[其他]氮氧钛喷镀膜

说明书

本发明广泛地涉及在非金属基底上溅镀含金属的膜的方法，特别是关于在玻璃上溅镀多层金属-电介质透明膜的磁溅射法。

Gelber的美国专利3，990，784号描叙了一种镀膜的建筑用玻璃系统，它包括一个透明基底和一多层镀膜，镀膜则由第一与第二金属层以及夹在二者之间的电介质层组成，其中，第一与第二金属层的厚度有一比例，以便能够在维持此比例恒定时，通过改变金属层的厚度，就可以改变镀膜的透射性，而不影响其反射性质。电介质层的厚度应该使镀膜的反射不致于色彩太强。

Grubb等的美国专利4，022，947号描叙了一种透明镶板，它能透过所需部分的可见辐射，而把大部分的入射阳光反射掉。其制备方法是溅射一种铁、镍、铬合金以得到透明的金属膜，以及在氧存在下进行上述合金或类似合金的反应溅射，以形成一氧化物膜。在一个较好的实施例中，金属膜位于基底和金属氧化膜之间。在另一个较好的实施例中，金属氧化物膜位于基底和金属膜之间。

Hartig等的美国专利4，534，841号公开了一种防阳光窗玻璃，制法是在透明基底上利用阴极蒸发镀上光学厚度为20至280纳米的第一层氧化物层，然后再镀上几何厚度为10至40纳米的氮化铬第二层。在第二层上可以镀上电介质构成的光学第三层。氧化物层选自锡、钛和铝的氧化物。

Gordon的美国专利4，535，000号描叙了在玻璃基底上镀上金属氮化物，例如氮化钛，其方法是将金属囟化物与一种还原气，例如氨气，在250至320℃相混合，并在加热至400°至700℃的玻璃表面上使气体反应，从而在玻璃上成膜。

Amberger等的美国专利4，546，050号公开了一种具有多层镀膜的玻璃板，镀膜材料选自由铜、不锈钢、二氧化钛;铜、钛、二氧化钛;以及铜、钛、氮化钛构成的组合。

因为升温和致冷的能源费用日益昂贵，具有金属和（或）金属氧化物膜的建筑用玻璃产品变得更为重要。镀膜的建筑用玻璃产品一般分成两类：防阳光型和高透光率/低辐射率镀膜产品。

防阳光型产品通常是玻璃基底，常常带色，镀着一个低可见光透射率的带色薄膜，它减少了透过窗子进入建筑物内部的太阳能透射率，从而降低了空调费用。这些产品在温暖的气侯里最为有效，最常见于商业建筑物。在更为关心加热费用的地方，尤其是住宅，需要高透光率/低辐射率的镀膜。以使可见光以高透射率进入室内，同时反射红外辐射，从而保持建筑物内的热量。高透光率/低辐射率的镀膜通常是多层膜，其中有一层反射红外线的金属（例如银、金或铜）夹在两个防反射的金属氧化物（例如铋、铟和/或锡的氧化物）层之间。另一方面，防阳光镀膜一般是诸如钴、铁、铬、镍、铜等一种或多种金属或金属氧化物的单层膜。

制备防阳光金属膜的众所周知的湿化学方法有美国专利3，846，152;4，091，172;3，723，158;和3，457，138。制备防阳光的金属氧化物膜的热解方法由美国专利3，660，061;3，658，568;3，978，272和4，100，330可知。

在美国专利4，462，884号和4，508，789号中描叙了制造高透光率/低辐射率的多层镀膜的溅射技术。在美国专利4，512，863号与4，594，137号中披露了制造防阳光镀膜的溅射技术。

本发明提供了一种新的性能优越的电介质膜，可用于多种建筑用玻璃上的多层镀膜。本发明涉及在含氧与氮的气氛中进行钛阴极溅射，以便沉积成一个氮氧化钛镀膜。本发明的氮氧化钛膜可以与一个红外线反射膜（例如银）组合沉积，形成一个低辐射率的多层膜。本发明的氮氧化钛膜也可以与一种合金膜（例如不锈钢或因科镍合金）组合沉积，形成具有相对饱和色的各种彩色的多层镀膜。本发明的氮氧化钛膜还可以与红外线反射膜（例如银）以及减小光反射系数的金属膜（特别是象因科镍合金这样的金属合金膜）一起配合沉积，从而得到一种具有相对饱和色和低辐射率的多层镀膜。

图1表示玻璃上的氮氧化钛膜在550纳米（nm）处的透光率随膜厚度的变化，膜的厚度是在氮中不同氧百分含量的条件下通过阴极若干次测得的。

图2表示氮氧化钛的沉积速度（用每通过银极一次厚度增加的埃表示）随溅射室内气体中氧的百分含量的变化。

图3表示约600埃厚的氮氧化钛膜的吸收与溅射室内气体中氧的百分含量的关系。

图4表示在一个因科镍（Inconel）合金膜上的氮氧化膜，在550纳米处的透光率与在各种阴极功率水平上的膜厚度的关系。

一个透明的非金属基底，最好是玻璃，用阴极溅射法、最好是磁控溅射法镀膜，得到一种由氮氧化钛组成的、具有所希望的耐久性和美观性的产品。