在线低辐射镀膜玻璃的技术和发展
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在线与离线Lo w-e玻璃1、生产工艺在线Low—E玻璃是在浮法玻璃生产过程中,在热的玻璃表面上喷涂上以锡盐为主要成分的化学溶液,形成单层具有一定低辐射功能的氧化锡(SnO2)化合物薄膜而制成的。
离线Low—E玻璃是在专门的生产线,用真空磁控溅射的方法,将辐射率极低的金属银(Ag)及其它金属和金属化合物均匀地镀在玻璃表面而制成的,它至少由四层膜构成。
2、品种及外观在线Low—E玻璃品种单一,受浮法玻璃规模生产的限制,目前只有6mm厚,无色透明的一种品种。
离线Low—E玻璃品种多样,根据不同气候特点可以制作高、中、低多种透过率产品,并且颜色上有银灰、浅灰、浅蓝和无色透明等,用着色玻璃还可制作绿色等其他多种颜色。
厚度从3~12mm都可制做。
3、性能参数在线Low—E玻璃的光谱呈现氧化锡导电膜的特征,而离线Low—E玻璃的光谱呈现银和氧化锡复合膜的特征,二者对可见光都有良好的透射,而对近红外光后者比前者具有高得多的反射,对远红外辐射后者比前者吸收少、反射高。
因此,与在线Low—E玻璃相比,离线Low—E玻璃具有低的遮阳系数和低的传热系数。
见附件表说明:参数性能表中的数据是用实际测量并经国际公认的W4软件计算得出。
表中仅提供了南玻的一种品种,其他品种请见南玻集团的产品说明书。
U值是除太阳直接辐射以外所有热量的传热系数,分夏季U夏值和冬季U冬值。
Sc是玻璃的遮阳系数,它衡量玻璃对太阳直接辐射的遮蔽作用。
4、节能性夏季透过玻璃传输的热量:Q夏=U(T外-T内)+630Sc (w/m2) 冬季透过玻璃传输的热量:Q冬=U(T外-T内)(w/m2) 上述在线Low—E(型号SG500)中空玻璃组件,夏季传入室内和冬季传出室外的热量分别为:Q夏=2。
40×(35-20)+630×0.72=489.6w/m2 Q冬=2。
在线、离线LOW-E镀膜玻璃对比徐兵中国南玻集团吴江南玻华东工程玻璃有限公司江苏·吴江(215222)摘要:本文通过生产工艺、产品性能,市场应用三方面对在线、离线LOW-E镀膜玻璃进行对比,整体上阐述在线和离线这两大类LOW-E镀膜玻璃的市场定位,以此判断LOW-E镀膜玻璃的应用方向。
关键词:在线LOW-E镀膜玻璃,离线LOW-E镀膜玻璃,市场分析前言自1965年开始,大板面玻璃镀膜加工因新工艺和新设备的出现逐步得到了发展。
Libby Owens Ford(LOF)建起了第一条大规模真空镀膜生产线。
之前,建筑玻璃的镀膜采用需要将玻璃基片加热的气相沉积法,该法会引起玻璃变形,或者采用化学沉积法,该法生产的膜层均匀性、耐久性差。
1973年,Airco发明了磁控溅射镀膜工艺。
1977年10月, Airco为Guardian公司建造了第一条磁控溅射镀膜线。
1982年,美国Guardian公司率先推出了银基低辐射膜层。
之后,Low-E玻璃(即辐射率ε≤0.15的镀膜玻璃)逐渐成了优级窗的标准配置。
1987年,LOF推出了在线Low-E镀膜玻璃产品,至此,Low-E镀膜玻璃生产正式发展成为在线、离线两种工艺方式。
以下,将从生产工艺、产品性能,市场应用对在线、离线Low-E镀膜玻璃进行分析,确定这两类产品的市场现状及未来趋势。
一.生产工艺“在线”系指在浮法玻璃生产线上利用高温热解法生产镀膜玻璃,高温热解法又分为热喷涂和化学汽相沉积法(CVD),目前多采用CVD法。
镀膜实施的部位,可以在浮法玻璃生产线的锡槽、过渡辊合或退火窑前端,反应的温度在400~700℃之间,如图1所示。
一般在热的浮法玻璃表面要镀多层膜,这些膜包括介质膜和功能膜。
