TaAlN/Ag/TaAlN低辐射薄膜的制备及性能研究
发布时间：2022-06-02 22:01
低辐射玻璃具有很高的远红外反射率和可见光透过率,既能满足室内的采光度又能有很好的节能效果。随着低辐射玻璃在建筑物中的广泛应用以及对低辐射薄膜的深入研究,低辐射薄膜的稳定性逐渐成为目前的研究热点。从成本和性能方面考虑,目前使用的离线低辐射薄膜多为银基低辐射膜,但是银膜不耐磨、不耐化学腐蚀、热稳定性差、耐湿性差。因此,选择合适的保护层,有效保护银膜,提高薄膜附着力,提高低辐射玻璃的使用寿命,显得尤为重要。TaAlN薄膜具有良好的机械性能和优异的化学稳定性,并且制备过程中Ag层不会氧化,是保护层的理想材料。本实验以银靶、钽靶和铝靶为靶材,N2为反应气体,室温下采用射频磁控溅射法在玻璃基片上沉积薄膜。运用紫外可见分光光度计（UV-VIS）、表面轮廓仪、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（SEM）、等仪器对薄膜的各项性能进行检测分析。实验制备了TaAlN薄膜,研究了Ta靶溅射功率、Al靶溅射功率、N2流量和溅射时间等工艺参数对其光学性能的影响,并对其远红外辐射率以及微观结构和表面成分进行了研究。将TaAlN薄膜用作低辐射...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳辐射能量分布图
可见光和红外光几乎涵盖了所有太阳辐射能，可见光辐射能量占太阳能辐射能量的 47%和红外光辐射能量占太阳能辐射能量的 51%。因此，在 0.3μm～2.5μm波长范围，太阳辐射能量的 90%会聚集在此，对这部分辐射普通平板玻璃大部分吸收。吸收辐射能的玻璃自身温度升高便会向周围物体产生热辐射，导致室内温度升高等非节能效应产生。在人类生活空间中，对温度变化产生影响的热源可能来自于上文所提到的太阳红外照射，也可能来自于远红外热辐射能。在室外，非透明物体接受太阳光照射时会吸收太阳光的能量导致自身温度升高,当物体的温度高于外界温度之后,物体自身分子热运动加快，便会以电磁波的形式向外辐射能量,此即热辐射。所以在室外会有物体反射热能（0.3μm～2.5μm）和远红外热辐射（2.5μm～40μm）影响温度变化。而在室内，热能则主要由电器、暖气、火炉、空调所产生的远红外热辐射以及被阳光照射后的家具、地板、人体所再次辐射出的远红外辐射。因此，为了控制室内温度变化，满足人类生产生活需要，人类希望在严寒时有效利用太阳能辐射，并阻止室内热量散失；同时在炎暑季节阻挡室外的红外热辐射进入室内。
图 1.3 单银中空玻璃与普通中空玻璃低辐玻璃能量传输示意图 The energy transfer schematic drawing of ordinary insulating glass and single silver Lowinsulating glass 1.3 是普通中空玻璃与单银中空玻璃的能量传输示意图。从图中可以直白通中空玻璃会产生 80%的热传输损失，与低辐射中空玻璃相比高出了一室内辐射，中空玻璃只反射或对流了 10%，低辐射中空玻璃则可以反射 50%的能量，防止室内热量流失。对于入射太阳能，普通中空玻璃透射4%，低辐射中空玻璃为 60%，降低了 20%的入射能量，可以极大的降低负荷。辐射玻璃的评价指标有很多，不过一般用辐射率 ε 表示低辐射玻璃的绝热透光率表示其可见光透过性。由于人眼对 550nm 处的可见光最为敏感，试验采用薄膜在 550nm 处的透光率来评价薄膜的透光性。根据基尔霍夫相同的温度下，材料的辐射率（物体单位面积辐射的热量和黑体在相同射的热量比）与吸收率 A 相等[6]，即 ε=A。由于当太阳光照射进玻璃时
【参考文献】：
期刊论文
[1]单银基低辐射玻璃的光热性能[J]. 代如成,王中平,张增明,孙腊珍. 物理实验. 2014(09)
[2]低辐射镀膜玻璃的发展现状与市场(上)[J]. 徐美君. 玻璃. 2011(09)
[3]TiNx/SiO2/Ag/SiO2低辐射膜耐H2S气体的腐蚀性能[J]. 黄佳木,郝晓培,鞠明祥. 材料保护. 2011(06)
[4]低辐射膜玻璃的生产与发展[J]. 于萍,张雨丝. 玻璃. 2011(04)
[5]制备工艺参数对TiNx/Ag/TiNx低辐射膜性能的影响[J]. 蒋攀,黄佳木,郝晓培,董思勤. 材料导报. 2010(22)
[6]TiNx/Ag/TiNx复合膜的光学性能[J]. 黄佳木,蒋攀,董思勤. 光学学报. 2010(06)
[7]TiAlN基薄膜抗腐蚀性能的研究进展与展望[J]. 辛慧,宋庆功. 科技创新导报. 2010(03)
