СТЕКЛО С ПОКРЫТИЕМ, ИМЕЮЩИМ МАЛЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ИЗЛУЧЕНИЯ
LOW-EMISSIVITY COATED GLASS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к солнцезащитному стеклу с покрытием, имеющим малый коэффициент излучения, которое может быть закалено и которое покрыто несколькими слоями из металла, оксида и нитрида металла путем способа напыления в вакууме.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Наиболее важными оптическими свойствами плоского стекла являются пропускание видимого света и пропускание солнечного света. Поскольку оптические свойства стекла изменяются обратно пропорционально толщине стекла, эти два значения пропускания изменяются пропорционально толщине. Например, пропускание видимого света стеклом толщиной 4 мм, изготовленным из той же смеси, равно 89%, и пропускание солнечного света равно 82%, а пропускание видимого света таким же стеклом толщиной 8 мм может составлять 87%, и пропускание солнечного света может составлять 75%. С увеличением толщины стекла пропускание видимого света и пропускание солнечного света снижаются.
Еще одним параметром, влияющим на оптические свойства стекла является способ нанесения покрытия на его поверхность. Одним из способов нанесения покрытия является напыление. Этот способ основан на принципе ускорения и накапливания распыленных частиц размера атомов на поверхности стекла посредством передачи момента от металлической и/или керамической мишени с помощью плазмы инертного газа в вакууме. Этот способ часто используют для получения архитектурных покрытий, имеющих свойство низкого излучения.
В изобретении ЕР 0646551 описано многослойное покрытие, которое наносят на плоское стекло толщиной 2,5 мм - 3,5 мм посредством напыления. Расположение слоев в упомянутом изобретении имеет форму SiNx/SiOxNy/Ni:Cr/Ag/Ni:Cr/SiNx/SiOxNy, начиная от стекла, и толщина слоев составляет 35-45 нм/2 нм/5-12 нм/0,7 нм/45-55 нм, соответственно. Значение коэффициента пропускания видимого света у такого покрытия, измеренное по стандарту ASTM 1991 после термообработки, составляет 76-78%; сопротивление поверхности (Rs) меньше 12 Ом/квадрат; и коэффициент излучения составляет приблизительно 0,12.
2
2
В изобретении ЕР 2281787 описано покрытие, имеющее структуру слоев SnO/Cr/Ag/Cr/SnO, соответственно, начиная от стекла, для стекла с диапазоном толщин 2,2 мм - 6 мм, наносимое способом напыления в вакууме. Коэффициент пропускания видимого света стекла с таким покрытием после термообработки составляет 50-80%; поверхностное сопротивление составляет 5 Ом/квадрат максимум, и его внешний вид нейтральный.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к блоку двойного стекла, имеющему стекло с покрытием, имеющим малый коэффициент излучения, которое нанесено способом напыления, и направлено на устранение вышеуказанных недостатков и внесения новых преимуществ в соответствующую область техники.
Главная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить солнцезащитное стекло с покрытием, имеющим малый коэффициент излучения, которое может быть закалено.
Для реализации всех вышеуказанных целей и целей, которые должны быть поняты их нижеприведенного подробного описания, настоящим изобретением является блок двойного стекла, имеющего покрытие с малым коэффициентом излучения, которое включает несколько слоев из металла, оксида металла и нитрида металла, нанесенных способом напыления в вакууме. Соответственно, настоящее изобретение отличается наличием следующих слоев покрытия с малым коэффициентом излучения на стекле при следующих толщинах:
Слои (материала)
Толщина, нм
Тип
Химическая формула
Стекло
Базовая пластина
Недокись
Недокись
20-40
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
5-15
Хром
Cr
1-4
Серебро
Ag
12-18
Хром
Cr
1-4
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
45-65
и отличается присутствием по меньшей мере одного из оксида цинка-олова, оксида цинка, олова или титана в качестве упомянутой недокиси.
В одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения в качестве недокиси использован оксид цинка-олова.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения структура Cr/(SiNx/SiOxNy) использована как целое, так что SiNx/SiOxNy дальше чем поверхность стекла, на которую нанесено упомянутое покрытие с малым коэффициентом излучения. Таким образом сохраняется механическая стабильность покрытия.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения, слои покрытия использованы как целое в последовательности (SiNx/SiOxNy)/Cr/Ag/Cr/(SiNx/SiOxNy). Таким образом сохраняется стабильность серебра при термообработке.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения после закалки упомянутого стекла значение коэффициента пропускания видимого света двойного стекла составляет 61%.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения после закалки упомянутого стекла совокупное значение коэффициента пропускания солнечного света двойного стекла составляет 43%.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения упомянутое стекло с покрытием имеет максимальную толщину 6 мм.
2
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения после закалки упомянутого стекла, U-значение двойного стекла составляет 1,21 [Вт/м⋅K)].
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения толщина упомянутой недокиси составляет 29-35 нм.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения толщина упомянутого нитрида кремния / оксинитрида кремния, полученная рядом с оксидом цинка-олова составляет 8-12 нм.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения толщина упомянутого хрома составляет 1-3 нм.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения толщина упомянутого серебра составляет 13-16 нм.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения толщина слоя нитрида кремния / оксинитрида кремния, который является конечным слоем, составляет 50-60 нм.
Для того, чтобы реализовать все вышеуказанные цели и цели, которые должны быть поняты из нижеприведенного подробного описания, настоящее изобретение является стеклом с покрытием с малым коэффициентом излучения, которое может быть закалено и которое включает несколько слоев металла, оксида металла и нитрида металла, нанесенных на поверхность стекла способом напыления в вакууме. Соответственно, настоящее изобретение отличается наличием следующих слоев на стекле при следующем диапазоне толщин:
Слои (материала)
Толщина, нм
Тип
Химическая формула
Стекло
Базовая пластина
Недокись
Недокись
20-40
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
5-15
Хром
Cr
1-4
Серебро
Ag
12-18
Хром
Cr
1-4
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
45-65
и отличается присутствием по меньшей мере одного из оксида цинка-олова, оксида цинка, олова или титана в качестве упомянутой недокиси.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения оксид цинка-олова использован в качестве недокиси.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения структура Cr(SiNx/SiOxNy) использована как целое, так что SiNx/SiOxNy дальше чем поверхность стекла, на которую нанесено покрытие с малым коэффициентом излучения.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предмета изобретения слои покрытия использованы как целое в последовательности (SiNx/SiOxNy)/Cr/Ag/Cr/(SiNx/SiOxNy).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 приведен график, который иллюстрирует пропускание в области видимого света (380 нм - 780 нм) и в ближней ультрафиолетовой области (780 нм - 2,5 мкм) покрытия предмета изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данном подробном описании являющееся предметом изобретения стекло с покрытием с малым коэффициентом излучения объяснено со ссылками на примеры без какого-либо ограничительного эффекта, чтобы сделать предмет изобретения более понятным.
Важное место отведено способы напыления, используемому в производстве архитектурных стекол с малым коэффициентом излучения. Настоящее изобретение в общем относится к солнцезащитному стеклу с покрытием с малым коэффициентом излучения 60/40, используемому в качестве стекла для тепловой и световой изоляции в архитектурных системах, к составу упомянутого покрытия и нанесению упомянутого покрытия.
В настоящем изобретении разработано покрытие, включающее несколько слоев металла, оксида металла и нитрида металла на поверхности стекла, нанесенных способом напыления, чтобы получить стекло с покрытием с малым коэффициентом излучения, которое может быть закалено и имеет высокий коэффициент пропускания в применении к поверхности стекла. Упомянутые слои нанесены в вакууме друг на друга в последовательности. Перед нанесением покрытия на стекло выполняется автоматическая мойка и сушка струей воздуха.
