在線鍍膜是利用先進(jìn)的鍍膜技術(shù)，在浮法玻璃生產(chǎn)線上直接對(duì)高溫、潔凈且高質(zhì)量的浮法玻璃基片表面進(jìn)行改性處理，從而賦予玻璃多種特殊功能，如調(diào)控太陽(yáng)光的射入量、低輻射功能、自潔功能，并可使玻璃呈現(xiàn)各種色調(diào)的美觀效果。由于在線鍍膜行之有效且快捷的改性方式，優(yōu)良的理化性能并不影響浮法玻璃進(jìn)一步熱加工。規(guī)模大、成本低等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)使其成為平板玻璃加工的重點(diǎn)產(chǎn)品。在線鍍膜是實(shí)施在高質(zhì)量的浮法玻璃基片上，對(duì)浮法玻璃工藝提出了更高的要求，同時(shí)也促進(jìn)了著浮法工藝的進(jìn)步。


　　自上世紀(jì)70年代洛陽(yáng)浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，我國(guó)玻璃工業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，平板玻璃生產(chǎn)規(guī)模居世界首位，但在玻璃質(zhì)量、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大的差距。自主創(chuàng)新能力薄弱，研發(fā)投入少，原創(chuàng)性技術(shù)少等制約著玻璃產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，在線鍍膜先進(jìn)技術(shù)還始終被國(guó)外玻璃公司所控制。


　低輻射鍍膜玻璃的節(jié)能原理

　　自然環(huán)境中熱能的來(lái)源主要是太陽(yáng)輻射能（能量分布0.3～2.5μm）和遠(yuǎn)紅外熱輻射能（能量分布在2.5～25μm波長(zhǎng)），其中，太陽(yáng)輻射能是最大的熱源。分析到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射中，以紅外線的能量最多，約占50%～70%，可見(jiàn)光比例其次，約占46%～30%，紫外線最少，只占4%～0.1％。大量的太陽(yáng)熱輻射能對(duì)建筑物的影響是很重要的，其分兩部分射入室內(nèi)。一是直接透射進(jìn)入；二是照射到地面上被物體吸收后以遠(yuǎn)紅外熱輻射的形式進(jìn)入。寒冷的冬季，暖氣、家用電器、陽(yáng)光照射后的家具及人體等所產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外熱輻射能是室內(nèi)溫暖的主要熱源。


　　就普通玻璃而言，在可見(jiàn)光和近紅外波段的透射率超過(guò)80%，在中紅外的透射率也有近10％。這個(gè)波長(zhǎng)范圍正好與太陽(yáng)輻射光譜區(qū)域重合。因此透過(guò)玻璃的太陽(yáng)輻射熱非常強(qiáng)，人處于玻璃后面，有很強(qiáng)的太陽(yáng)輻射熱灼感。對(duì)波長(zhǎng)5μm以上的遠(yuǎn)紅外熱輻射，普通玻璃不能透過(guò)，而幾乎是全部吸收，并以輻射傳熱的形式向兩側(cè)散失。其紅外輻射的綜合吸收率達(dá)到84%，即輻射率（即吸收率）為0.84.

　　以上兩種形式的熱能透過(guò)玻璃的傳遞可歸結(jié)為兩個(gè)途徑：太陽(yáng)輻射直接透過(guò)傳熱和對(duì)流傳導(dǎo)傳熱。其中，對(duì)流傳導(dǎo)所傳遞的熱量中，即包括來(lái)自遠(yuǎn)紅外熱輻射的熱能，也包括來(lái)自太陽(yáng)輻射中的部分紅外熱能，因此它體現(xiàn)的是溫差傳熱部分。


　　玻璃吸收能力的強(qiáng)弱，直接關(guān)系到玻璃對(duì)遠(yuǎn)紅外熱能的阻擋效果。輻射率低的玻璃不易吸收外來(lái)的熱輻射能量，從而玻璃通過(guò)傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流所傳遞的熱能就少，低輻射玻璃正是限制了這一部分的傳熱。


　　低輻射膜本質(zhì)上是一種透明導(dǎo)電膜。對(duì)可見(jiàn)光有良好的透光性，不浪費(fèi)寶貴的采光能源；對(duì)中遠(yuǎn)紅外線有很高的反射性，它的光學(xué)特性與電學(xué)性能密切相關(guān)。在作為窗體或幕墻使用時(shí)，用低輻射玻璃與其他各種性能的玻璃制成中空玻璃，可以充分體現(xiàn)其保溫節(jié)能和陽(yáng)光控制的作用。


　　在線低輻射鍍膜玻璃的制造工藝及產(chǎn)品特性在線低輻射鍍膜玻璃分為在線凈色低輻射鍍膜玻璃（簡(jiǎn)稱(chēng)在線凈色Low-E），在線陽(yáng)光控制和低輻射復(fù)合型的鍍膜玻璃（簡(jiǎn)稱(chēng)在線Sun-E）。


