低辐射镀膜玻璃研究开发进展

李兆方

东莞南玻工程玻璃有限公司

低辐射镀膜玻璃研究开发进展

李兆方

东莞南玻工程玻璃有限公司

低辐射镀膜玻璃其独具的防止热辐射和良好的可见光透过率，使在各领域中备受关注本文就针对低辐射镀膜玻璃各项特性，对低辐射镀膜玻璃的制备方法及其特点等进行综述，并展望了低辐射镀膜玻璃未来的发展和应用方向。

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随着人们绿色节能意识的提高，以低能耗节能型建筑为代表新型绿色建筑在我国有了快速的发展。在建筑中众所周知，门窗的能量扩散是最大的，因此门窗节能是实现绿色建筑的一项重要保证。低辐射镀膜玻璃的出现，将门窗的节能性能大幅提高变为可能。在国外低辐射镀膜玻璃的使用率已达到90%以上，而我国使用率还很低，伴随我国能源战略的从高能耗向绿色低碳方向的转移，国内的低辐射镀膜玻璃研究得到迅猛发展，下面本文就针对低辐射镀膜玻璃各项特性，对低辐射镀膜玻璃的制备方法及其特点等进行综述，并对低辐射镀膜玻璃未来的发展方向和应用进行展望。

1 低辐射镀膜玻璃的特性

1.1 低辐射镀膜玻璃的光学特性

低辐射镀膜玻璃的光学特性主要有以下几点：

（1）可见光透过率高、发射率低。波长在400-760纳米的可见光对低辐射镀膜玻璃的透过率在0.8以上，而发射率却低于11%。这样低辐射镀膜玻璃做的门窗有较高的采光性，又不会造成光污染。

（2）紫外线透射率低。由于低辐射镀膜玻璃不仅可以阻挡波长300纳米的紫外线，而且其内膜中的金属离子可以有效吸收波长300-380纳米的紫外线，可以阻挡55%以上的紫外线透射到室内。

（3）红外线透过率低、发射率高。由于低辐射镀膜玻璃内膜中的金属层电导率高，可以阻挡波长大于760纳米的红外线穿过镀膜，同时由于红外线震荡频率的降低，远小于金属离子的震荡频率，对红外线的发射率升高。

1.2 低辐射镀膜玻璃的热特性

低辐射镀膜玻璃顾名思义其表面辐射率在0.25以下，而且热传导率也较低一般在1.9上下，这个特性远远超过普通玻璃的表面辐射率0.84。

2 低辐射镀膜玻璃的制备方法

2.1 低辐射镀膜玻璃的制备方法及其特点

目前低辐射镀膜玻璃的制备分为在线法和离线法两大类。

在线法是指在普通浮法玻璃生产线上利用高温热解法生产玻璃的过程中就生产线上给玻璃镀上膜层。因为这种膜是在生产线上玻璃温度较高的时候镀上的，这种工艺下镀膜实际上是膜与玻璃基本上融为一体，所以称之为硬膜低辐射玻璃。这种工艺生产的低辐射镀膜玻璃因为膜层与玻璃结合紧密，所以膜层经久耐用，而且膜层不会出现脱落和变色，可以暴露在空气中，这样玻璃既可以单片应用也可以夹胶制成中空玻璃，而且玻璃加工容易，同时这种玻璃还具有良好的能透过率（即通常所说的U值），一般情况下冬天为3.7，夏天为2.8。但是在线法生产的玻璃其膜层色彩、特性等特性单一，而且对于生产线要求高且一种生产线只能生产单一品种的玻璃。所以大大限制这种玻璃的使用范围和生产。

离线法是指在玻璃下了生产线以后用真空蒸镀或磁控溅射等工艺在玻璃表面镀制低辐射薄膜的方法。这种生产工艺主要是在真空室内将玻璃作为基片，室内的溅射源作为阳极，并向外正离子，正离子在磁场的作用下形成等离子区轰击靶材（通常采用金、银、铜或铅等）产生溅射溅射粒子的中性原子在基片上沉积成膜。离线法生产的低辐射玻璃其各项特性往往优于在线法生产的玻璃。首先由于离线法生产过程中轰击靶材阴阳两极之间的电流可以控制，这样镀膜的厚度可控而且重复性较好，可以获得大面积厚度均匀的膜层，同时在成膜过程中基片在等离子区经过反复的清洗和激活，使得膜层与基片有较强的附着力；因为是用溅射发，所以靶材可以是合金和纯金属，这样膜层的色彩比较丰富，甚至可以将银等贵金属作为靶材制成仿金膜，而且膜层的纯度较高。

3 低辐射镀膜玻璃研究开发与应用

基于低辐射镀膜玻璃的光学和热辐射特性，其被广泛的应用于多个领域，下面就这些开发应用做简要的介绍。

3.1 低辐射镀膜玻璃在建筑中的应用

目前低辐射镀膜玻璃主要的应用领域是在建筑行业中，由于其良好的防止热辐射性能，用在建筑门窗上可以大大建筑的能耗，这种门窗不仅有良好的采光性，而且隔热保温和阳光得热性能十分突出。对于大型建筑的玻璃幕墙如果大面积的采用低辐射镀膜玻璃，不仅可以有效阻止室内外的热辐射，而且其特殊的镀层可以改善建筑对光谱的选择性，同时由于镀膜色彩的多样性，为设计师对幕墙设计的艺术效果有了更大的选择余地，并有效解决了普通玻璃幕墙的光污染问题。随着人们绿色节能意识的提高，低辐射镀膜玻璃在建筑中使用的越来越多，中国十三五节能规划中，对节能环保建材的应用提出了新要求，规划中新增建筑中节能环保建材使用率要达到30%以上，而在2010年低辐射镀膜玻璃在建筑行业中的使用率只有9%左右，今后低辐射镀膜玻璃在建筑行业将具有更大的发展空间。

3.2 低辐射镀膜玻璃在汽车工业的应用

在夏季，停车场常常可以看到一些汽车前挡风玻璃放一些反光贴，防止车内温度过高，这说明汽车挡风玻璃的抗热辐射能力还比较差，如果将低辐射镀膜玻璃应用于汽车挡风玻璃中，可以有效的降低阳光的热辐射穿透率，而且玻璃的透射能力与现有的汽车挡风玻璃相差无几。这样就可以减少汽车空调的使用，从而降低了能耗。更为独特的优势就是，低辐射镀膜玻璃中膜层多为金属，具有良好的导电性能，这样在冬季可以直接通电对玻璃进行除霜，而不影响驾驶者的驾驶视野，远优于目前在挡风玻璃中夹金属丝的视觉效果。

3.3 低辐射镀膜玻璃在家用电器中的应用

可视冰箱的除霜和结露问题一直困扰着设计者，但问题归根结底还是冰箱的隔热问题没解决，如果可视冰箱的玻璃门采用低辐射镀膜玻璃，这个问题就迎刃而解了，因为低辐射玻璃具有可见光透过率高、清晰度高、红外线发射率高、更加节能、膜层具有导电性、可以加热、有效防止玻璃表面结露、消散电磁等特点，利用这些特点，可以隔断冰箱内部与外部环境之间的辐射热交换，保持可视冰箱单层门玻璃外表面温度不低于环境中的空气露点温度，从而有效防止可视冰柜单层门玻璃表面出现结露现象。

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