Со ссылкой на Фиг.1, в покрытии, являющимся предметом настоящего изобретения, слоем, пропускающим видимый свет лучше, отражающим тепловое излучение в инфракрасном спектре (передающим меньше теплового излучения) и определяющим характеристику кривой, показанной на Фиг.1, является слой серебра, и излучение этого слоя серебра низкое. Поскольку слой серебра, имеющий высокий коэффициент пропускания в видимой области и высокую отражающую способность в инфракрасной области, очень чувствителен к окислению, и поскольку упомянутый слой серебра не обладает хорошей адгезионной способностью, должен быть использован барьерный слой, который устойчив к окислению, термообработке и механическим воздействиям во время нанесения последовательности слоев для защиты слоя серебра от внешних воздействий. В настоящем изобретении в качестве барьерного слоя использован хром, и рядом с хромом использованы SiNx/SiOxNy. Хром готовит основу, обеспечивающую прочную адсорбцию для серебра и защищает серебро от отрицательных воздействий во время процесса нанесения слоя, предусмотренного после серебра, а также поддерживает закалку стекла с покрытием, благодаря своей высокой тепловой стабильности. Тепловая стабильность хрома привлекает внимание, поскольку не происходит диффузии хрома в слой серебра в закаленном продукте, причем известно, что другие материалы, например, никель, диффундируют в серебро во время термообработки. Хром, предусмотренный под слоем серебра, формирует подходящий "затравочный слой" во время нанесения покрытия и обеспечивает прочную ориентацию серебра, этим снижая излучение после закалки. Слои SiNx/SiOxNy, предусмотренные под и над слоем Cr вокруг серебра, предотвращают доступ кислорода даже к слоям Cr.
Слои оксида, металла, оксида металла и нитрида металла наносят друг на друга подходящим образом, при этом стеклу можно придать нейтральность и цветовые свойства, а также желательные тепловые и световые способности. Коэффициент преломления ZnSnOx составляет 2,05 и обеспечивает противоотражающее свойство на слое SiNx/SiOxNy, коэффициент преломления которого изменяется в диапазоне 2,2-2,4, снижает значение отражения на стороне стекла и повышает пропускание в видимой области. Более того, ZnSnOx является материалом с высокой адгезией к поверхности стекла, и его тепловая прочность определяется только нагревом ZnSnOx. Тепловая стабильность SiNx/SiOxNy достаточно высокая и он очень хорошо адсорбируется на стекло и другие слои. Вместо оксида цинка-олова можно использовать оксид цинка, оксид олова или оксид титана.
В процессе нанесения покрытия используются металлические мишени, и плазму получают в среде газообразного аргона, азота и кислорода. Поверхность стекла покрывают, используя газообразный аргон и газообразный азот для слоя покрытия SiNx/SiOxNy; поверхность стекла покрывают посредством реактивного напыления, используя газообразный кислород и газообразный аргон для слоя покрытия ZnSnOx; и поверхность стекла покрывают посредством способа напыления и металлическом режиме, используя только газообразный аргон для слоя покрытия Cr и Ag. В процессе нанесения покрытия магниты регулируют так, чтобы создать максимальное магнитное поле для контакта с пластиной-мишенью.
2
При нанесении ZnSnOx расход кислорода определяют по минимальному напряжению плазмы, и количество газообразного кислорода не определяют в зависимости от гистерезиса. Поскольку у SiNx/SiOxNy гистерезиса нет, наносят только SiNx/SiOxNy, и используют расход газообразного N, имеющего минимальную абсорбцию. В реактивных покрытиях этот процесс обеспечивается посредством окисления и посредством управления напряжением азотирования.
Выполнены 4 экспериментальных исследования для улучшения наиболее идеальной системы солнцезащитного стекла 60/40 с малым коэффициентом излучения, которое может быть закалено, в отношении облегчения производства и оптических свойств.
Пример 1:
В исследовании, выполненном как Пример 1, оксид цинка-олова поместили рядом с хромом, который близок к внешней среде в системе слоя покрытия, нанесенного на поверхность стекла.
Таблица 1.1:
Система слоя покрытия в Примере 1
Слои (материала)
Толщина, нм
Тип
Химическая формула
Стекло
Базовая пластина
Оксид цинка-олова
ZnSnOx
32
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
10
Хром
Cr
2
Серебро
Ag
14,5
Хром
Cr
2
Оксид цинка-олова
ZnSnOx
10
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
50
В этом исследовании, реализованном путем расположения оксида цинка-олова рядом с хромом, наблюдали, что в покрытии проявляется определенная чувствительность в результате расположения оксида цинка-олова и хрома рядом друг с другом, и наблюдали, что покрытие не имеет стойкости к закалке. Поэтому оптические измерения нельзя выполнить. Для устранения чувствительности, появляющейся в результате расположения оксида цинка-олова и хрома рядом друг с другом, возникает необходимость в использовании промежуточного слоя между оксидом цинка-олова и хромом.
