度為10^-4Pa～10^-6Pa，加熱玻璃基底，然后充入氬氣使真空度為10^-1Pa～10^-2Pa，開啟電源，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓500V～800V，進(jìn)行輝光放電清洗6min～10min，然后在真空室內(nèi)充入氮?dú)庵琳婵斩葹?0^-1Pa～10^-2Pa，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓為160V～200V，調(diào)解多弧電流至250A～300A，進(jìn)行多弧離子鍍VO₂鍍層，即得具有VO₂鍍層的玻璃基底；

步驟S3，增透層：將Nd₂O₅和B₂O₃混合作為鍍層材料，放入真空室的坩堝中，將步驟S2得到的具有VO₂鍍層的玻璃基底作為襯底放入真空室中，抽真空至真空度為10^-2Pa～10^-4Pa，然后開啟電源，采用電子束蒸發(fā)源加熱鍍膜，鍍膜完成后，即得具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃；

其中，鎢摻雜納米VO₂具有金屬-絕緣體相互轉(zhuǎn)變的特性，由于其具有在相變前后較大差值的電阻率和其相轉(zhuǎn)變溫度接近室溫，作為玻璃變色系統(tǒng)，鍍制在玻璃的表面，使其對(duì)太陽(yáng)熱的通透性能夠隨著外界環(huán)境溫度的變化而變化；摻雜B₂O₃的Nd₂O₅在中遠(yuǎn)紅外區(qū)具有高反射率，降低了VO₂智能節(jié)能薄膜的發(fā)射率，同時(shí)提高智能節(jié)能玻璃的透光率。

進(jìn)一步地，VO₂鍍層的厚度為：20nm～30nm。

進(jìn)一步地，增透層的厚度為：30nm～50nm。

進(jìn)一步地，步驟S2中，鎢摻雜納米VO₂的粒徑為：30nm～50nm。

進(jìn)一步地，步驟S2中，玻璃基底加熱后的溫度為：200℃～300℃。

進(jìn)一步地，步驟S2中，充入氮?dú)獾捏w積為：氬氣體積的10％～20％。

進(jìn)一步地，步驟S2中，多弧離子鍍VO₂鍍層的鍍膜時(shí)間為：30min～40min。

進(jìn)一步地，步驟S3中，Nd₂O₅和B₂O₃的質(zhì)量比為：1:0.05～0.1。

進(jìn)一步地，步驟S3中，電子束蒸發(fā)源加熱的溫度為：1000℃～1200℃。

進(jìn)一步地，步驟S3中，鍍膜的時(shí)間為：40min～50min。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1.本發(fā)明制備的智能節(jié)能玻璃具有低發(fā)射率，高可見光透過率等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠?qū)Σ煌竟?jié)的陽(yáng)光熱調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了冬暖夏涼的智能節(jié)能模式；其中，鎢摻雜納米VO₂具有金屬-絕緣體相互轉(zhuǎn)變的特性，由于其具有在相變前后較大差值的電阻率和其相轉(zhuǎn)變溫度接近室溫，作為玻璃變色系統(tǒng)，鍍制在玻璃的表面，使其對(duì)太陽(yáng)熱的通透性能夠隨著外界環(huán)境溫度的變化而變化；摻雜B₂O₃的Nd₂O₅在中遠(yuǎn)紅外區(qū)具有高反射率，降低了VO₂智能節(jié)能薄膜的發(fā)射率，同時(shí)提高智能節(jié)能玻璃的透光率；

2.本發(fā)明鍍膜工藝簡(jiǎn)單，鍍膜結(jié)構(gòu)均勻，缺陷少，性能好；其中鍍VO₂鍍層時(shí)，充入氮?dú)?，防止VO₂的氧化。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

實(shí)施例1

一種具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃，包括玻璃基底、VO₂鍍層和增透層；其中，VO₂鍍層的厚度為：20nm；增透層的厚度為：30nm；具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的鍍膜工藝，包括以下步驟：

