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镀膜的膜系结构和性能

光学薄膜

光学薄膜有改变电磁波的路径的特性

光学薄膜很薄时就会产生干涉,当光学薄膜很厚时就产生不了干涉

当我们把很薄的膜组合起来就有很多新的特性产生

光学薄膜的作用

基本光学薄膜是指能够实现分光透射、分光反射、分光吸收和改变光的偏振状态或相位,可用于各种反射膜、增透膜和干涉滤波片的薄膜,它赋予光学元件各种使用性能,对保证光学仪器的质量起到决定性的作。


镀膜玻璃的参数简介

E值:辐射率,辐射率是指透过玻璃的远红外线与入射远红外线之比。辐射率越小,通过膜层反射回去的热量越多,隔热效果越好。(E=0.0129R-6.7-5R2)

K值(U值):是指在稳定传热条件下,玻璃两侧空气温度差为1℃时,单位时间内通过1平方米中空玻璃的传热量,以W/m2K表示。K值越低,说明中空玻璃的保温隔热性能越好,节能效果越显著。

G值:G值是太阳能获得值(遮荫系数)。它是用来衡量太阳能总透过率的量。南方地区要求G值越低越好,北方地区要求G值越高越好。

八种膜系

阳光控制膜/TS、TE系列

特点:

1、容易生产,色差难控制,化学稳定性差;

2、颜色:银白色、蓝色和棕色;

3、透光度:10-40%

4、g值:0.2-0.5

阳光控制膜/SS系列

特点:

1、容易生产,色差难控制,化学稳定性差;

2、颜色:银白色;

3、透光度:8-20%

4、g值:0.2-0.3

阳光控制膜(目前欧洲市场流行的膜系)

特点:

1、造价高,抗磨损;

2、颜色:银白色、蓝色、金色和棕色;

3、透光度:8-20%

4、g值:0.2-0.3

阳光控制膜/可热处理的膜系

特点:

1、造价高,抗磨损;

2、颜色:银白色、灰色、蓝色、绿色和棕色;

3、透光度:8-40%

4、可钢化,且颜色不会变化

标准Low-E膜

特点:

1、透光度:83%;

2、E值:<0.06;

3、g值:0.55-0.6

阳光Low-E膜

特点:

1、透光度:48%

2、E值:<0.1

3、g值:0.5-0.55

可钢化Low-E膜

特点:

1、透光度:82%

2、颜色:银白色、灰色、棕色、蓝色和绿色;

3、E值:<0.06;

4、g值:0.55-0.6

双银Low-E膜

特点:

1、透光度:75%

2、E值:<0.04

3、g值:0.4-0.5

从以上8种膜系各个性能是不同的,每一种膜系的性能是取决于它内部每一层膜的性能、厚度及排布决定的。

从膜层的功能来描述

底层电介质层:

1、决定银层的增长情况

2、用于降低银层的反射率

3、阻挡钠在钢化过程中从玻璃扩散到膜层中

4、通常材料为ZnO、SnO、TiO以及其混合物

银层:

1、着床形式决定银层的质量

2、厚薄及质量决定了辐射率

3、较薄的连续性结构的膜层可在相同的辐射率情况下具有更高的透过率

阻挡层(保护层):

1、保护银层免受沉积过程中等离子体的破坏

2、保护银层免受钢化过程中氧气和其它污染物的侵袭

3、通过影响银层与顶层电介质层之间的附着力来改善膜层的耐磨性

顶层电介质层:

1、与最后的银层间的附着力对耐磨性的影响非常大

2、决定膜系的耐刮伤性、耐磨性和耐化学侵袭性

单层膜的性能

ZnO膜:是银膜的种子膜层。这是由于ZnO膜具有光滑的特性,能使上面的银膜更均匀,提高银膜的性能,增强膜系的透过率与辐射率。

缺点:

1、抗酸/碱能力有限

2、由于增长结构的原因,材料容易扩散

3、抗刮伤能力有限

SnO膜:

1、耐酸/碱性好

2、扩散层得到改善,尤其是与锌混合使用时

3、与镀有镍铬阻挡层的银层之间有足够的附着力

4、抗划伤性能力有限(但合格)

Si3N4膜:

在所有材料中,它的耐酸/碱性最好

最好的扩散层,通常用于半导体行业

与镀有镍铬的银层之间有足够的附着力

抗划伤性最好

可直接镀于玻璃面上作钠离子阻挡层

与银层的亲和性非常差

TiO膜:

具有足够的耐酸/碱性

能够用作扩散层

与镀有钛阻挡层的银层之间有良好的附着力

高折光指数意味着因刮擦而引起的膜层厚度微小变化会显示较大的光学影响(不太适宜做顶层电介质层)

具有好的折射率,能改善透光率(适宜做低层电介质层)

Nb2O5膜:

1、具有好的折射率,能改善透光率(适宜做低层电介质层)

2、沉积速度较快,但价格太贵,一般不用

Bi2O3膜:

1、具有好的折射率,能改善透光率(适宜做低层电介质层)

2、沉积速度较快,但靶材的加工制造非常难

3、可靠性存在问题

4、沉积工艺难

5、仅用于Interpane的专利工艺

NiCr膜:

1、是银层和SnO或Si3N4层之间具有良好附着力的必须

2、可作钠离子的阻挡层,是银层很好的保护层

缺点:吸收性太强

ITO膜:

1、既能导电,透明性又好,是最好的玻璃镀膜材料,但价钱太贵

2、是优良的阻挡层

3、皮尔金顿采用

4、一般用做显示器镀膜材料

其它

Al2O3、HfO2、Pr2O3、Mg○膜:一般应用于光学镀膜,少用于玻璃镀膜

SiO2膜:一般应用于反反射膜,少用于玻璃镀膜(反反射膜是指镀上膜后,不会反光,看不清楚)

ZrO2、Ta2O5、CeO2膜:一般少用于玻璃镀膜

                                                                                                                                                                                                                                                                                         来源:PVD镀膜






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