多层膜的复合使低辐射镀膜玻璃既有低辐射功能,又不产生干涉虹彩。
为了保证膜层均匀,必须严格控制玻璃板面温差,同时控制反应气流稳定。
在此前提下,才有可能生产出高质量的低辐射镀膜玻璃。
在线Sun-EⓉ节能镀膜玻璃产品使用说明书1 产品简介在线Sun-EⓉ节能镀膜玻璃,简称在线Sun-EⓉ。
是根据中国气候区异常复杂的环境特点,开发的集遮阳与低辐射功能于一体的节能型系列产品。
通过特殊膜层快速着色技术赋予产品丰富多彩的色调,在提供低辐射保温性的同时,可控制太阳辐射热进入室内,拥有低的遮阳系数,满足了建筑“节能”和“装饰”的双重需求。
稳定的氧化物结构,高温镀膜的特性使得在线Sun-EⓉ玻璃化学稳定性好、不存在氧化问题;牢固耐用、可热弯、钢化、单片存放。
优异的理化性能使得建筑物的节能效果保持长期稳定,封成中空或真空玻璃,即使胶老化开裂,失去密封性,膜层也不会变质,节能功能不会失效,被称为“硬镀膜”玻璃。
产品颜色系列有水晶灰、水晶蓝、水晶黄、水晶绿、水晶紫等,用户可依据地区环境特点的要求,选用不同色彩及性能的在线Sun-EⓉ玻璃。
1.1 产品规格(mm) :2440×3660 2440×3600 2440×3500 2440×34002440×3300 2140×3660 2140×3600 2140×3500 2140×3400 2140×3300 2134×3660 2134×36002134×3500 2134×3400 2134×3300 2440×18302140×1830 2134×1830等1.2 厚度(mm):4mm、5mm、6mm、8mm1.3 颜色系列:水晶灰、水晶蓝、水晶黄、水晶绿、水晶紫等特殊规格、厚度、颜色可根据用户需求,提供定制。
2 产品深加工2. 1 运输及存放2. 1.1在运输及存放过程中,产品的包装及内部必须防水;保证玻璃包装内外的温度一致,防止结露。
2. 1.2存放产品的环境及地点要干燥、通风,防止淋雨、流水等;不能置于阳光下暴晒,防止玻璃受热破损。
低辐射镀膜玻璃的用途低辐射镀膜玻璃是一种特殊的玻璃材料,具有良好的防辐射性能。
它广泛应用于医疗设备、核工业、太阳能电池板等领域。
下面将详细介绍低辐射镀膜玻璃的用途。
1. 医疗设备低辐射镀膜玻璃在医疗设备上的应用非常广泛。
医疗设备中常使用的X射线机、CT机、核磁共振仪等产生的辐射对人体有一定的伤害。
而低辐射镀膜玻璃能有效地吸收和阻挡这些辐射,从而保护患者和医护人员的健康。
此外,低辐射镀膜玻璃还可以用于制作防护眼镜,用于保护医护人员的眼睛免受辐射的伤害。
2. 核工业核工业是低辐射镀膜玻璃的另一个主要应用领域。
在核电站、核反应堆等核工业设施中,会产生大量的辐射。
使用低辐射镀膜玻璃制作的防护设备,如护目镜、防护屏幕等,能够有效地隔离辐射,保护工作人员的安全。
此外,低辐射镀膜玻璃还可以用于核工业设施的观察窗口,提供透明的视野,并防止辐射泄漏。
3. 太阳能电池板太阳能电池板是利用太阳能将光能转化为电能的设备。
然而,太阳能电池板在制造过程中需要使用一些有害物质,如铅和镉。
为了减少对环境和人体的伤害,人们开始采用低辐射镀膜玻璃来替代传统玻璃作为太阳能电池板的覆盖层。
低辐射镀膜玻璃不仅具有优良的光透过性,还能减少有害物质的释放,提高太阳能电池板的安全性和可持续性。
4. 建筑领域在建筑领域,低辐射镀膜玻璃也有着广泛的应用。
建筑物外墙的玻璃幕墙和窗户常常需要具备隔热和保温的功能。
低辐射镀膜玻璃能够有效地阻挡热辐射的传递,提高建筑物的保温性能,降低能源消耗。
此外,低辐射镀膜玻璃还可以过滤紫外线的辐射,保护室内物品不受紫外线的损害。
5. 其他领域除了上述应用领域外,低辐射镀膜玻璃还被广泛应用于航天、航空、电子设备等领域。
