本文關(guān)鍵詞：具有阻隔紫外、遮陽及低輻射性能的多功能鍍膜玻璃的制備及性能研究

  更多相關(guān)文章： APCVD小型鍍膜機(jī) TiN_x 薄膜 TiO_2/FTO雙層膜 阻隔紫外 遮陽 低輻射

【摘要】：紫外線對人體健康及物品老化的影響隨臭氧層破壞而日益加重,能源短缺問題也日趨嚴(yán)重,能夠同時實(shí)現(xiàn)阻隔紫外線和反射紅外的多功能節(jié)能鍍膜玻璃引起廣大研究者的關(guān)注。就目前國內(nèi)多功能鍍膜玻璃的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,大部分通過離線鍍膜技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),但該技術(shù)成本高,不利于產(chǎn)品的普及應(yīng)用。本文采用APCVD小型鍍膜機(jī),其鍍膜流程與在線CVD鍍膜工藝原理及流程基本一致,在普通玻璃表面鍍制單層TiN薄膜和雙層TiO2/FTO薄膜,目的是希望研發(fā)出幾種能夠通過在線CVD鍍膜工藝進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的多功能玻璃膜系。本文利用APCVD小型鍍膜機(jī),以TiCl4和NH3作為反應(yīng)物,在玻璃上鍍制單層TiNx薄膜,通過研究不同的鍍膜參數(shù)(主要包括：基板溫度、反應(yīng)物TiCl4與NH3的流量、基板移動速度等)對薄膜的組分、微觀結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)而獲取其對薄膜的光學(xué)及電學(xué)性能所帶來的影響規(guī)律。同時,還利用反應(yīng)物MBTC、TFA、TTIP在玻璃上鍍制雙層TiO2/FTO薄膜(Ti02為頂膜,FTO為底膜),研究了Ti02的膜厚的變化對整個Ti02/FTO雙層膜的光學(xué)及電學(xué)影響。研究發(fā)現(xiàn)：TiN。薄膜在大于510℃左右成膜效率較高,在510℃～580℃范圍內(nèi),隨著基板溫度升高,薄膜的結(jié)晶性能得到改善,N/Ti比逐漸趨于正常化學(xué)計(jì)量比,因此使得薄膜的阻隔紫外、遮陽及低輻射性能也都得到一定改善,但當(dāng)基板溫度超過580℃后,薄膜的相關(guān)性能又有所變差;反應(yīng)物TiCl4的流量在7.5ml/hr～17.5ml/hr范圍內(nèi),隨著TiCl4流量的增加,薄膜中的顆粒由短小顆粒狀變?yōu)榧?xì)長的條狀顆粒,薄膜的阻隔紫外性能及導(dǎo)電性都得到改善,而在近紅外區(qū)的反射能力呈下降趨勢；反應(yīng)物NH3在200ml/min-400ml/min范圍內(nèi),隨著NH3流量的增大,薄膜中細(xì)長的條狀顆粒逐漸增多,顆粒的均勻性及薄膜的致密性都得到改善,其導(dǎo)電性呈現(xiàn)先提高后降低的趨勢,薄膜在近紅外的遮陽性能也逐漸降低,但其阻隔紫外的性能卻得到改善；基板移動速度控制在1mm/s～5mm/s,隨著基板移動速度的增大,薄膜的導(dǎo)電性及阻隔紫外性能都變差,不利于TiNx薄膜的形成。綜合以上分析及考慮成本和生產(chǎn)效率的問題,當(dāng)基板溫度為580℃；TiCl4的流量為15ml/hr; NH3的流量為300ml/min;基板的移動速度為2mm/s時,所獲得的TiNx薄膜的綜合性能表現(xiàn)最好,即：對小于380nm的紫外線基本能夠?qū)崿F(xiàn)完全阻隔,方塊電阻能達(dá)到3.2Ω/口,在可見光區(qū)的遮陽系數(shù)能達(dá)到0.67,同時在近紅外區(qū)具有一定的反射率。對TiO2/FTO雙層膜的光學(xué)及電學(xué)性能的研究發(fā)現(xiàn)：隨著TiO2膜厚的增加,TiO2/FTO雙層膜在紫外-可見光區(qū)的透過率逐漸降低,在高頻近紅外區(qū)的反射率逐漸提高；但薄膜的導(dǎo)電性卻表現(xiàn)為逐漸變差,這會降低薄膜整體的低輻射性能。另外,由于成膜時間較短,Ti02表現(xiàn)為非晶態(tài),但Ti02成膜時受到底膜FTO影響,其薄膜的形貌及致密性相比于單獨(dú)在玻璃表面成膜都有很大改變,使得TiO2/FTO雙層膜截止紫外的波長發(fā)生一定紅移。
【關(guān)鍵詞】：APCVD小型鍍膜機(jī) TiN_x 薄膜 TiO_2/FTO雙層膜 阻隔紫外 遮陽 低輻射
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.68