Среда и параметры покрытия во время нанесения вышеуказанных слоев на поверхность стекла приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2:
Параметры покрытия
Мощность: кВт
Ar: см<sup>3</sup>/мин
O<sub>2</sub>: см<sup>3</sup>/мин
N<sub>2</sub>: см<sup>3</sup>/мин
Скорость: м/мин
Число циклов
ZnSnOx
1,7
30
60
-
1,98
4
SiNx/SiOxNy
1
50
-
20
0,62
1
Cr
0,4
50
-
-
2
1
Ag
0,53
50
-
-
2
1
Cr
0,4
50
-
-
2
1
ZnSnOx
1,7
30
60
-
1,5
1
SiNx/SiOxNy
1
50
-
20
0,62
5
Пример 2
В исследовании, выполненном как Пример 2, для обеспечения стойкости к закалке стекла с покрытием, нанесенным на поверхность стекла, разработана новая структура, где нитрид кремния / оксинитрид кремния предусмотрен в качестве барьерного слоя между оксидом цинка-олова и хромом. В этом случае система слоев приведена в таблице 2.1.
Таблица 2.1:
Система слоев покрытия в Примере 2
Слои (материал)
Толщина, нм
Тип
Химическая формула
Стекло
Базовая пластина
Оксид цинка-олова
ZnSnOx
32
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
10
Хром
Cr
2
Серебро
Ag
14,5
Хром
Cr
2
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
10
Оксид цинка-олова
ZnSnOx
32
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
10
В этом случае получено солнцезащитное стекло с покрытием, имеющим малый коэффициент излучения, которое может быть закалено. Однако наблюдали, что механическая стойкость этой системы слоев недостаточна перед закалкой и после закалки. Более того, слой ZnSnOx, помещенный под конечный слой, приводит к загрязнению газом в случае, когда газоизоляция между мишенями ZnSnOx и SiNx/SiOxNy недостаточная, и эти материалы влияют друг на друга.
Параметры нанесения вышеуказанных слоев приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2:
Параметры покрытия
Мощность: кВт
Ar: см<sup>3</sup>/мин
O<sub>2</sub>: см<sup>3</sup>/мин
N<sub>2</sub>: см<sup>3</sup>/мин
Скорость: м/мин
Число циклов
ZnSnOx
1,7
15
44
-
13
3
SiNx/SiOxNy
1
15
-
16
0,43
1
Cr
0,4
50
-
-
2
1
Ag
0,53
50
-
-
2
1
Cr
0,4
50
-
-
2
1
SiNx/SiOxNy
1
15
-
16
0,43
1
ZnSnOx
1,7
15
44
-
1,3
3
SiNx/SiOxNy
1
15
-
16
0,43
1
Свойства стекла с покрытием, имеющим расположение слоев как в Таблице 2.1, когда покрытие нанесено на второе с внешней стороны в направлении внутренней стороны для конфигурации 6+16ar-воздух+6 мм, перед закалкой и после закалки приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3:
Световые и тепловые характеристики и цветовые параметры для конфигурации 6+16ar-воздух+6 (№2) структуры из Примера 2 перед закалкой и после закалки
Перед закалкой
После закалки
U-значение
1,24 [Вт/(м<sup>2</sup>⋅K)]
1,22 [Вт/(м<sup>3</sup>⋅K)]
Коэффициент пропускания света в видимой области (%)
61
60,5
Совокупный коэффициент пропускания солнечного света (%)
46
45
Коэффициент пропускания ультрафиолета(%)
17
20
Ta
-3,45
-3,87
Tb
2,28
2,16
Ru,a
-0,48
0,31
Ru,b
-13,40
-15,00
Свойства одинарного стекла с покрытием, имеющего расположение слоев как в Таблице 2.1, перед закалкой и после закалки приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4:
Оптические характеристики и цветовые параметры одинарного стекла толщиной 6 мм с покрытием
Перед закалкой
После закалки
Коэффициент пропускания света в видимой области (%)
69
68
Коэффициент пропускания солнечного света (%)
47
46
Коэффициент пропускания ультрафиолета (%)
22
26
Ta
-3,45
-3,87
Tb
2,28
2,16
Ru,a
-0,48
-0,31
Ru,b
-13,40
-15
Пример 3
В исследовании, выполненном как Пример 3, чтобы улучшить механическую стойкость перед закалкой, слой ZnSnOx добавлен в качестве конечного слоя в систему слоев покрытия, нанесенного на поверхность стекла.
