Низкоэмиссионное покрытие

Изобретение относится к области низкоэмиссионных покрытий, получаемых вакуумными методами на прозрачных материалах, например стеклах. Технической задачей изобретения является создание низкоэмиссионного покрытия с более высоким коэффициентом пропускания света в видимой области спектра 0,4-0,7 мкм. Низкоэмиссионное покрытие содержит два слоя, причем прилегающий к подложке слой выполнен из оксида олова геометрической толщиной 200-300 нм, а внешний слой выполнен из фтористого магния геометрической толщиной 92-98 нм. Низкоэмиссионное покрытие обладает коэффициентом пропускания света в видимой области спектра до 95% и коэффициентом отражения в инфракрасной области спектра до 85%. 1 ил.

 

Изобретение относится к области низкоэмиссионных покрытий, получаемых вакуумными методами на прозрачных материалах, например стеклах, и обеспечивающих высокий коэффициент пропускания света в видимой области спектра при высоком коэффициенте отражения в инфракрасной области спектра.

Низкоэмиссионное покрытие может быть использовано в оконных стеклопакетах, что актуально при строительстве зданий, поскольку снижает потери тепла, вызываемые инфракрасным излучением через оконное стекло, в холодное время года и уменьшает приток тепла в кондиционируемые помещения в теплое время года.

Известно низкоэмиссионное покрытие, нанесенное методом магнетронного распыления на прозрачную подложку, содержащее четыре слоя, расположенные от подложки в следующем порядке: слой диоксида титана геометрической толщиной 10-60 нм, слой металла геометрической толщиной 7-27 нм, выполненный из серебра или меди, слой титана геометрической толщиной 5-35 нм, слой диэлектрика, выполненный из диоксида титана, геометрической толщиной 10-120 нм. Слой титана наносится для предотвращения окисления металла (меди или серебра) в процессе нанесения верхнего слоя диэлектрика, который осаждается в среде кислорода, см. патент RU 2190692, МПК С23С 14/8, С03С 17/36, 2001. Указанное низкоэмиссионное покрытие обеспечивает отражение в инфракрасной области спектра 80-85%.

Недостатками известного низкоэмиссионного покрытия являются невысокий коэффициент пропускания, который в видимой области спектра 0,4-0,7 мкм не превышает 80%, необходимость нанесения четырех слоев.

Известно низкоэмиссионное покрытие, нанесенное, по меньшей мере, двумя методами на прозрачную подложку, преимущественно из стекла, содержащее три слоя, расположенные от подложки в следующем порядке: слой геометрической толщиной 70-135 нм, с показателем преломления 1,65-1,90, функциональный слой с низкой эмиссионной способностью из оксида металла (оксидов металлов) геометрической толщиной 300-450 нм, с показателем преломления, близким к 2, слой геометрической толщиной 70-110 нм с показателем преломления 1,4-1,70, см. патент RU 2127231, МПК С03С 17/34, 1994. Указанное низкоэмиссионное покрытие обеспечивает отражение в инфракрасной области спектра 80-85%.

Недостатками известного низкоэмиссионного покрытия являются недостаточно высокий коэффициент пропускания, который в видимой области спектра 0,4-0,7 мкм не превышает 86%, необходимость нанесения трех слоев, использование нескольких методов нанесения разных слоев покрытия.

Наиболее близким по технической сущности является низкоэмиссионное покрытие, нанесенное вакуумными методами на прозрачную стеклянную подложку, содержащее два слоя, расположенные от подложки в следующем порядке: слой из оксида олова или оксида индия геометрической толщиной 200-300 нм и слой из оксида кремния геометрической толщиной 92-98 нм, и используемое для обогрева оптических деталей и смотровых стекол с целью устранения их запотевания и обледенения, в качестве прозрачных теплоотражающих фильтров и электродов, см. Справочник технолога-оптика. /Под общ. ред. С.М.Кузнецова и М.А.Окатова. - Л.: Машиностроение, Ленигр. отд-ние, 1983, стр.328. Указанное низкоэмиссионное покрытие обеспечивает отражение в инфракрасной области спектра 80-85%.

