镀膜玻璃的生产工艺和膜层性能浅析
时间：2020-12-30 12:03:56 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：随着科学技术的快速发展，世界能源危机也越来越严重，能源节约问题已经得到了广泛的关注，人们开始尝试新的节能方法。在人类生产生活中，隔热保温和采光是建筑物必须具备的两项主要功能。而镀膜玻璃具有很好的节能、采光功效，能满足现在人们的低碳生活要求，因而得到了越来越广泛的应用。针对这一现象，本文简要地介绍了镀膜玻璃的分类，并分析了其生产工艺，最后探究了镀膜玻璃的膜层性能。
关键词：镀膜玻璃；生产工艺；节能；膜层性能
现如今，大面积采光玻璃在建筑行业中得到了越来越广泛的应用，但是墙壁的传热系数比普通玻璃的低，因而增加了建筑物的热量散失，不符合建筑设计的节能取向。而约40%的建筑总能耗都是因为玻璃门窗能耗造成的。所以，改善玻璃的节能性能在建筑节能中很重要。传导、对流和辐射会导致热量损失，现在的中空、真空玻璃具有阻止传导和对流导致的热量损失的效果，一定程度上发挥了节能保温作用，但是它们具有较高的热辐射率，例如，60%的中空玻璃总传热量都为辐射传热，因此总的保温性能并不高。镀膜玻璃能在保证可见光透过率的基础上，使热辐射导致的热量散失显著降低，在冬季，它如同一面热反射镜，可以将绝大部分室内热辐射反射回去，减少室内热量散失。而在夏季，它可以阻止室外发出的热辐射射向室内。镀膜玻璃的可见光反射率一般与普通白玻的相近，不会引起反射光污染。所以镀膜玻璃具有绿色、节能、环保的特点，值得推广应用。基于此，本文进行了相关的分析研究。
1 分类介绍镀膜玻璃
基于镀膜玻璃的不同性能对其进行划分，得其主要类型为导电膜玻璃、热反射玻璃及低辐射玻璃等。在玻璃表面镀一层导电薄膜，便可形成导电膜玻璃，除雾、加热等领域常常会使用这种玻璃；而在玻璃表面添加一层含不锈钢、铬等物质的薄膜，便可形成热反射玻璃，其可以显著地提升玻璃对光的透射、反射及吸收性能，而它也常常被称作阳光控制玻璃。玻璃幕墙和建筑领域经常会采用这类玻璃；在玻璃表面添加一层含锡、铜等物质的薄膜，便可以形成低辐射玻璃，其可以提升玻璃对光的透射、反射作用，从而使玻璃的隔热性能得以提高。在汽车、建筑等领域常常会用到这类玻璃。
2 分析镀膜玻璃的生产工艺
目前，有多种镀膜玻璃生产工艺，广泛应用的主要有四种，它们是真空磁控溅射工艺、真空蒸发工艺、化学气相沉积工艺和溶胶凝胶工艺。真空磁控濺射工艺生产出来的镀膜玻璃，应用范围最为广泛。因为它具有多种颜色选择，而且耐腐蚀性及耐磨性均较强，并得到了人们的认可；真空蒸发工艺生产出来的镀膜玻璃，与真空磁控溅射工艺生产出的相比，种类、质量上均相差很远，这种生产工艺目前已经被淘汰；化学气相沉积工艺主要是通过气体反应的方法，实现在玻璃表面添加一层薄膜目的的。这种工艺的稳定性高，而且设备投入相对较少，进而使产品的生产成本也很低，因而它具有最好的发展趋势；溶胶凝胶工艺的制作工艺相对简单，而且稳定性也较高，但是其生产出来的镀膜玻璃光透射率较高，导致该工艺没有得到广泛的应用。
3 分析镀膜玻璃的膜层性能特点
镀膜玻璃主要是通过在玻璃表面镀膜的方法，改变玻璃的光学性能，进而使玻璃的传热性能水平得以提高，以致降低使用成本。目前，镀膜玻璃的膜层性能大致可以划分为以下两种：
3.1 低辐射玻璃的膜层性能