Таблица 3.1:
Расположение слоев покрытия в Примере 3
Слои (материал)
Толщина, нм
Тип
Химическая формула
Стекло
Базовая пластина
Оксид цинка-олова
ZnSnOx
32
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
10
Хром
Cr
2
Серебро
Ag
14,5
Хром
Cr
2
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
10
Оксид цинка-олова
ZnSnOx
25
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
10
Оксид цинка-олова
ZnSnOx
6,5
Параметры нанесения вышеуказанных слоев приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2:
Параметры покрытия
Мощность: кВт
Ar: см<sup>3</sup>/мин
O<sub>2</sub>: см<sup>3</sup>/мин
N<sub>2</sub>: см<sup>3</sup>/мин
Скорость: м/мин
Число циклов
ZnSnOx
1,7
28
54
1,25
3
SiNx/SiOxNy
1
50
-
35
0,35
1
Cr
0,18
30
-
-
2
1
Ag
0,73
50
-
-
2
1
Cr
0,18
30
-
-
2
1
SiNx/SiOxNy
1
50
-
35
0,35
1
ZnSnOx
1,7
28
54
1,62
3
SiNx/SiOxNy
1
50
-
35
0,35
1
ZnSnOx
1,7
28
54
2
1
Свойства стекла с покрытием перед закалкой и после закалки, имеющего расположение слоев как в Таблице 3.1, так что покрытие нанесено на вторую поверхность, начиная с внешней стороны в направлении внутренней стороны для конфигурации 6+16ar-воздух+6 мм, приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.3:
Световые и тепловые эксплуатационные характеристики и цветовые параметры для конфигурации 6+16ar-воздух+6 (№2) структуры из Примера 3 перед закалкой и после закалки
Перед закалкой
После закалки
U-значение
1,24 [Вт/(м<sup>2</sup>⋅K)]
1,17 [Вт/(м<sup>2</sup>⋅K)]
Коэффициент пропускания света в видимой области (%)
61
61
Совокупный коэффициент пропускания солнечного света (%)
45
44
Коэффициент пропускания ультрафиолета (%)
17
24
Ta
-3,85
-4,17
Tb
4,45
-0,44
Ru,a
0,84
2,97
Ru,b
-14,43
-12,38
Как показано в Таблице 3.1, механическая прочность стекла перед закалкой, на которое нанесено покрытие с данным расположением слоев, повышена. Однако после закалки на участках поверхности встречается помутнение, и качество закалки снижается.
Свойства одинарного стекла перед закалкой и после закалки с покрытием, имеющим расположение слоев как в Таблице 3.1, приведены в таблице 2.4.
Таблица 3.4:
Оптические характеристики и цветовые параметры одинарного стекла толщиной 6 мм с покрытием
Перед закалкой
После закалки
Коэффициент пропускания света в видимой области (%)
68
68
Коэффициент пропускания солнечного света (%)
46
46
Коэффициент пропускания ультрафиолета (%)
22
31
Ta
-3,85
-4,17
Tb
4,45
0,44
Ru,a
-0,84
2,97
Ru,b
-14,43
-12,38
Пример 4
В исследовании, выполненном как Пример 4, в расположении слоев покрытия, нанесенного на поверхность стекла, использованы нитрид кремния / оксинитрид кремния, толщина которых повышена как толщина конечного слоя после хрома, чтобы предотвратить загрязнение газом и чтобы устранить проблемы с механической прочностью и закалкой, упомянутые в других примерах.