　　在線凈色Low-E玻璃是以無(wú)色浮法玻璃為基片，在線Sun-E玻璃是以無(wú)色浮法玻璃或基體著色的浮法玻璃為基片。


　　在線凈色Low-E玻璃的膜層結(jié)構(gòu)主要是由折射率梯度變化的中間層（也稱(chēng)為阻擋層或顏色衰減層）和低輻射層組成；在線Sun-E玻璃的膜層結(jié)構(gòu)是由中間層、吸收層和低輻射層組成。低輻射層作為外膜層，主體成分是摻雜的Sn02-n-型導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)電性質(zhì)介于傳統(tǒng)半導(dǎo)體（如Si、Ge、GaAs）和金屬之間。其本征吸收邊緣位于λ≈3450A0，決定其約90%的紫外吸收、90%的可見(jiàn)光透射比。由于高濃度的（1020cm-3）自由電子吸收，在中遠(yuǎn)紅外區(qū)Sn02有接近90%的反射率，故Sn02有阻斷遠(yuǎn)紅外熱輻射能的功能，制備在線凈色Low-E玻璃的基本工藝過(guò)程是在浮法玻璃生產(chǎn)線的錫槽內(nèi)的第一鍍膜區(qū)，利用化學(xué)氣相沉積鍍膜（CVD）技術(shù)在玻璃表面上，首先鍍SiOxCy為主體的中間（阻擋）膜層，作用是抑制熱玻璃基體中的堿金屬離子以受主雜質(zhì)的形式擴(kuò)散到導(dǎo)電膜層中，對(duì)施主起補(bǔ)償作用，引起導(dǎo)電率降低，而劣化隔熱性能，并降低低輻射鍍膜玻璃表面的色飽和度。隨后在浮法玻璃生產(chǎn)線錫槽或退火窯內(nèi)的第二鍍膜區(qū)，以金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)，將以有機(jī)錫化合物為主前質(zhì)體的鍍膜原料經(jīng)汽化流程的處理；以氣體形式隨主氣流通過(guò)位于玻璃帶上方的鍍膜反應(yīng)器引入到移動(dòng)的熱玻璃表面；在有氧源存在的條件下，利用烷氧基的熱解作用，在玻璃表面沉積被摻雜的氧化錫膜層（Sn02∶F低輻射層）；精確控制兩膜層的光譜性能和光學(xué)常數(shù)，通過(guò)精密的光學(xué)膜系匹配制造出輻射率低、可見(jiàn)光反射比低、表面色飽和度低、節(jié)能效率高的低輻射鍍膜玻璃。


　　制備在線Sun-E玻璃相比于凈色Low-E玻璃，采用MOCVD技術(shù)在阻擋層和低輻射層之間增加了對(duì)太陽(yáng)光的吸收層，也可以利用有色玻璃基片對(duì)太陽(yáng)光的吸收作用，在其上鍍制中間層和低輻射層；結(jié)合于對(duì)本體著色玻璃表面的改性處理，制造一種具有陽(yáng)光控制和低輻射性能復(fù)合型的高效節(jié)能玻璃產(chǎn)品。


　　大面積連續(xù)均勻沉積膜層的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、鍍膜原料、汽化工藝及熱解反應(yīng)過(guò)程，提高氧化錫薄膜導(dǎo)電能力的方法和途徑，精確控制每個(gè)膜層的光譜性能和光學(xué)常數(shù)，實(shí)現(xiàn)精密的光學(xué)膜系匹配，是在線鍍膜技術(shù)研究的核心。


　　分析在線低輻射鍍膜玻璃的微觀結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)，膜層是由復(fù)合鑲嵌的氧化錫以納米顆粒大小的晶體規(guī)律排列，能級(jí)處于穩(wěn)定態(tài)，所以決定了膜層的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，光照和氧化及熱加工都不會(huì)使膜層產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變異，而影響功能。


　　在線生產(chǎn)的低輻射鍍膜玻璃是以潔凈、高溫、高速拉引的浮法玻璃帶為基體，膜層是在高溫狀態(tài)下分解形成，隨著玻璃的冷卻，膜層與玻璃基體緊密吸附。膜層牢固耐用、可熱彎、鋼化、單片存放；使用膜層化學(xué)穩(wěn)定性好、不存在氧化問(wèn)題，因此也稱(chēng)其為“硬鍍膜”。


　　

低輻射鍍膜玻璃的應(yīng)用前景

　　我國(guó)低輻射鍍膜玻璃市場(chǎng)尚處于起步階段，市場(chǎng)的用量和產(chǎn)品質(zhì)量都處于上升期，2005年用量只有600萬(wàn)平方米。隨著國(guó)家節(jié)能法規(guī)的強(qiáng)有力執(zhí)行和人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，北京、上海、天津、沈陽(yáng)等大中型城市和許多省已制定地方法規(guī)，強(qiáng)制執(zhí)行節(jié)能率65%的指標(biāo)，要求窗玻璃的傳熱系數(shù)低于2.8W/m2·k.依據(jù)國(guó)家規(guī)劃，力爭(zhēng)從2006年起，新建建筑嚴(yán)格執(zhí)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有條件的城市率先執(zhí)行節(jié)能率65%的地方標(biāo)準(zhǔn)，更為低輻射鍍膜玻璃的市場(chǎng)提供了廣闊的應(yīng)用前景。如果按低輻射鍍膜玻璃占建筑玻璃的10%計(jì)算，預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)年需求總量約為4300萬(wàn)平方米。建筑法規(guī)的建全和完善，建筑市場(chǎng)對(duì)低輻射鍍膜玻璃需求將會(huì)越來(lái)越大，產(chǎn)品將具有極大的國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間。


　　在線低輻射鍍膜玻璃以其獨(dú)有的產(chǎn)品特性，將在今后的市場(chǎng)中占有重要的地位。中國(guó)浮法玻璃的生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平正在進(jìn)一步提高，高質(zhì)量、高深加工率的浮法玻璃已成為國(guó)內(nèi)浮法玻璃生產(chǎn)線的追求目標(biāo)。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的在線低輻射鍍膜玻璃生產(chǎn)工藝的成功開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品性能的不斷提高和完善，將使以低輻射鍍膜玻璃為新生代的節(jié)能產(chǎn)品步入一個(gè)嶄新的階段，在線低輻射鍍膜玻璃將以其低廉的成本、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和超大規(guī)模的生產(chǎn)能力來(lái)滿(mǎn)足建筑節(jié)能的巨大需求。

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