WAlN-Ag-WAlN薄膜的制備及性能研究.pdf

1、環(huán)境污染和能源危機是二十一世紀社會經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。隨著人口增長和城市化進程的加速，建筑能耗將持續(xù)增長。低輻射鍍膜玻璃因其能反射具有太陽光熱量90％的紅外線和紫外線，同時對可見光有較高的透過率等特性，在建筑門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)具有高可見光透過率、高紅外線反射率、使用壽命長的低輻射薄膜，是當(dāng)前研究的重難點。國外從上世紀70年代就已開始低輻射薄膜的探索，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。而我國起步較晚

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)，進一步提高離線低輻射玻璃的光學(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薄膜的可見光透過率和紅外反射率，采用單因素變量法研究了磁控濺射工藝參數(shù)對WAlN介質(zhì)層可見光透過率的影響，

3、得出實驗室條件制備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薄膜在可見光范圍內(nèi)透光率達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，SEM表面形貌分析表明薄膜均勻致密，表面缺陷較少，能給Ag膜提供較好的保護作用。因此，WAlN薄膜具備低輻射介質(zhì)層的性能要求。
　　接下來，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處可見光透過率最大值為84.2%，人眼最為敏感的550nm處的可見光透過率為83.3%。
　　最后，探索了WAlN介質(zhì)層厚度對復(fù)合膜可見光透過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)合膜的可見光透過率，并改善復(fù)合膜透光率曲線的對稱性，保證舒適的視覺效果。同

5、時，浸泡實驗表明45nm厚的WAlN薄膜能給Ag膜提供較好的保護作用，腐蝕前后可見光透過率均低于4%，符合國家標(biāo)準要求。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)層在制備過程中功能層Ag膜的氧化問題。本實驗所制備的 WAlN(45nm)/Ag(12nm)/WAlN(45nm)單銀低輻射復(fù)合膜，在波長為550nm處的可見光透過率高達83.98%，紅外反射率為96.5%，標(biāo)準低輻射率為0.043，浸泡前后可見光透過率低于4