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摘要:本文从三银镀膜特性、生产工艺流程、使用性能等方进行了介绍,新形势下的建筑节能需要从新型材料的角度出发,应用新材料的重要性不言而喻。
关键词:工艺 性能 试析三银Low-E
随着我国城乡居民生活环境的不断改善,人们对于建筑设施的节能性水平提出了越来越高的要求,如何提高建筑节能性水平已经成为相关单位十分重要的研究课题之一。世界各国正在开始大量推动性的政策与新的技术,低辐射镀膜玻璃材料在这种大环境下也得到了广泛的应用,普及Low-E玻璃材料已经成为未来一段时间的发展趋势。在过去30年来,我国Low-E玻璃得到了快速的发展,从单银、双银一直到现在的三银Low-E玻璃,新型玻璃材料的应用性能得到了不断的提升。三银Low-E玻璃在光透射比方面具有十分明显的优势,能够确保室内光线的供应,同时也具备更低的传热系数与太阳红外线热能透射比,该玻璃材料也已经成为我国建筑领域最符合人性需求、最节能的建筑玻璃。三银Low-E玻璃U值可以维持在1.65/(m2?K)以下,遮阳系数在0.30以下,应用于建筑项目建设中能够发挥出良好的玻璃内表面温度性能,使室内居民生活质量得到明显的改善。
1.三银镀膜玻璃的生产工艺流程
Low-E的生产原理为在玻璃表面通过真空磁控溅射镀膜技术镀上化合物薄膜或多层金属。只有一层银层的材料为单银Low-E玻璃,其结构具体为介质层、阻挡层、银层、阻挡层、介质层、玻璃;有2层银层的材料为双银底膜玻璃,有3层银层的材料为双银底膜玻璃,生产工艺流程如下。
对原始玻璃材料进行去离子清洗处理,再进行风干处理,经过一、二级真空处理后进入超真空处理,制备纳米级电解质层,进一步进行首层纳米功能层、首层阻挡层、纳米级电解质层的制备,制备第2层纳米功能、阻挡层、纳米级电解质层,制备第3层纳米功能、阻挡层、纳米级电解质层,制备保护层,完成多级回气缓冲处理,最终完成检验等后续工序。
生产工艺细节步骤如下:(1)清洗基础玻璃,于真空溅射区固定完毕;(2)通过中频反应磁控溅射、双旋转阴极形成电介质组合层;(3)旋转阴极或平面阴极、通过脉冲磁控制溅射或直流的方式形成第1层银层;(4)旋转阴极和平面阴极,通过直流加脉冲磁控溅射的方式形成第1层阻挡层;(5)通过中频反应磁控溅射沉积和双旋转阴极形成第1电介质组合层;(6)旋转阴极、平面阴极,通过脉冲磁控溅射沉积或直流的方式形成第2层银层;(7)旋转阴极或平面阴极,通过脉冲磁控溅射沉积或直流的方式形成第2层阻挡层;(8)中频反应、双旋转阴极,通过磁控溅射沉积形成第2层电介质组合层;(9)旋转阴极或平面阴极、通过脉冲磁控制溅射或直流的方式形成第3层银层;(10)旋转阴极和平面阴极,通过直流加脉冲磁控溅射的方式形成第3层阻挡层;(11)中频反应、双旋转阴极,通过磁控溅射沉积形成最后的电介质组合层。
三银低辐射膜玻璃通过新型的生产方法、工艺与膜层结构,进一步改进了以往所采用了低辐射镀膜玻璃,新型材料的具有更加优质的选择系数、较低的辐射率,在使用该玻璃材料的情况下能够保持室内外无干扰色,具有较强的耐候性和光学稳定性,可以通过加工设置为各种不同的颜色,在民用建筑玻璃与汽车玻璃中得到了广泛的应用。
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2.三银镀膜玻璃的使用性能
Low-E玻璃作为一种特殊材料,其工艺特点在于将低辐射功能膜设置于玻璃表面,该工艺能够在保留玻璃良好通透性的同时提高玻璃的反射率,使室内热量返逸得到控制,即起到节能作用,也能够保持室内温度。单银、双银、三银Low-E玻璃光透性如下:
单银中空玻璃太阳光透过率为65%,U冬/w?m-2?k-1指标为1.82,U夏/w?m-2?k-1指标为1.81,遮阳系数指标为0.55,G值为0.48;
双银中空玻璃太阳光透过率为61%,U冬/w?m-2?k-1指标为1.7,U夏/w?m-2?k-1指标为1.66,遮阳系数指标为0.41,G值为0.36;
三银中空玻璃太阳光透过率为64%,U冬/w?m-2?k-1指标为1.68,U夏/w?m-2?k-1指标为1.63,遮阳系数指标为0.32,G值为0.28;
由此可知,三银中空玻璃具有G值较低、遮阳系数较低等方面的特点,然而在太阳透光率方面仍然能够保持比较明显的优势。双银产品在厚度控制方面有着比较大的难度,在人们位置角度不同的情况下,外观颜色也会发生变化,对建筑物的美观性会造成一定的影响。采用三银产品则不存在这方面的问题,产品光学性能能够得到明显的提升。双银Low-E玻璃综合运用各种最新的工艺技术,能够将纳米膜度偏差控制在1%以内,其精度误差不会超过0.1nm,该特性能够实现对于玻璃干扰色的高效控制。双银产品在透视颜色方面呈现深、灰色等色调,在视觉感受方面则存在一定的影响。
三银Low-E玻璃U值相对较低,在限制对流的作用下能够对夜晚室内热量起到阻隔作用,避免热量以远红外辐射的形式流失。另外,该材料的还具有较高的G值和遮阳系数,该特能够大幅提升节能性能,相比于常规玻璃材料来说,三银Low-E玻璃能够提升80%的节能水平。
3.三银镀膜技术特点
3.1三银底膜性能
三银镀膜产品由于应用了纳米技术,其表现银层厚度能够控制在1%以内,进而实现更加良好的精度控制,该精度控制技术也是当前最为先进的玻璃材料技术;遮阳系数为3.30,U值不超过1.65w?m-2?k-1,具有优化的节能性能。
3.2三银镀膜结构
相比于常规节能玻璃来说,三银镀膜技术在表现银层的构成方面更加复杂,其应用性能方面的优势主要体现在组合层结构方面。
3.3膜层材料
三银底膜材料中所包含的具体物质为AZO、Nb2O5、Al2O3、Ta2O5、ZnO,SnO2、TiO2等,产品生产成本得到了进一步的控制,这也是三银Low-E玻璃材料能够大面积投入应用的基础条件。
3.4三银镀膜生产工艺
以往所采用的低辐射玻璃材料,其生产工艺主要为于银层加入电介质层,在分散银层厚度的情况下承载遮挡作用,在银层厚度得到提升的情况下保持玻璃材料原有的选择系数,对于外光颜色的调整与透过率不会造成严重的影响,综合性能方面的指标优势更加明显。新型节能玻璃材料要求在提升银层厚度的情况下消除外逃干扰色以及透过率两方面的问题,具体的工艺方法包含以下两点:首先是对腊层进行有针对性的设计,使银层在膜层材料的作用下保持充分的遮挡能力,银层两边层度在一定的比例内维持平衡;其次是通过特殊工艺更加致密地设置阻挡层。
结束语
三银镀膜玻璃具有广阔的市场发展前景,也是未来一段时间范围范围内玻璃材料的主流技术发展趋势,该玻璃材料的应用推动了节能领域节能技术的进步,加速了新形势的应用与旧材料的淘汰,对于我国的现代化建设有着十分重要的意义。因此,有关单位需要对三银Low-E材料的应用特性有一个更加全面的了解,合理使用该材料。
参考文献
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论文作者:黄颖
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/5
标签:玻璃论文; 阴极论文; 材料论文; 磁控溅射论文; 系数论文; 性能论文; 电介质论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;