对于低辐射玻璃，线膜或离线膜是常用的方法，通过在玻璃表面上，镀一层金属或氧化物薄膜，并结合对其生产工艺和镀膜玻璃结构的调整，使玻璃具有选择太阳光谱投射的功能。低辐射玻璃的主要优点是可以降低玻璃传热系数U值，同时还可以降低玻璃遮阳系数SC，从而使玻璃的节能效果得以提高。而低辐射玻璃所镀的薄膜非常薄，因而具有较差的反射短波辐射的效果，而且可见光和紫外线均能透过这种玻璃，但是长波红外线不可以透过该种玻璃。所以，低辐射玻璃具有有选择的条件下，单向控制光线的功能，根据遮阳系数，可将其划分为遮阳型和高透型低辐射玻璃。
具有的遮阳系数在0.5以下时，这类低辐射玻璃称为遮阳型低辐射玻璃。该类玻璃具有较低的传热系数，并能反射近、远红外热辐射。可见光可以透过遮阳型低辐射玻璃而进入室内，同时能阻止热辐射射进室内，因此中国南部区域大多都使用这种玻璃。通过安装遮阳型低辐射玻璃，即使存在强烈的阳光照射，也可以保证室内的温度不会升的过高，如此这样，在冬季能保障室内热能不损耗，而在夏季也能阻止热能进入室内。
具有的遮阳系数在0.5以上时，这类低辐射玻璃称为高透型低辐射玻璃，它具有高可见光透过率，且与普通透明玻璃的相近，能使室内的采光性能得以提高；在冬季，或对于室外气温相对较低的区域，通过透射近红外线，高透型低辐射玻璃可以实现对室内气温的提升；而反射远红外热辐射的比率高于80%时，能使室内外热能的传导得以有效阻挡。总的来说，高透型低辐射玻璃可以将室内的大部分远红外热辐射反射回室内，从而降低了室内热辐射向户外的传输率，进而可以使室内采暖的能耗得以降低。
此外，双银镀膜玻璃以两层银膜而得此名，是现在最高级的节能、环保镀膜玻璃。双银镀膜低辐射玻璃具有比较复杂的镀膜层，能够有效的遮蔽太阳的热辐射，甚至可以直接将太阳光过滤为冷光源，可以兼顾低太阳能透过率和高可见光，即解决传统问题的同时还可以使该方面的性能得以提升。除此以外，低辐射玻璃的保温系数也比较低，非常适用于南方采用空调制冷的地区。在夏季可以极大的限制太阳能的透过率，使户外的热辐射阻挡在外，无法进入到室内，从而使室内制冷设备的能耗得以降低。
3.2 热反射玻璃的膜层性能
阳光控制玻璃是热反射玻璃的另外一个名称。热反射玻璃能通过镀膜实现可见光的透过，并可以使加热效果好的远红外光线得以直接散失到户外。与此同时，热反射玻璃的镀膜可以隔离本身吸收的太阳能，从而热量也会散失到户外，以此实现节能。
如图1 所示，对比分析了普通平板玻璃和热反射玻璃的相关性能。
图1 对比3毫米的平板玻璃和6毫米的热反射玻璃
图1显示，3毫米的普通玻璃具有87%的太阳辐射热的透过率。在白天，室外的大部分太阳辐射热都可以透过普通玻璃并向室内传输，导致室内空调费用的提升；而6毫米厚度的镀膜玻璃具有很好的热发射性能，大部分室外的太阳光被直接反射回户外，太阳能接收率仅为33%。比较上述数据发现，与普通玻璃相比，热反射玻璃具有较强的隔热能力，而且反射率越高，反射太阳热的效果也会越好。但是可见光的反射率和透过率成反比，因而一味追求反射率会直接降低可见光的透过率，以致影响室内采光效果。所以，在夏季或光照较强的区域，热反射玻璃可以发挥其隔热性能强的优势；而在冬季或光照相对较弱的区域，热反射玻璃在隔热性能方面的效果就不显著。
4 结语
总之，镀膜玻璃具有性能优异、高效和低成本的优势。中国镀膜玻璃生产工艺水平在不断优化改进，从而促进了这种玻璃产品在人们的实际生活生产中的应用。通过本文研究分析，可知真空磁控溅射和化学气相沉积这两种生产工艺，具有较佳的效果，在目前镀膜玻璃生产中得到了最为广泛的使用；而镀膜玻璃能使室外可见光的热辐射及太阳能被阻挡在户外，从而能使室内设备能耗得以降低。以上仅供相关研究参考使用。
参考文献
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（作者单位：东莞南玻工程玻璃有限公司）