[8]磁控溅射制备TiAlCrN硬质薄膜及其抗腐蚀性能[J]. 程立军,宋庆功. 材料保护. 2009(09)
[9]对我国建筑节能工作的思考与建议[J]. 康盛君. 山西建筑. 2009(26)
[10]低辐射建筑节能玻璃研究进展[J]. 张波,张建新,蔡伟. 玻璃与搪瓷. 2008(06)
硕士论文
[1]TiNx/SiO2/Ag/SiO2低辐射复合膜的研究与制备[D]. 鞠明祥.重庆大学 2008
[2]新型低辐射薄膜TiN的APCVD法制备及性能研究[D]. 张涛.浙江大学 2005
本文编号：3653167
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳辐射能量分布图
可见光和红外光几乎涵盖了所有太阳辐射能，可见光辐射能量占太阳能辐射能量的 47%和红外光辐射能量占太阳能辐射能量的 51%。因此，在 0.3μm～2.5μm波长范围，太阳辐射能量的 90%会聚集在此，对这部分辐射普通平板玻璃大部分吸收。吸收辐射能的玻璃自身温度升高便会向周围物体产生热辐射，导致室内温度升高等非节能效应产生。在人类生活空间中，对温度变化产生影响的热源可能来自于上文所提到的太阳红外照射，也可能来自于远红外热辐射能。在室外，非透明物体接受太阳光照射时会吸收太阳光的能量导致自身温度升高,当物体的温度高于外界温度之后,物体自身分子热运动加快，便会以电磁波的形式向外辐射能量,此即热辐射。所以在室外会有物体反射热能（0.3μm～2.5μm）和远红外热辐射（2.5μm～40μm）影响温度变化。而在室内，热能则主要由电器、暖气、火炉、空调所产生的远红外热辐射以及被阳光照射后的家具、地板、人体所再次辐射出的远红外辐射。因此，为了控制室内温度变化，满足人类生产生活需要，人类希望在严寒时有效利用太阳能辐射，并阻止室内热量散失；同时在炎暑季节阻挡室外的红外热辐射进入室内。
图 1.3 单银中空玻璃与普通中空玻璃低辐玻璃能量传输示意图 The energy transfer schematic drawing of ordinary insulating glass and single silver Lowinsulating glass 1.3 是普通中空玻璃与单银中空玻璃的能量传输示意图。从图中可以直白通中空玻璃会产生 80%的热传输损失，与低辐射中空玻璃相比高出了一室内辐射，中空玻璃只反射或对流了 10%，低辐射中空玻璃则可以反射 50%的能量，防止室内热量流失。对于入射太阳能，普通中空玻璃透射4%，低辐射中空玻璃为 60%，降低了 20%的入射能量，可以极大的降低负荷。辐射玻璃的评价指标有很多，不过一般用辐射率 ε 表示低辐射玻璃的绝热透光率表示其可见光透过性。由于人眼对 550nm 处的可见光最为敏感，试验采用薄膜在 550nm 处的透光率来评价薄膜的透光性。根据基尔霍夫相同的温度下，材料的辐射率（物体单位面积辐射的热量和黑体在相同射的热量比）与吸收率 A 相等[6]，即 ε=A。由于当太阳光照射进玻璃时
【参考文献】：
期刊论文
[1]单银基低辐射玻璃的光热性能[J]. 代如成,王中平,张增明,孙腊珍. 物理实验. 2014(09)
[2]低辐射镀膜玻璃的发展现状与市场(上)[J]. 徐美君. 玻璃. 2011(09)
[3]TiNx/SiO2/Ag/SiO2低辐射膜耐H2S气体的腐蚀性能[J]. 黄佳木,郝晓培,鞠明祥. 材料保护. 2011(06)
[4]低辐射膜玻璃的生产与发展[J]. 于萍,张雨丝. 玻璃. 2011(04)
[5]制备工艺参数对TiNx/Ag/TiNx低辐射膜性能的影响[J]. 蒋攀,黄佳木,郝晓培,董思勤. 材料导报. 2010(22)
[6]TiNx/Ag/TiNx复合膜的光学性能[J]. 黄佳木,蒋攀,董思勤. 光学学报. 2010(06)
[7]TiAlN基薄膜抗腐蚀性能的研究进展与展望[J]. 辛慧,宋庆功. 科技创新导报. 2010(03)
[8]磁控溅射制备TiAlCrN硬质薄膜及其抗腐蚀性能[J]. 程立军,宋庆功. 材料保护. 2009(09)
[9]对我国建筑节能工作的思考与建议[J]. 康盛君. 山西建筑. 2009(26)
[10]低辐射建筑节能玻璃研究进展[J]. 张波,张建新,蔡伟. 玻璃与搪瓷. 2008(06)
硕士论文
[1]TiNx/SiO2/Ag/SiO2低辐射复合膜的研究与制备[D]. 鞠明祥.重庆大学 2008
[2]新型低辐射薄膜TiN的APCVD法制备及性能研究[D]. 张涛.浙江大学 2005
本文编号：3653167
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