一种隐身节能薄膜及其制备方法与流程

文档序号:14238000阅读:150来源:国知局

本发明属于薄膜制造技术领域,尤其涉及是一种隐身节能薄膜及其制备方法。



背景技术:

随着我国经济的高速增长,社会的快速发展,每年新增建筑约20亿平方米。然而其中大部分仍为高能耗建筑,只有5%达到节能建筑要求。在建筑能耗之中,采暖和空调能耗占比最大,约占60%~70%。采暖和空调能耗主要通过建筑外围结构与室外环境的热交换消耗。

我国北方寒冷地区冬季采暖需用大量煤炭,夏季炎热的南方地区及夏季全国的空调制冷需用大量电能。而据统计,窗户能耗量占建筑外围结构能耗的50%。而在传热损耗中,窗框占15%,玻璃占约85%。可见,玻璃节能性能的高低,直接影响建筑能耗。传统的low-e玻璃不具备根据不同的地区纬度和气候对室内温度人体舒适度的要求,对太阳光不具有进行选择性的过滤透过的功能。这样大多数只能用于高纬度的寒冷地区,且只是在冬季,其低辐射的性能才得到发挥。在炎热的夏季全国及南方地区,传统的low-e玻璃由于不能对阳光进行可选择性的透过,并且由于较低的透过率的原因,不仅不能降低能耗,使得建筑室内和交通工具内的热量过多的聚集,反而更加加大了空调制冷需用的大量电能。

同样的,交通工具的窗用玻璃由于不具有节约能源的功能,无论是在寒冷的冬季还是在炎热的夏季,为了保持交通工具内的温度舒适,都要消耗大量的燃料,也造成了更大的环境污染。

目前,缺乏一种节能环保的隐身节能薄膜及其制备方法。



技术实现要素:

本发明的目的是改进现有操作的不足,提供一种节能环保的隐身节能薄膜及其制备方法。

本发明为实现上述目的,采用以下技术方案:本发明的一种隐身节能薄膜,所述隐身节能薄膜包括玻璃基底,所述玻璃基底由内向外依次为电加热功能层、色彩调制膜层、附着力增强膜层和隐身功能膜层。

进一步地,所述的电加热功能层由内向外依次为第一氧化硅层、第一氧化锡层、第一金属钛层和第二氧化锡层,所述第一氧化硅层的膜层的厚度为5~15nm,所述第一氧化锡层的膜层的厚度为30~60nm,所述第一金属钛层的膜层的厚度为8~10nm,所述第二氧化锡层的膜层的厚度为60~80nm。

进一步地,所述色彩调制膜层由内向外依次为氮化铟锡层5、聚四氟乙烯层、第二氧化铟层和第二氧化铟层,所述氮化铟锡层的膜层的厚度为5~15nm,聚四氟乙烯层的膜层的厚度为10~20nm,第二氧化铟层的膜层的厚度为2~8nm,第二氧化铟层的膜层的厚度为3~6nm;

更进一步地,所述附着力增强膜层内向外依次为氮化锡层、第二氧化硅层、第一氧化铟层和第二氧化铟层,所述氮化锡层的膜层的厚度为5~15nm,第二氧化硅层的膜层的厚度为10~20nm,第一氧化铟层的膜层的厚度为2~8nm,所述金属金层的膜层的厚度为10~15nm。

进一步地,所述隐身功能膜层由内向外依次为氮化钛层、氧化铟锡层、第二金属钛层和第四氧化锡层,所述氮化钛层的膜层的厚度为5~15nm,氧化铟锡层的膜层的厚度为10~20nm,第二金属钛层的膜层的厚度为6~10nm,第四氧化锡层的膜层的厚度为10~20nm。

本发明所述的隐身节能薄膜的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

采用平衡或非平衡磁控溅射方式,镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于55%的洁净室内,设备冷却水温度在16~26℃;镀膜时本底真空要求:镀膜室真空度<2.5×10-3pa、进入室和隔离室真空度<1pa;

(1)玻璃基底经清洗机清洗后,依次通过进入室和隔离室,到达镀膜室,进入镀膜室后,关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀,抽真空至本底真空,之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.5~1.0pa;

(2)待镀膜室腔体内总气压稳定后,将玻璃基底正对溅射靶面,玻璃基底与靶面的距离保持在15~25cm,连续开启电源,依次在玻璃基底上镀制电加热功能层和色彩调制膜层;

(3)重复步骤(1)~(3),镀制附着力增强膜层和隐身功能膜层,镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀,速度范围为1.2~2.8m/min,制得隐身节能薄膜。

进一步地,在步骤(2)中,所述电源为中频电源、直流电源和射频电源。

进一步地,在步骤(2)和步骤(3)中,镀制玻璃基底时工艺气体为氧气、氮气或其他气体的组合;当所需的工艺气体为氩气和氧气的混合时,加入的氧气的流量为氩气流量的1~8%;当所需的工艺气体为氩气和除氧气以外的其他工艺气体的混合时,加入的其他工艺气体的流量为氩气流量的2~7%。