Таблица 4.1:
Расположение слоев солнцезащитного покрытия с малым коэффициентом излучения
Слои (материал)
Толщина, нм
Тип
Химическая формула
Стекло
Базовая пластина
Оксид цинка-олова
ZnSnOx
20-40
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
5-15
Хром
Cr
1-4
Серебро
Ag
12-18
Хром
Cr
1-4
Нитрид кремния / Оксинитрид кремния
SiNx/SiOxNy
45-65
В предпочтительном варианте толщина слоев, указанных в Таблице 4.1, составляет 32 нм для ZnSnOx; 10 нм для SiNx/SiOxNy, расположенного рядом с ZnSnOx; 2 нм для Cr, 14,5 нм для Ag и 60 нм для SiNx/SiOxNy, расположенного в конечном слое. Вместо оксида цинка-олова может быть использован оксид цинка, олова или титана. Параметры нанесения вышеуказанных слоев приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2:
Параметры покрытия
Мощность: кВт
Ar: см<sup>3</sup>/мин
O<sub>2</sub>: см<sup>3</sup>/мин
N<sub>2</sub>: см<sup>3</sup>/мин
Скорость: м/мин
Число циклов
ZnSnOx
1,7
15
44
1,3
3
SiNx/SiOxNy
1
15
-
16
0,43
1
Cr
0,4
50
-
-
2
1
Ag
0,53
50
-
-
2
1
Cr
0,4
50
-
-
2
1
SiNx/SiOxNy
1
15
-
16
0,43
6
Свойства стекла перед закалкой и после закалки с покрытием, имеющим расположение слоев как в Таблице 4.1, которое нанесено на вторую поверхность, начиная с внешней стороны в направлении внутренней стороны, для конфигурации 6+16ar-воздух+6 мм приведены в таблице 4.3.
Таблица 4.3:
Световые и тепловые эксплуатационные характеристики и цветовые параметры для конфигурации 6+16ar-воздух+6 (№2) структуры из Примера 4 перед закалкой и после закалки
Перед закалкой
После закалки
U-значение
1,24 [Вт/(м<sup>2</sup>⋅K)]
1,21 [Вт/(м<sup>2</sup>⋅K)]
Коэффициент пропускания света в видимой области (%)
60
61
Совокупный коэффициент пропускания солнечного света (%)
44
43
Коэффициент пропускания ультрафиолета (%)
19
22
Отражение в видимой области, внутрь (%)
13
14,7
Отражение в видимой области, наружу (%)
18
19
Ta
-3,9
-4,76
Tb
3
0,76
Ru,a
-0,4
0,98
Ru,b
-11
-11,05
Поскольку нитрид кремния расположен рядом с хромом, кислород, который может присутствовать в среде, не может достигнуть хрома. Хром, расположенный под слоем серебра, формирует подходящий "затравочный слой" во время нанесения покрытия и обеспечивает прочную ориентацию серебра и, таким образом, улучшает свойство низкого излучения, позволяя покрытию быть более селективным. Кроме того, поскольку слой хрома не меняет форму после закалки, он продолжает оказывать механическую. поддержку серебру. Сохранение серебра от всех воздействий, например, присутствия кислорода, обеспечивается автоматически, благодаря расположению слоев в покрытии. Поскольку никакого процесса с участием кислорода рядом с серебром не происходит, нет необходимости в использовании мишени для предотвращения повреждения слоя серебра кислородом в процессе производства.
В то же время, нитрид кремния нанесен как конечный слой, и обеспечена механическая прочность этого конечного слоя. Более того, тепловая стабильность слоя SiNx/SiOxNy достаточно высокая, и он очень плотно прилегает к стеклу и к другим слоям. Таким образом, нитрид кремния способствует закалочному свойству стекла с покрытием помимо его совместимости с хромом. Оптические характеристики и цветовые параметры одинарного стекла с покрытием приведены в таблице 4.4.
