[发明专利]具有高导电率和耐电化学腐蚀的银合金反射薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高导电率和耐电化学腐蚀的银合金反射薄膜及其制备方法。

背景技术

稀土元素的电子结构与其他元素不同，在它们的原子电子层中，有一层没有被电子填满的内层一4f电子层。由于不饱和电子层的存在，使稀土元素具有独特的特性。添加少量的稀土元素就能极大地影响材料的组织与性能。稀土能够细化铸造合金的晶粒、减少或消除柱状晶，扩大等轴晶区等作用。当稀土元素加入到银及其合金中，可以使银合金液的界面张力降低，晶粒的形核功下降，临界晶核半径减，成核容易，晶核细化。在退火过程中稀土亦阻碍银合金晶粒的长大，稀土存在增加了层错的数量，有效地阻碍了再结晶晶粒缝长大，使冷轧变形、再结晶退火后晶粒明显细化。因此，添加稀土元素的非晶态银合金薄膜能在一定的外界条件下抑制薄膜产生结构弛豫和晶化的现象。稀土元素除了在银合金中具有抑制结晶之外，另外重要作用是同合金中的金属元素生成金属间化合物，这些作用提高了银合金的强度、塑性、耐蚀性、耐磨性、耐热及抗高温蠕变性能。

由于晶态的银合金薄膜存在着电位差易于遭到电化学腐蚀，因而非晶态的银合金薄膜具有较好的耐电化学腐蚀性(参见《非晶态合金镀及其镀层性能》，高诚辉著，科学出版社)。因此银合金反射薄膜使用真空蒸镀、磁控溅射、离子溅射、化学气相沉积、电镀和化学镀方法，从而得到非晶态的银合金薄膜。银膜在光波长为550nm处具有较高的反射率，而且银具有优异的导电性能，但是银膜的耐腐蚀性较差，易于凝聚成球，降低反射率，增加漫反射，大大降低了银膜的反射率和导电性能，严重影响其使用性能。为此，需要对银合金的成分进行设计，使具有高导电率和耐电化学腐蚀性，可适用于LCD器件、LED器件、OLED器件、EC器件或染敏化太阳能电池器件等与导电反射膜相关的领域。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种具有高导电率和耐电化学腐蚀的银合金反射薄膜，具有可调节可见光反射率、耐电化学腐蚀性及良好的导电性能，尤其用于LCD器件、LED器件、OLED器件、EC器件或染敏化太阳能电池器件等与导电反射膜相关的领域，能够降低这些器件因电阻引起的能耗高及效率下降的问题。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种具有高导电率和耐电化学腐蚀的银合金反射薄膜的制备方法，制得的银合金反射薄膜具有高导电率和耐电化学腐蚀性，适用于LCD器件、LED器件、OLED器件、EC器件或染敏化太阳能电池器件等与导电反射膜相关的领域。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种具有高导电率和耐电化学腐蚀的银合金反射薄膜，其特征在于：所述银合金薄膜为非晶态银合金反射薄膜，在所述银合金反射薄膜中含有0.0001～15份的稀土元素，其余为银元素，上述为质量份。

作为改进，所述银合金反射薄膜中还加入有0.001～25份的铁、钴、镍、钨、锡、钯、金、铑、铱、钌中的一种或一种以上。

作为优选，所述银合金反射薄膜中铁、钴、镍、钨、锡、钯、金、铑、铱或钌所占的质量份数为0.5～15份。

作为优选，所述稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥，镱、镥、钪中的一种或一种以上。

再优选，所述银合金反射薄膜中稀土元素的所占的质量份数为0.05～2。

最后，所述银合金反射薄膜的厚度为1nm～1000nm。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种具有高导电率和耐电化学腐蚀的银合金反射薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

以玻璃片为基片，以铬、铝、钛、二氧化硅、镍或铁作为过渡层，将纯度为99.99％的银元素，纯度为99.5％份质量组份为0.0001～15份的稀土元素混合，通过真空合金熔炼制成所需的靶材，然后在过渡层上镀制上一层非晶态银合金反射薄膜，即完成非晶态银合金反射薄膜的制备过程；

当上述的非晶态银合金反射薄膜还加入有0.001～25份的铁、钴、镍、钨、锡、钯、金、铑、铱、钌中的一种或一种以上的元素时，按纯度为99.99％的铬、硅、铝、钛、铁、钴、镍、钨、锡、钯、金、铑、铱、钌中的一种或一种以上的元素，与纯度为99.99％的银元素，纯度为99.5％份质量组份为0.0001～15份的稀土元素混合，再通过真空合金熔炼制成所需的靶材，然后在过渡层上镀制上一层非晶态银合金反射薄膜，即完成非晶态银合金反射薄膜的制备过程；上述为质量百分比。

作为改进，所述过渡层的厚度控制为2nm～500nm，