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10-12
• 1.2 節(jié)能鍍膜玻璃的性能指標(biāo)12-13
• 1.3 節(jié)能鍍膜玻璃的制備技術(shù)13-15
• 1.3.1 離線鍍膜技術(shù)13-14
• 1.3.2 在線鍍膜技術(shù)14-15
• 1.3.3 在線鍍膜與離線鍍膜比較15
• 1.4 TiN薄膜的性質(zhì)及節(jié)能原理15-19
• 1.4.1 TiN薄膜的理化性質(zhì)15-16
• 1.4.2 TiN的光學(xué)及電學(xué)性能16
• 1.4.3 TiN節(jié)能原理16-19
• 1.5 TiN薄膜的研究現(xiàn)狀19
• 1.6 課題的提出及研究意義19-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分22-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與樣品制備22-23
• 2.2 樣品制備23-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料23-24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟24
• 2.2.3 鍍膜樣品制備的鍍膜參數(shù)24-25
• 2.3 鍍膜樣品的測試及表征手段25-27
• 2.3.1 X射線衍射儀25
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡分析25
• 2.3.3 X射線能譜儀25-26
• 2.3.4 薄膜的光學(xué)性能測試26
• 2.3.5 薄膜的電學(xué)性能測試26-27
• 第三章 具有阻隔紫外、遮陽及低輻射性能的多功能TiN_x薄膜的制備及性能研究27-51
• 3.1 基板溫度對TiN_x薄膜阻隔紫外、遮陽及低輻射性能的影響27-36
• 3.1.1 基板溫度對薄膜的組分及微觀結(jié)構(gòu)的影響27-30
• 3.1.2 基板溫度對薄膜阻隔紫外性能的影響30-32
• 3.1.3 基板溫度對薄膜遮陽性能的影響32-34
• 3.1.4 基板溫度對薄膜低輻射性能的影響34-36
• 3.2 反應(yīng)物TiCl_4流量對TiN_x薄膜阻隔紫外、遮陽及低輻射性能的影響36-40
• 3.2.1 反應(yīng)物TiCl_4流量對薄膜組分及微觀結(jié)構(gòu)的影響36-38
• 3.2.2 反應(yīng)物TiCl_4的流量對薄膜阻隔紫外性能的影響38
• 3.2.3 反應(yīng)物TiCl_4的流量對薄膜遮陽性能的影響38-39
• 3.2.4 反應(yīng)物TiCl_4的流量對薄膜的低輻射性能的影響39-40
• 3.3 反應(yīng)物NH_3流量對TiN_x薄膜阻隔紫外、遮陽及低輻射性能的影響40-44
• 3.3.1 反應(yīng)物NH_3流量對薄膜的組分及微觀結(jié)構(gòu)的影響40-41
• 3.3.2 反應(yīng)物NH_3流量對薄膜阻隔紫外性能的影響41-42
• 3.3.3 反應(yīng)物NH_3流量對薄膜遮陽性能的影響42-43
• 3.3.4 反應(yīng)物NH_3流量對薄膜低輻射性能的影響43-44
• 3.4 基板的移動速率對TiN_x薄膜阻隔紫外、遮陽及低輻射性能的影響44-48
• 3.4.1 基板的移動速率對薄膜的組分及微觀形貌的影響44-47
• 3.4.2 基板的移動速度對薄膜阻隔紫外性能的影響47
• 3.4.3 基板的移動速度對薄膜遮陽性能的影響47-48
• 3.4.4 基板的移動速率對薄膜低輻射性能的影響48
• 3.5 小結(jié)48-51
• 第四章 具有阻隔紫外、遮陽及低輻射性能的多功能TiO_2/FTO雙層膜鍍膜玻璃的制備及性能研究51-59
• 4.1 底部FTO薄膜對頂部TiO_2薄膜表面形貌的影響52-53
• 4.2 不同厚度的TiO_2薄膜對TiO_2/FTO雙層膜阻隔紫外性能的影響53-54
• 4.3 不同厚度的TiO_2薄膜對TiO_2/FTO雙層膜遮陽性能的影響54-57
• 4.4 不同厚度的TiO_2薄膜對TiO_2/FTO雙層膜的低輻射性能的影響57-58
• 4.5 小結(jié)58-59
• 第五章 結(jié)論59-61
• 第六章 研究展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 附錄67-69
• 致謝69

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