步驟S1，玻璃前處理：將玻璃基底放入體積分?jǐn)?shù)為50％的乙醇溶液中，進(jìn)行超聲清洗5min，清洗2次，然后烘干備用；

步驟S2，VO₂鍍層：將步驟S1處理后的玻璃基底作為襯底放入真空室中的陰極位置上，將鎢摻雜納米VO₂作為鍍層材料放入真空室內(nèi)，抽真空至真空度為10^-4Pa，加熱玻璃基底，然后充入氬氣使真空度為10^-1Pa，開啟電源，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓500V，進(jìn)行輝光放電清洗6min，然后在真空室內(nèi)充入氮?dú)庵琳婵斩葹?0^-1Pa，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓為160V，調(diào)解多弧電流至250A，進(jìn)行多弧離子鍍VO₂鍍層，即得具有VO₂鍍層的玻璃基底；其中，鎢摻雜納米VO₂的粒徑為：30nm；玻璃基底加熱后的溫度為：200℃；充入氮?dú)獾捏w積為：氬氣體積的10％；多弧離子鍍VO₂鍍層的鍍膜時(shí)間為：30min；

步驟S3，增透層：將Nd₂O₅和B₂O₃混合作為鍍層材料，放入真空室的坩堝中，將步驟S2得到的具有VO₂鍍層的玻璃基底作為襯底放入真空室中，抽真空至真空度為10^-2Pa，然后開啟電源，采用電子束蒸發(fā)源加熱鍍膜，鍍膜完成后，即得具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃；其中，Nd₂O₅和B₂O₃的質(zhì)量比為：1:0.05；電子束蒸發(fā)源加熱的溫度為：1000℃；鍍膜的時(shí)間為：40min。

實(shí)施例2

一種具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃，包括玻璃基底、VO₂鍍層和增透層；其中，VO₂鍍層的厚度為：22nm；增透層的厚度為：35nm；具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的鍍膜工藝，包括以下步驟：

步驟S1，玻璃前處理：將玻璃基底放入體積分?jǐn)?shù)為55％的乙醇溶液中，進(jìn)行超聲清洗6min，清洗2次，然后烘干備用；

步驟S2，VO₂鍍層：將步驟S1處理后的玻璃基底作為襯底放入真空室中的陰極位置上，將鎢摻雜納米VO₂作為鍍層材料放入真空室內(nèi)，抽真空至真空度為5×10^-5Pa，加熱玻璃基底，然后充入氬氣使真空度為2×10^-2Pa，開啟電源，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓600V，進(jìn)行輝光放電清洗7min，然后在真空室內(nèi)充入氮?dú)庵琳婵斩葹?×10^-2Pa，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓為180V，調(diào)解多弧電流至270A，進(jìn)行多弧離子鍍VO₂鍍層，即得具有VO₂鍍層的玻璃基底；其中，鎢摻雜納米VO₂的粒徑為：35nm；玻璃基底加熱后的溫度為：220℃；充入氮?dú)獾捏w積為：氬氣體積的12％；多弧離子鍍VO₂鍍層的鍍膜時(shí)間為：34min；

步驟S3，增透層：將Nd₂O₅和B₂O₃混合作為鍍層材料，放入真空室的坩堝中，將步驟S2得到的具有VO₂鍍層的玻璃基底作為襯底放入真空室中，抽真空至真空度為5×10^-3Pa，然后開啟電源，采用電子束蒸發(fā)源加熱鍍膜，鍍膜完成后，即得具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃；其中，Nd₂O₅和B₂O₃的質(zhì)量比為：1:0.07；電子束蒸發(fā)源加熱的溫度為：1050℃；鍍膜的時(shí)間為：42min。

實(shí)施例3

一種具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃，包括玻璃基底、VO₂鍍層和增透層；其中，VO₂鍍層的厚度為：28nm；增透層的厚度為：40nm；具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的鍍膜工藝，包括以下步驟：

步驟S1，玻璃前處理：將玻璃基底放入體積分?jǐn)?shù)為60％的乙醇溶液中，進(jìn)行超聲清洗7min，清洗3次，然后烘干備用；

步驟S2，VO₂鍍層：將步驟S1處理后的玻璃基底作為襯底放入真空室中的陰極位置上，將鎢摻雜納米VO₂作為鍍層材料放入真空室內(nèi)，抽真空至真空度為10^-5Pa，加熱玻璃基底，然后充入氬氣使真空度為8×10^-2Pa，開啟電源，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓700V，進(jìn)行輝光放電清洗8min，然后在真空室內(nèi)充入氮?dú)庵琳婵斩葹?×10^-2Pa，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓為190V，調(diào)解多弧電流至280A，進(jìn)行多弧離子鍍VO₂鍍層，即得具有VO₂鍍層的玻璃基底；其中，鎢摻雜納米VO₂的粒徑為：45nm；玻璃基底加熱后的溫度為：280℃；充入氮?dú)獾捏w積為：氬氣體積的18％；多弧離子鍍VO₂鍍層的鍍膜時(shí)間為：38min；

