低輻射鍍膜玻璃研究開發(fā)進展

李兆方

東莞南玻工程玻璃有限公司

低輻射鍍膜玻璃研究開發(fā)進展

李兆方

東莞南玻工程玻璃有限公司

低輻射鍍膜玻璃其獨具的防止熱輻射和良好的可見光透過率，使在各領(lǐng)域中備受關(guān)注本文就針對低輻射鍍膜玻璃各項特性，對低輻射鍍膜玻璃的制備方法及其特點等進行綜述，并展望了低輻射鍍膜玻璃未來的發(fā)展和應(yīng)用方向。

低輻射；鍍膜；玻璃；研究開發(fā)；進展

隨著人們綠色節(jié)能意識的提高，以低能耗節(jié)能型建筑為代表新型綠色建筑在我國有了快速的發(fā)展。在建筑中眾所周知，門窗的能量擴散是最大的，因此門窗節(jié)能是實現(xiàn)綠色建筑的一項重要保證。低輻射鍍膜玻璃的出現(xiàn)，將門窗的節(jié)能性能大幅提高變?yōu)榭赡?。在國外低輻射鍍膜玻璃的使用率已達到90%以上，而我國使用率還很低，伴隨我國能源戰(zhàn)略的從高能耗向綠色低碳方向的轉(zhuǎn)移，國內(nèi)的低輻射鍍膜玻璃研究得到迅猛發(fā)展，下面本文就針對低輻射鍍膜玻璃各項特性，對低輻射鍍膜玻璃的制備方法及其特點等進行綜述，并對低輻射鍍膜玻璃未來的發(fā)展方向和應(yīng)用進行展望。

1 低輻射鍍膜玻璃的特性

1.1 低輻射鍍膜玻璃的光學(xué)特性

低輻射鍍膜玻璃的光學(xué)特性主要有以下幾點：

（1）可見光透過率高、發(fā)射率低。波長在400-760納米的可見光對低輻射鍍膜玻璃的透過率在0.8以上，而發(fā)射率卻低于11%。這樣低輻射鍍膜玻璃做的門窗有較高的采光性，又不會造成光污染。

（2）紫外線透射率低。由于低輻射鍍膜玻璃不僅可以阻擋波長300納米的紫外線，而且其內(nèi)膜中的金屬離子可以有效吸收波長300-380納米的紫外線，可以阻擋55%以上的紫外線透射到室內(nèi)。

（3）紅外線透過率低、發(fā)射率高。由于低輻射鍍膜玻璃內(nèi)膜中的金屬層電導(dǎo)率高，可以阻擋波長大于760納米的紅外線穿過鍍膜，同時由于紅外線震蕩頻率的降低，遠小于金屬離子的震蕩頻率，對紅外線的發(fā)射率升高。

1.2 低輻射鍍膜玻璃的熱特性

低輻射鍍膜玻璃顧名思義其表面輻射率在0.25以下，而且熱傳導(dǎo)率也較低一般在1.9上下，這個特性遠遠超過普通玻璃的表面輻射率0.84。

2 低輻射鍍膜玻璃的制備方法

2.1 低輻射鍍膜玻璃的制備方法及其特點

目前低輻射鍍膜玻璃的制備分為在線法和離線法兩大類。

在線法是指在普通浮法玻璃生產(chǎn)線上利用高溫熱解法生產(chǎn)玻璃的過程中就生產(chǎn)線上給玻璃鍍上膜層。因為這種膜是在生產(chǎn)線上玻璃溫度較高的時候鍍上的，這種工藝下鍍膜實際上是膜與玻璃基本上融為一體，所以稱之為硬膜低輻射玻璃。這種工藝生產(chǎn)的低輻射鍍膜玻璃因為膜層與玻璃結(jié)合緊密，所以膜層經(jīng)久耐用，而且膜層不會出現(xiàn)脫落和變色，可以暴露在空氣中，這樣玻璃既可以單片應(yīng)用也可以夾膠制成中空玻璃，而且玻璃加工容易，同時這種玻璃還具有良好的能透過率（即通常所說的U值），一般情況下冬天為3.7，夏天為2.8。但是在線法生產(chǎn)的玻璃其膜層色彩、特性等特性單一，而且對于生產(chǎn)線要求高且一種生產(chǎn)線只能生產(chǎn)單一品種的玻璃。所以大大限制這種玻璃的使用范圍和生產(chǎn)。