Недостатком известного низкоэмиссионного покрытия является недостаточно высокий коэффициент пропускания, который в видимой области спектра 0,4-0,7 мкм не превышает 90%.

Технической задачей изобретения является создание низкоэмиссионного покрытия с более высоким коэффициентом пропускания света в видимой области спектра 0,4-0,7 мкм.

Техническая задача решается тем, что низкоэмиссионное покрытие, нанесенное вакуумными методами на прозрачную стеклянную подложку, содержит два слоя, причем прилегающий к подложке слой выполнен из оксида олова геометрической толщиной 200-300 нм, а внешний слой выполнен из фтористого магния геометрической толщиной 92-98 нм.

Решение технической задачи позволяет создать низкоэмиссионное покрытие с коэффициентом пропускания света в видимой области спектра до 95%.

На чертеже схематически представлено в разрезе заявляемое низкоэмиссионное покрытие. Оно состоит из прозрачной стеклянной подложки 1, слоя из оксида олова 2, слоя оксида алюминия 3.

Низкоэмиссионное покрытие изготавливают вакуумными методами. Слой оксида олова наносят методом магнетронного распыления. Для этого стеклянную подложку предварительно обезжиривают и помещают в вакуумную камеру, в которой создают давление Р_ост=6,6·10^-3 Па. Подложку нагревают до температуры 300-350°С и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин. Затем осуществляют напуск аргона до давления Р=0,26 Па. Подложку закрывают заслонкой и зажигают разряд на магнетроне с мишенью из олова. В течение 5 минут горения разряда происходит удаление оксидной пленки с поверхности мишени. При давлении Р=0,26 Па в атмосфере газов аргона и кислорода происходит напыление слоя из оксида олова на подложку. Напыление проводят до достижения слоем геометрической толщины 200-300 нм. Затем методом термического испарения наносят слой фтористого магния. Напыление проводят до достижения слоем геометрической толщины 92-98 нм.

Геометрическую толщину слоев оксида олова и фтористого магния контролируют методом спектрофотометрического контроля.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного изготовления.

Пример 1. Низкоэмиссионное покрытие, имеющее геометрическую толщину слоя оксида олова 200 нм и геометрическую толщину слоя фтористого магния 92 нм, обладает коэффициентом пропускания света в видимой области спектра 91% и коэффициентом отражения в инфракрасной области спектра 80%.

Пример 2. Низкоэмиссионное покрытие, имеющее геометрическую толщину слоя оксида олова 250 нм и геометрическую толщину слоя фтористого магния 94 нм, обладает коэффициентом пропускания света в видимой области спектра 95% и коэффициентом отражения в инфракрасной области спектра 83%.

Пример 3. Низкоэмиссионное покрытие, имеющее геометрическую толщину слоя оксида олова 300 нм и геометрическую толщину слоя фтористого магния 98 нм, обладает коэффициентом пропускания света в видимой области спектра 92% и коэффициентом отражения в инфракрасной области спектра 85%.

Заявляемое техническое решение обеспечивает высокий до 95% коэффициент пропускания света в видимой области спектра и высокий до 85% коэффициент отражения в инфракрасной области спектра, что позволяет широко использовать предлагаемое низкоэмиссионное покрытие в стеклопакетах, применяемых для энергосберегающих окон, крыш и любых светопроницаемых проемов в жилищном и промышленном строительстве. Низкоэмиссионное покрытие обладает высокой механической и эксплутационной устойчивостью. Заявляемое техническое решение с указанными характеристиками можно также использовать для обогрева оптических деталей и смотровых стекол с целью устранения их запотевания и обледенения, в качестве прозрачных теплоотражающих фильтров и электродов.

Низкоэмиссионное покрытие, нанесенное вакуумными методами на прозрачную стеклянную подложку, содержащее два слоя, причем прилегающий к подложке слой выполнен из оксида олова геометрической толщиной 200-300 нм, отличающееся тем, что внешний слой выполнен из фтористого магния геометрической толщиной 92-98 нм.