步驟S3，增透層：將Nd₂O₅和B₂O₃混合作為鍍層材料，放入真空室的坩堝中，將步驟S2得到的具有VO₂鍍層的玻璃基底作為襯底放入真空室中，抽真空至真空度為8×10^-3Pa Pa，然后開啟電源，采用電子束蒸發(fā)源加熱鍍膜，鍍膜完成后，即得具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃；其中，Nd₂O₅和B₂O₃的質(zhì)量比為：1:0.08；電子束蒸發(fā)源加熱的溫度為：1150℃；鍍膜的時(shí)間為：48min。

實(shí)施例4

一種具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃，包括玻璃基底、VO₂鍍層和增透層；其中，VO₂鍍層的厚度為：30nm；增透層的厚度為：50nm；具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的鍍膜工藝，包括以下步驟：

步驟S1，玻璃前處理：將玻璃基底放入體積分?jǐn)?shù)為70％的乙醇溶液中，進(jìn)行超聲清洗8min，清洗3次，然后烘干備用；

步驟S2，VO₂鍍層：將步驟S1處理后的玻璃基底作為襯底放入真空室中的陰極位置上，將鎢摻雜納米VO₂作為鍍層材料放入真空室內(nèi)，抽真空至真空度為10^-6Pa，加熱玻璃基底，然后充入氬氣使真空度為10^-2Pa，開啟電源，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓800V，進(jìn)行輝光放電清洗10min，然后在真空室內(nèi)充入氮?dú)庵琳婵斩葹?0^-2Pa，對(duì)玻璃基底施加負(fù)偏壓為200V，調(diào)解多弧電流至300A，進(jìn)行多弧離子鍍VO₂鍍層，即得具有VO₂鍍層的玻璃基底；其中，鎢摻雜納米VO₂的粒徑為：50nm；玻璃基底加熱后的溫度為：300℃；充入氮?dú)獾捏w積為：氬氣體積的20％；多弧離子鍍VO₂鍍層的鍍膜時(shí)間為：40min；

步驟S3，增透層：將Nd₂O₅和B₂O₃混合作為鍍層材料，放入真空室的坩堝中，將步驟S2得到的具有VO₂鍍層的玻璃基底作為襯底放入真空室中，抽真空至真空度為10^-4Pa，然后開啟電源，采用電子束蒸發(fā)源加熱鍍膜，鍍膜完成后，即得具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃；其中，Nd₂O₅和B₂O₃的質(zhì)量比為：1:0.1；電子束蒸發(fā)源加熱的溫度為：1200℃；鍍膜的時(shí)間為：50min。

實(shí)驗(yàn)例1

對(duì)實(shí)施例1～4制備的具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃作為1號(hào)～4號(hào)樣品，進(jìn)行光透過率和發(fā)射率性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

光透過率測(cè)試：采用紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)測(cè)試，波長(zhǎng)范圍為300nm～2600nm，掃描速度為600nm/min，取波長(zhǎng)為1500nm時(shí)的值。

發(fā)射率測(cè)試：采用手持式非制冷焦平面熱像儀測(cè)試，測(cè)試波長(zhǎng)范圍為8μm～12μm。

表1具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的性能測(cè)試結(jié)果

結(jié)果：實(shí)施例1～4制備的具有VO₂鍍膜的智能節(jié)能玻璃的可見光透過率為74％～78％，金屬相發(fā)射率為：0.24～0.28，半導(dǎo)體相發(fā)射率為0.14～0.17。

結(jié)論：本發(fā)明制備的智能節(jié)能玻璃具有低發(fā)射率，高可見光透過率等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠?qū)Σ煌竟?jié)的陽(yáng)光熱調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了冬暖夏涼的智能節(jié)能模式。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。