在航天和航空领域,低辐射镀膜玻璃能够提供良好的防辐射保护,保障宇航员和飞行员的安全。
在电子设备中,低辐射镀膜玻璃可以用于制作屏幕保护膜,防止辐射对人眼造成伤害。
低辐射镀膜玻璃具有广泛的应用领域。
它在医疗设备、核工业、太阳能电池板、建筑领域以及航天、航空、电子设备等领域都发挥着重要的作用。
在线低辐射镀膜玻璃的技术和发展
在线低辐射镀膜玻璃的技术和发展2011年06月06日
在线镀膜是利用先进的镀膜技术,在浮法玻璃生产线上直接对高温、洁净且高质量的浮法玻璃基片表面进行改性处理,从而赋予玻璃多种特殊功能,如调控太阳光的射入量、低辐射功能、自洁功能,并可使玻璃呈现各种色调的美观效果。
由于在线镀膜行之有效且快捷的改性方式,优良的理化性能并不影响浮法玻璃进一步热加工。
规模大、成本低等独特的优点使其成为平板玻璃加工的重点产品。
在线镀膜是实施在高质量的浮法玻璃基片上,对浮法玻璃工艺提出了更高的要求,同时也促进了着浮法工艺的进步。
自上世纪70年代洛阳浮法玻璃生产技术问世以来,我国玻璃工业取得了突飞猛进的发展,平板玻璃生产规模居世界首位,但在玻璃质量、新产品开发方面,与国际先进水平相比仍有较大的差距。
自主创新能力薄弱,研发投入少,原创性技术少等制约着玻璃产业的进步,在线镀膜先进技术还始终被国外玻璃公司所控制。
低辐射镀膜玻璃的节能原理
自然环境中热能的来源主要是太阳辐射能(能量分布0. 3, 2. 5um)和远红外热辐射能(能量分布在2.5,25» m波长),其中,太阳辐射能是最大的热源。
分析到达地面的太阳辐射中,以红外线的能量最多,约占50%, 70%,可见光比例其次,约占46%, 30%,紫外线最少,只占4%, 0. 1, o大量的太阳热辐射能对建筑物的影响是很重要的,其分两部分射入室内。
一是直接透射进入;二是照射到地面上被物体吸收后以远红外热辐射的形式进入。
寒冷的冬季,暖气、家用电器、阳光照射后的家具及人体等所产生的远红外热辐射能是室内温暖的主要热源。
就普通玻璃而言,在可见光和近红外波段的透射率超过80%,在中红外的透射率也有近10,。
这个波长范围正好与太阳辐射光谱区域重合。
因此透
过玻璃的太阳辐射热非常强,人处于玻璃后面,有很强的太阳辐射热灼感。
对波长5 以上的远红外热辐射,普通玻璃不能透过,而儿乎是全部吸收,并以辐射传热的形式向两侧散失。
其红外辐射的综合吸收率达到84%,即辐射率
(即吸收率)为0. 84.
以上两种形式的热能透过玻璃的传递可归结为两个途径:太阳辐射直接透过传热和对流传导传热。
其中,对流传导所传递的热量中,即包括来自远红外热辐射的热能,也包括来自太阳辐射中的部分红外热能,因此它体现的是温差传热部分。
玻璃吸收能力的强弱,直接关系到玻璃对远红外热能的阻挡效果。
辐射率低的玻璃不易吸收外来的热辐射能量,从而玻璃通过传导、辐射、对流所传递的热能就少,低辐射玻璃正是限制了这一部分的传热。
低辐射膜本质上是一种透明导电膜。
对可见光有良好的透光性,不浪费宝贵的釆光能源;对中远红外线有很高的反射性,它的光学特性与电学性能密切相关。
在作为窗体或幕墙使用时,用低辐射玻璃与其他各种性能的玻璃制成中空玻璃,可以充分体现其保温节能和阳光控制的作用。
在线低辐射镀膜玻璃的制造工艺及产品特性在线低辐射镀膜玻璃分为在线净色低辐射镀膜玻璃(简称在线净色Low-E),在线阳光控制和低辐射复合型的镀膜玻璃(简称在线Sun-E) o
在线净色Low-E玻璃是以无色浮法玻璃为基片,在线Sun-E玻璃是以无色浮法玻璃或基体着色的浮法玻璃为基片。
在线净色Low-E玻璃的膜层结构主要是山折射率梯度变化的中间层(也称为阻挡层或颜色衰减层)和低辐射层组成;在线Sun-E玻璃的膜层结构是山中间层、吸收层和低辐射层组成。