離線法是指在玻璃下了生產(chǎn)線以后用真空蒸鍍或磁控濺射等工藝在玻璃表面鍍制低輻射薄膜的方法。這種生產(chǎn)工藝主要是在真空室內(nèi)將玻璃作為基片，室內(nèi)的濺射源作為陽極，并向外正離子，正離子在磁場的作用下形成等離子區(qū)轟擊靶材（通常采用金、銀、銅或鉛等）產(chǎn)生濺射濺射粒子的中性原子在基片上沉積成膜。離線法生產(chǎn)的低輻射玻璃其各項特性往往優(yōu)于在線法生產(chǎn)的玻璃。首先由于離線法生產(chǎn)過程中轟擊靶材陰陽兩極之間的電流可以控制，這樣鍍膜的厚度可控而且重復(fù)性較好，可以獲得大面積厚度均勻的膜層，同時在成膜過程中基片在等離子區(qū)經(jīng)過反復(fù)的清洗和激活，使得膜層與基片有較強的附著力；因為是用濺射發(fā)，所以靶材可以是合金和純金屬，這樣膜層的色彩比較豐富，甚至可以將銀等貴金屬作為靶材制成仿金膜，而且膜層的純度較高。

3 低輻射鍍膜玻璃研究開發(fā)與應(yīng)用

基于低輻射鍍膜玻璃的光學(xué)和熱輻射特性，其被廣泛的應(yīng)用于多個領(lǐng)域，下面就這些開發(fā)應(yīng)用做簡要的介紹。

3.1 低輻射鍍膜玻璃在建筑中的應(yīng)用

目前低輻射鍍膜玻璃主要的應(yīng)用領(lǐng)域是在建筑行業(yè)中，由于其良好的防止熱輻射性能，用在建筑門窗上可以大大建筑的能耗，這種門窗不僅有良好的采光性，而且隔熱保溫和陽光得熱性能十分突出。對于大型建筑的玻璃幕墻如果大面積的采用低輻射鍍膜玻璃，不僅可以有效阻止室內(nèi)外的熱輻射，而且其特殊的鍍層可以改善建筑對光譜的選擇性，同時由于鍍膜色彩的多樣性，為設(shè)計師對幕墻設(shè)計的藝術(shù)效果有了更大的選擇余地，并有效解決了普通玻璃幕墻的光污染問題。隨著人們綠色節(jié)能意識的提高，低輻射鍍膜玻璃在建筑中使用的越來越多，中國十三五節(jié)能規(guī)劃中，對節(jié)能環(huán)保建材的應(yīng)用提出了新要求，規(guī)劃中新增建筑中節(jié)能環(huán)保建材使用率要達到30%以上，而在2010年低輻射鍍膜玻璃在建筑行業(yè)中的使用率只有9%左右，今后低輻射鍍膜玻璃在建筑行業(yè)將具有更大的發(fā)展空間。

3.2 低輻射鍍膜玻璃在汽車工業(yè)的應(yīng)用

在夏季，停車場常常可以看到一些汽車前擋風(fēng)玻璃放一些反光貼，防止車內(nèi)溫度過高，這說明汽車擋風(fēng)玻璃的抗熱輻射能力還比較差，如果將低輻射鍍膜玻璃應(yīng)用于汽車擋風(fēng)玻璃中，可以有效的降低陽光的熱輻射穿透率，而且玻璃的透射能力與現(xiàn)有的汽車擋風(fēng)玻璃相差無幾。這樣就可以減少汽車空調(diào)的使用，從而降低了能耗。更為獨特的優(yōu)勢就是，低輻射鍍膜玻璃中膜層多為金屬，具有良好的導(dǎo)電性能，這樣在冬季可以直接通電對玻璃進行除霜，而不影響駕駛者的駕駛視野，遠優(yōu)于目前在擋風(fēng)玻璃中夾金屬絲的視覺效果。

3.3 低輻射鍍膜玻璃在家用電器中的應(yīng)用

可視冰箱的除霜和結(jié)露問題一直困擾著設(shè)計者，但問題歸根結(jié)底還是冰箱的隔熱問題沒解決，如果可視冰箱的玻璃門采用低輻射鍍膜玻璃，這個問題就迎刃而解了，因為低輻射玻璃具有可見光透過率高、清晰度高、紅外線發(fā)射率高、更加節(jié)能、膜層具有導(dǎo)電性、可以加熱、有效防止玻璃表面結(jié)露、消散電磁等特點，利用這些特點，可以隔斷冰箱內(nèi)部與外部環(huán)境之間的輻射熱交換，保持可視冰箱單層門玻璃外表面溫度不低于環(huán)境中的空氣露點溫度，從而有效防止可視冰柜單層門玻璃表面出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

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