更进一步地,在步骤(3)中,电源采用恒功率的范围为8~40kw或恒电流的范围为15~30a,镀制金属膜层时,恒功率范围为0.3~1.5kw。

有益效果:本发明具备优秀的防雾性能、耐腐蚀性能和隐身性能,薄膜附着力强,节能环保,致密均匀,颜色柔和。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:

(1)本发明通过隐身膜层的金属金、钛层、氧化铟锡层,结合电加热层的共同作用,可使反射回雷达的rcs降低10~15db,相对于舰桥腔体而言,明显提高隐身性能。

(2)本发明采用金属钛、氧化铟锡、氧化硅、氮化钛等,具有优秀的防腐蚀性能、耐候性能,延长了使用寿命,同时其外部疏水膜层易清洁,在雨天、雾天具备更优秀的视野;氮化钛的膜层采用,可用于整个膜系颜色的主动调整,氧化铟锡、氮化钛也对隐身有一定辅助作用。

(3)本发明通过氧化铟锡和金属金可主动对玻璃进行电加热,以快速除雾,同时内部疏水膜层,可提高防雾性能,并易于清洁,两侧水接触角可达113度以上,整体膜层可见光透过率可达79%以上。

(4)本发明采用的聚四氟乙烯、氧化铟锡、氮化钛、氧化硅、金属钛等均属于耐摩擦耐腐蚀材料,有助于提高整个膜层的耐腐蚀能力,提高使用寿命;同时多种导电膜层的采用,对红外、紫外也有一定的主动控制作用,提高节能效果。

附图说明

图1为本发明的示意图。

其中,玻璃基底0、第一氧化硅层1、第一氧化锡层2、第一金属钛层3、第二氧化锡层4、氮化铟锡层5、聚四氟乙烯层6、第二氧化铟层7、第二氧化铟层8、氮化锡层9、第二氧化硅层10、第一氧化铟层11、氮化钛层12、氧化铟锡层13、第二金属钛层14、第四氧化锡层15、金属金层16。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本发明的范围。

实施例1

本发明的一种隐身节能薄膜,其特征在于:所述隐身节能薄膜包括玻璃基底0,所述玻璃基底0由内向外依次为电加热功能层、色彩调制膜层、附着力增强膜层和隐身功能膜层。

所述的电加热功能层由内向外依次为第一氧化硅层1、第一氧化锡层2、第一金属钛层3和第二氧化锡层4,所述第一氧化硅层1的膜层的厚度为5nm,所述第一氧化锡层2的膜层的厚度为60nm,所述第一金属钛层3的膜层的厚度为9nm,所述第二氧化锡层4的膜层的厚度为80nm。

所述色彩调制膜层由内向外依次为氮化铟锡层5、聚四氟乙烯层6、第二氧化铟层7和第二氧化铟层8,所述氮化铟锡层5的膜层的厚度为15nm,聚四氟乙烯层6的膜层的厚度为15nm,第二氧化铟层7的膜层的厚度为2nm,第二氧化铟层8的膜层的厚度为6nm;

所述附着力增强膜层内向外依次为氮化锡层9、第二氧化硅层10、第一氧化铟层11和金属金层12,所述氮化锡层9的膜层的厚度为15nm,第二氧化硅层10的膜层的厚度为16nm,第一氧化铟层11的膜层的厚度为2nm,所述金属金层16的膜层的厚度为15nm。

所述隐身功能膜层由内向外依次为氮化钛层12、氧化铟锡层13、第二金属钛层14和第四氧化锡层15,所述氮化钛层12的膜层的厚度为15nm,氧化铟锡层13的膜层的厚度为10nm,第二金属钛层14的膜层的厚度为10nm,第四氧化锡层15的膜层的厚度为20nm。

本发明所述的隐身节能薄膜的制备方法,包括如下步骤:

采用平衡或非平衡磁控溅射方式,镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于55%的洁净室内,设备冷却水温度在16℃;镀膜时本底真空要求:镀膜室真空度<2.5×10-3pa、进入室和隔离室真空度<1pa;

(1)玻璃基底经清洗机清洗后,依次通过进入室和隔离室,到达镀膜室,进入镀膜室后,关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀,抽真空至本底真空,之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在1.0pa;

(2)待镀膜室腔体内总气压稳定后,将玻璃基底正对溅射靶面,玻璃基底与靶面的距离保持在25cm,连续开启电源,依次在玻璃基底上镀制电加热功能层和色彩调制膜层;所述电源为中频电源。