低辐射层作为外膜层,主体成分是掺杂的Sn02-n-型导电薄膜,导电性质介于传统半导体(如Si、Ge、GaAs)和金属之间。
其本征吸收边缘位于X?3450A0,决定其约90%的紫外吸收、90%的可见光透射比。
山于高浓度的
(1020cm-3)自由电子吸收,在中远红外区Sn02有接近90%的反射率,故Sn02有阻断远红外热辐射能的功能,制备在线净色Low-E玻璃的基本工艺过程是在浮法玻璃生产线的锡槽内的笫一镀膜区,利用化学气
相沉积镀膜(CVD)技术在玻璃表面上,首先镀SiOxCy为主体的中间(阻挡)膜层,作用是抑制热玻璃基体中的碱金属离子以受主杂质的形式扩散到导电膜层中,对施主起补偿作用,引起导电率降低,而劣化隔热性能,并降低低辐射
表面的色饱和度。
随后在浮法生产线锡槽或退火窑内的笫二镀膜镀膜玻璃玻璃区,以金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术,将以有机锡化合物为主前质体的镀膜原料经汽化流程的处理;以气体形式随主气流通过位于上方的镀玻璃带膜反应器引入到移动的热表面;在有氧源存在的条件下,利用烷氧基的热玻璃
解作用,在玻璃表面沉积被掺朵的氧化锡膜层(SnO2?F低辐射层);精确控制两膜层的光谱性能和光学常数,通过精密的光学膜系匹配制造出辐射率低、可见光反射比低、表面色饱和度低、节能效率高的低辐射镀膜玻璃。
制备在线Sun-E玻璃相比于净色Low-E玻璃,采用MOCVD技术在阻挡层和低辐
射层之间增加了对太阳光的吸收层,也可以利用有色玻璃基片对太阳光的吸收作用,在其上镀制中间层和低辐射层;结合于对本体着色玻璃表面的改性处理,制造一种具有阳光控制和低辐射性能复合型的高效节能玻璃产品。
大面积连续均匀沉积膜层的反应器结构、镀膜原料、汽化工艺及热解反应过程,提高氧化锡薄膜导电能力的方法和途径,精确控制每个膜层的光谱性能和光学常数,实现精密的光学膜系匹配,是在线镀膜技术研究的核心。
分析在线低辐射镀膜玻璃的微观结构,可以发现,膜层是山复合镶嵌的氧化锡以纳米颗粒大小的晶体规律排列,能级处于稳定态,所以决定了膜层的化学稳定性优良,光照和氧化及热加工都不会使膜层产生结构变异,而影响功能。
在线生产的低辐射镀膜玻璃是以洁净、高温、高速拉引的浮法玻璃带为基体,膜层是在高温状态下分解形成,随着玻璃的冷却,膜层与玻璃基体紧密吸附。
膜层牢固耐用、可热弯、钢化、单片存放;使用膜层化学稳定性好、不存在氧化问题,因此也称其为“硬镀膜”。
低辐射镀膜玻璃的应用前景
我国低辐射镀膜玻璃市场尚处于起步阶段,市场的用量和产品质量都处于上升期,2005年用量只有600万平方米。
随着国家节能法规的强有力执行
和人们节能环保意识的不断增强,北京、上海、天津、沈阳等大中型城市和许多省已制定地方法规,强制执行节能率65%的指标,要求窗玻璃的传热系数低于 2.
8W/m2?k.依据国家规划,力争从2006年起,新建建筑严格执行建筑节能设计标准,有条件的城市率先执行节能率65%的地方标准,更为低辐射镀膜玻的市场提供了广阔的应用前景。
如果按低辐射镀膜占建筑的10%计玻璃玻璃璃
算,预计国内年需求总量约为4300万平方米。
建筑法规的建全和完善,建筑市场对低辐射镀膜需求将会越来越大,产品将具有极大的国际国内市场空间。
玻璃在线低辐射镀膜玻璃以其独有的产品特性,将在今后的市场中占有重要的地位。
中国浮法玻璃的生产技术和装备水平正在进一步提高,高质量、高深加丄率的浮法玻璃已成为国内浮法玻璃生产线的追求LI标。
具有自主知识产权的在线低辐射镀膜玻璃生产工艺的成功开发,产品性能的不断提高和完善,将使以低辐射镀膜玻璃为新生代的节能产品步入一个崭新的阶段,在线低辐射镀膜玻璃将以其低廉的成本、优质的产品和超大规模的生产能力来满足建筑节能的巨大需求。