低辐射镀膜玻璃及其应用.pdf

第17卷第6期材料开发与应用2002年12月

文章编号:100321545(2002)0620038205
综述

低辐射镀膜玻璃及其应用

姚寿山孔令辉(上海交通大学材料科学与工程学院上海200030)

摘要本文介绍了低辐射镀膜玻璃的隔热功能、隔热原理、结构特征和测试方法以及各种制备方法,讨论了
低辐射镀膜玻璃在节能领域的应用前景。
关键词低辐射玻璃纳米薄膜
中图分类号:TQ171.72+4文献标识码:A

Low2emissionCoatingGlassandItsApplication

YaoShoushanKongLinghui
(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030,China)

AbstractTheheatisolatefunctionandprinciple,structurefeature,testmethodanddifferentcoatingtechnologyof
thelow2emissioncoatingglassareintroduced.Theapplicationoftheglassinenergysavingproductionisdiscussed.
KeywordsLow2emissionGlassNanometerfilm

人类生活的一些空间如房屋、火车车厢、汽墙,不仅可以减少照明、室内取暖设备和空调等设
车、炉门和透明冷藏柜等常要求具备隔热、保温和备的能量消耗,而且可以减少燃料燃烧时放出的

采光等功能。采光需要透明材料,但是常用的普CO2量,保护环境,可广泛用于建筑行业、汽车工
通透明玻璃的隔热效果不理想。红外辐射可以穿业和家电行业。
过玻璃,冬季室内和车厢内的热量会通过窗玻璃
向室外逃逸,导致室内温度下降;夏季室外的热量1Low2e玻璃隔热功能的原理
则会辐射进入室内和车厢内,造成不必要的温升。
因此,透明玻璃的隔热问题成了营造人类舒适生太阳光谱按波长可分为3部分:紫外光、可见
活空间的一大课题。光、红外光。占3%的紫外光波长在0.3～0.4
采用双层玻璃、着色玻璃等,隔热效果都不十μm;占45%的可见光波长在0.4～0.7μm;占
分理想。近年来发展起来的镀膜低辐射(Low2e)49%的红外光波长在0.7～2.1μm。投射到地球
玻璃,对380～780nm的可见光具有较高的透射表面上太阳光能量98%的波长在0.3～2.5μm范
率,可以保证室内或车内的能见度,同时对红外光围,而普通玻璃透过率最高的区域恰巧也在这个
范围。
特别是6～15μm的远红外光具有较高的反射率,
可以解决前面提到的红外辐射直穿玻璃所带来的研究表明,对许多金属膜和化学物膜而言,当
膜的厚度达到纳米级时,膜的光学性能会出现突
问题,提供舒适的居住生活环境。用Low2e玻璃
变,如ITO膜在可见光区是透明的,其透射率在
装配门窗、炉门、冷藏柜门或做高级建筑物的幕
90%以上,而其红外光的反射率也在90%以上。
在可见光范围内是透明的,但在红外区有高反射,
收稿日期:2002204215
同时具有很小的红外发射率的膜也称为Low2e
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系统。在中间,电介质膜的常用材料有ZnO、BiO3、TiO2、

In2O3、SnO2和ITO等氧化层。而银因为对红外
2Low2e玻璃的种类光的高反射和对可见光相对较低的吸收成为所用
金属中的最佳选择[2]。银系多层膜又分为单银层

2.1低温和寒冷地区用的低辐射镀膜玻璃(如TiO22Ag2TiO2)和双银层(两层银被隔开,如
测试表明采用普通双层中空玻璃室内能量
,,SnO22ZnO2Ag2NiCrOx2SnO22Ag2NiCrOx2SnO2),
的80%通过玻璃传输到室外;如果在双层中空玻后者有更好的光学性能。但银系多层膜的热学和
璃内侧表面镀上一层无色的低辐射玻璃膜,则传化学性质并不稳定,在热氧化和腐蚀作用下,尤其
输到室外的能量可降低40%。低辐射镀膜玻璃是Cl和S的作用下,其光学和电学性能会显著降
窗隔热性能几乎可提高一倍,但重量和尺寸并不低。因此通常在Ag和玻璃之间加入2nm左右的
[1]
增加,也不明显减少可见光的透过,这种玻璃也稳定阻挡层[4]。
称为高性能绝热玻璃,它适用于低温和寒冷地区。20世纪50年代开始采用热分解法镀膜,后
2.2气候炎热地区用的低辐射镀膜玻璃来发展到真空蒸镀、溅射、离子镀、化学气相沉积
在大多数商业建筑中,几乎不需要太阳能供(CVD)、溶胶2凝胶法以及离子束沉积法。热分解
热,尤其在夏天。人们努力减少太阳热的入射量,法又可分为喷雾热分解法(热喷