(3)重复步骤(1)~(3),镀制附着力增强膜层和隐身功能膜层,镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀,速度范围为2.8m/min,制得隐身节能薄膜。镀制玻璃基底时工艺气体为氧气、氮气或其他气体的组合;当所需的工艺气体为氩气和氧气的混合时,加入的氧气的流量为氩气流量的8%;当所需的工艺气体为氩气和除氧气以外的其他工艺气体的混合时,加入的其他工艺气体的流量为氩气流量的2%。

电源采用恒功率的范围为40kw或恒电流的范围为20a,镀制金属膜层时,恒功率范围为0.3kw。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于:本发明的一种隐身节能薄膜,所述第一氧化硅层1的膜层的厚度为12nm,所述第一氧化锡层2的膜层的厚度为30nm,所述第一金属钛层3的膜层的厚度为8nm,所述第二氧化锡层4的膜层的厚度为60nm。

所述氮化铟锡层5的膜层的厚度为5nm,聚四氟乙烯层6的膜层的厚度为10nm,第二氧化铟层7的膜层的厚度为6nm,第二氧化铟层8的膜层的厚度为3nm;

所述氮化锡层9的膜层的厚度为10nm,第二氧化硅层10的膜层的厚度为10nm,第一氧化铟层11的膜层的厚度为8nm,所述金属金层16的膜层的厚度为10nm。

所述氮化钛层12的膜层的厚度为5nm,氧化铟锡层13的膜层的厚度为20nm,第二金属钛层14的膜层的厚度为8nm,第四氧化锡层15的膜层的厚度为13nm。

本发明所述的隐身节能薄膜的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

采用平衡或非平衡磁控溅射方式,镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于55%的洁净室内,设备冷却水温度在20℃;镀膜时本底真空要求:镀膜室真空度<2.5×10-3pa、进入室和隔离室真空度<1pa;

在步骤(1)中,玻璃基底经清洗机清洗后,依次通过进入室和隔离室,到达镀膜室,进入镀膜室后,关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀,抽真空至本底真空,之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.5pa;

在步骤(2)中,待镀膜室腔体内总气压稳定后,将玻璃基底正对溅射靶面,玻璃基底与靶面的距离保持在15cm,连续开启电源,依次在玻璃基底上镀制电加热功能层和色彩调制膜层;所述电源为射频电源。

在步骤(3)中,重复步骤(1)~(3),镀制附着力增强膜层和隐身功能膜层,镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀,速度范围为1.2m/min,制得隐身节能薄膜。镀制玻璃基底时工艺气体为氧气、氮气或其他气体的组合;当所需的工艺气体为氩气和氧气的混合时,加入的氧气的流量为氩气流量的7%;当所需的工艺气体为氩气和除氧气以外的其他工艺气体的混合时,加入的其他工艺气体的流量为氩气流量的7%。

电源采用恒功率的范围为20kw或恒电流的范围为15a,镀制金属膜层时,恒功率范围为1.5kw。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于:本发明的一种隐身节能薄膜,所述第一氧化硅层1的膜层的厚度为15nm,所述第一氧化锡层2的膜层的厚度为50nm,所述第一金属钛层3的膜层的厚度为10nm,所述第二氧化锡层4的膜层的厚度为75nm。

所述氮化铟锡层5的膜层的厚度为12nm,聚四氟乙烯层6的膜层的厚度为20nm,第二氧化铟层7的膜层的厚度为8nm,第二氧化铟层8的膜层的厚度为5nm;

所述氮化锡层9的膜层的厚度为5nm,第二氧化硅层10的膜层的厚度为20nm,第一氧化铟层11的膜层的厚度为6nm,所述金属金层16的膜层的厚度为12nm。

所述氮化钛层12的膜层的厚度为12nm,氧化铟锡层13的膜层的厚度为15nm,第二金属钛层14的膜层的厚度为6nm,第四氧化锡层15的膜层的厚度为10nm。

本发明所述的隐身节能薄膜的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

采用平衡或非平衡磁控溅射方式,镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于55%的洁净室内,设备冷却水温度在26℃;镀膜时本底真空要求:镀膜室真空度<2.5×10-3pa、进入室和隔离室真空度<1pa;

(1)玻璃基底经清洗机清洗后,依次通过进入室和隔离室,到达镀膜室,进入镀膜室后,关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀,抽真空至本底真空,之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.8pa;

(2)待镀膜室腔体内总气压稳定后,将玻璃基底正对溅射靶面,玻璃基底与靶面的距离保持在20cm,连续开启电源,依次在玻璃基底上镀制电加热功能层和色彩调制膜层;所述电源为直流电源。

(3)重复步骤(1)~(3),镀制附着力增强膜层和隐身功能膜层,镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀,速度范围为2.3m/min,制得隐身节能薄膜。镀制玻璃基底时工艺气体为氧气、氮气或其他气体的组合;当所需的工艺气体为氩气和氧气的混合时,加入的氧气的流量为氩气流量的1%;当所需的工艺气体为氩气和除氧气以外的其他工艺气体的混合时,加入的其他工艺气体的流量为氩气流量的5%。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

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