[发明专利]具有红外反射性的玻璃制品及其制造方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2011年10月28日提交的美国临时申请系列第61/552,585号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景

领域

本说明书一般地涉及玻璃制品，更具体地涉及具有红外反射性的玻璃制品及其制造方法。

技术背景

接收自太阳的红外电磁辐射是地球上多至49％的辐射加热的原因。当此类辐射入射到物体，例如车辆/或建筑上时，辐射加热了物体，进而迫使消耗能量以使得物体维持在较低的所需温度。例如，在夏天时，红外电磁辐射入射到车辆上，使得车辆乘客舱内的温度显著上升，从而迫使操作空调以将乘客舱维持在车上人员感觉舒适的温度。但是，操作空调需要消耗能量，从而降低了车辆的整体能效。

为了使得物体，例如车辆和/或建筑上的红外辐射的热效应最小化，在窗用玻璃上已经采用了各种表面涂层。此类涂层增加了窗用玻璃的红外反射性，而同时，对于可见光谱范围内的电磁辐射的波长具有一定程度的透明度。但是，由于这些涂层是施涂到窗用玻璃的表面上的，因此，通过物理接触和/或暴露于元素导致的降解使得涂层遭受破坏。

因此，需要一种替代的窗用玻璃，其至少部分地反射红外电磁辐射，对于可见电磁辐射是至少部分透明的，并且具有改善的耐用性。

概述

根据一个实施方式，具有红外反射性的玻璃制品包括第一表面、第二表面以及从第一表面延伸到第二表面的主体。在主体中形成多个离散的金属银层。所述多个离散的金属银层分别具有厚度T，使得100nm≤T≤250nm。所述多个离散的金属银层与相邻的金属银层间隔的距离分别为距离S，使得S≤500nm，从而在主体中形成至少一个光学腔。所述玻璃制品反射至少一部分的入射到玻璃制品上的波长为800-2500nm的电磁辐射，并且透射至少一部分的入射到玻璃制品上的波长为390-750nm的电磁辐射。

在另一个实施方式中，用于形成具有红外反射性的玻璃制品的方法可包括：提供可离子交换的玻璃制品，所述可离子交换的玻璃制品具有第一表面、第二表面以及从第一表面延伸到第二表面的主体。然后用银离子交换玻璃基材中的钠离子。之后，玻璃基材中的银离子形成玻璃制品的主体中的多个离散的金属银层。所述多个离散的金属银层分别包含在玻璃制品的主体内，并且与相邻的金属银层间隔开，使得所述多个离散的金属银层在玻璃制品中形成至少一个光学腔。

在另一个实施方式中，用于形成具有红外反射性的玻璃制品的方法包括：提供可离子交换的玻璃制品，所述可离子交换的玻璃制品具有第一表面、第二表面以及从第一表面延伸到第二表面的主体。将玻璃制品置于包含KNO₃的第一盐浴中，使K⁺¹离子扩散进入玻璃制品中，从而在玻璃制品中形成一层压缩应力层。之后，将玻璃制品置于第二盐浴中，所述第二盐浴包含约0.05-5重量％的AgNO₃以及约95-99.95重量％的MNO₃，其中M是碱金属。将玻璃制品保持在第二浴中，持续时间为离子交换时间段P，其中5分钟≤P≤1小时，然后取出。然后将玻璃制品置于流动氢气流中，并在流动氢气流中加热至约250-300℃的还原温度，持续时间为处理时间段Q，以在玻璃制品的主体中形成多个离散的金属银层,其中1小时≤Q≤50小时。

在以下的详细描述中提出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。

应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。

附图简要说明

图1是根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的具有红外反射性的玻璃制品的部分截面示意图；

图2所示是在玻璃制品的主体中形成了多个离散的金属银层的玻璃制品的SEM显微图；

图3A-3D所示是不同氢处理时间的玻璃制品中形成的金属银层的SEM显微图；

图4所示是经受不同氢处理时间的玻璃制品的波长与反射率的关系图；

图5所示是经受不同氢处理时间的玻璃制品的波长与透射率的关系图；