Таблица 4.4:
Оптические характеристики и цветовые параметры одинарного стекла толщиной 6 мм с покрытием
Перед закалкой
После закалки
Коэффициент пропускания света в видимой области (%)
69
69
Коэффициент пропускания солнечного света (%)
46
45
Коэффициент пропускания ультрафиолета (%)
24
29
Отражение в видимой области, на стороне
7
8
пленки (%)
Отражение в видимой области, на стороне стекла (%)
14
16
Ta
-3,9
-4,76
Tb
3
0,76
Ru,a
-0,4
0,98
Ru,b
-11
-11,05
Как можно видеть в вышеприведенных таблицах, оптические значения в Примере 1, Примере 2, Примере 3 и Примере 4 близки друг к другу. Однако, между покрытиями существуют большие различия в закалке и механической прочности. В стекле, полученном с расположением из Примера 1, в покрытии формируется чувствительность, так как оксид цинка-олова и хром находятся рядом друг с другом, и она не ослабевает во время закалки. Механическая прочность стекла с расположением слоев из Примера 2 даже перед закалкой не значительная, и слой ZnSnOx, расположенный под конечным слоем, приводит к загрязнению газом, и материалы действуют друг на друга, если нет достаточной газоизоляции между мишенями ZnSnOx и SiNx/SiOxNy. При расположении слоев из Примера 3 помутнение встречается на участках поверхности стекла после закалки, и качество закалки снижается.
При сравнении значений механической прочности покрытия, приведенных в Примере 4, с другими эквивалентными стеклами, имеющимися в продаже, из Таблицы 5 видно, что способность к закалке и механическая прочность нашего покрытия лучше. Поверхностное сопротивление стекла с покрытием после нанесения (перед закалкой) составляет 6,5 Ом/квадрат, и это значение уменьшается до 5,4 Ом/квадрат после закалки. Значение поверхностного сопротивления после закалки уменьшается на 1 единицу и улучшает U-значение. Свойство поверхностного сопротивления покрытия реализовано путем использования фетров, которые имеют форму полосы Эрихсена (Erichsen) и которые имеют массу 500 г в абразиметре Табера модели 5151 перед закалкой и после закалки.
Таблица 5:
Результаты теста Табера для Примера 4
ЧИСЛО ЦАРАПИН ПЕРЕД ЗАКАЛКОЙ
Число оборотов
Пример 4
Эквивалент 1
Эквивалент 2
Эквивалент 3
Эквивалент 4
20
8
400
282
4
11
40
10
800
410
11
32
60
11
1000
650
13
47
80
12
1200
820
16
56
100
14
1500
1000
17
87
ЧИСЛО ЦАРАПИН ПОСЛЕ ЗАКАЛКИ
Число оборотов
Пример 4
Эквивалент 1
Эквивалент 2
Эквивалент 3
Эквивалент 4
20
7
270
132
34
3
40
18
500
183
76
7
60
22
750
260
Точки и царапины на всей поверхности
25
80
26
1000
390
2 слоя точек и царапин на всей поверхности
43
100
30
1200
482
3 слоя точек и царапин на всей поверхности
54
Со ссылкой на Таблицу 5, перед закалкой стекла из Эквивалента 3 и стекла из Примера 4, даже если они имеют сходную механическую прочность, видно, что механическая прочность стекла из Эквивалента 3 после закалки значительно ниже. Кроме того, стекло из Примера 4 имеет более высокую механическую прочность после закалки по сравнению со всеми примерами эквивалентных стекол при высоком числе оборотов. Использование SiNx/SiOxNy в качестве конечного слоя значительной толщины оказывает важное влияние на эту прочность. В условиях, приведенных для Примера 4, используется способ напыления, и показатели царапин при оборотах, приведенных в Таблице 5 для этого солнцезащитного стекла с покрытием, имеющим малый коэффициент излучения, и с расположением слоев, нанесенных способом напыления, показывают, что механическая прочность упомянутого стекла достаточно высокая по сравнению с эквивалентными стеклами.
Все толщины слоев определены с помощью стилусного профилометра Tencor Alpha Step 500 и профилометра Daktek Surface Profiler.
Объем охраны настоящего изобретения определен в прилагаемой формуле изобретения и не может быть ограничен иллюстративным раскрытием, приведенным выше в разделе "Подробное описание". Поэтому специалист в соответствующей области техники очевидно сможет выполнить подобные варианты осуществления в свете вышеприведенного раскрытия без отхода от основных принципов настоящего изобретения.