毕业设计（论文）-玻璃镀膜加工工艺

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1、,郑州大学毕业设计（论文）题目玻璃镀膜加工工艺院系材料科学与工程专业材料工程技术年级2010级学生姓名张中凯指导老师崔书瑾2013年4月25日1概述1.1镀膜玻璃简述镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。1.1.1分类镀膜玻璃按产品的不同特性，可分为以下几类：阳光控制玻璃、低辐射玻璃（Low-E）、导电膜玻璃等。1）阳光控制玻璃热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，使产品呈丰富的色彩，对于可见光有适当的透射率，对红外线有较高的反射率，对紫外线有较高吸收率，因此，也称为阳光控制玻璃，主要

2、用于建筑和玻璃幕墙；2）低辐射玻璃低具有良好的隔热性能，主要用于建筑和汽车、船舶等交通工具，由于膜层强度较差，一般都制成中空玻璃使用；3）导电膜玻璃导电膜玻璃是在玻璃表面涂敷氧化铟锡等导电薄膜，可用于玻璃的加热、除霜、除雾以及用作液晶显示屏等。1.1.2生产方法镀膜玻璃的生产方法很多，主要有真空磁控溅射法、真空蒸发法、化学气相沉积法以及溶胶—凝胶法等。磁控溅射镀膜玻璃利用磁控溅射技术可以设计制造多层复杂膜系，可在白色的玻璃基片上镀出多种颜色，膜层的耐腐蚀和耐磨性能较好，是目前生产和使用最多的产品之一。真空蒸发镀膜玻璃的品种和质量与磁控溅射镀膜玻璃相比均存在一定差距，已逐步被真空溅射法取代。化学

3、气相沉积法是在浮法玻璃生产线上通入反应气体在灼热的玻璃表面分解，均匀地沉积在玻璃表面形成镀膜玻璃。该方法的特点是设备投入少、易调控，产品成本低、化学稳定性好，可进行热加工，是目前最有发展前途的生产方法之一。溶胶—凝胶法生产镀膜玻璃工艺简单，稳定性也好，不足之处是产品光透射比太高，装饰性较差。1.2磁控溅射和真空蒸镀原理1.2.1磁控溅射镀膜磁控溅射是为了在低气压下进行告诉溅射，必须有效地提高气体的离化率。通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率的方法。（磁控溅射原理图）磁控溅射的工作原理:电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产

4、生出Ar+和新的电子；新电子飞向基片，Ar+在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E（电场）×B（磁场）所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar+来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基

5、片的能量很小，致使基片温升较低真空磁控溅射技术）：真空磁控溅射技术就是一种利用阴极表面配合的磁场形成电子陷阱，使在E×B的作用下电子紧贴阴极表面飘移。设置一个与靶面电场正交的磁场，溅射时产生的快电子在正交的电磁场中作近似摆线运动，增加了电子行程，提高了气体的离化率，同时高能量粒子与气体碰撞后失去能量，基体温度较低，在不耐温材料上可以完成镀膜。这种技术是目前玻璃膜技术中的最尖端技术，是由航天工业、兵器工业、和核工业三个方面相结合的顶尖技术的民用化，目前民用主要是通过这种技术达到节能、环保等作用。1.2.2真空蒸镀概念：在真空环境中，将材料加热并镀到基片上称为真空蒸镀，或叫真空镀膜（vacuume

6、vaporating;vacuumevaporation）。真空蒸镀是将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华，使之在工件或基片表面析出的过程。真空蒸镀中的金属镀层通常为铝膜，但其它金属也可通过蒸发沉积（真空蒸镀原理图）原理：金属加热至蒸发温度。然后蒸汽从真空室转移，在低温零件上凝结。该工艺在真空中进行，金属蒸汽到达表面不会氧化。在对树脂实施蒸镀时，为了确保金属冷却时所散发出的热量不使树脂变形，有必须对蒸镀时间进行调整。此外，熔点、沸点太高的金属或合金不适合于蒸镀。工艺流程：1、脱脂处理用丙酮或酒精进行清洗2、表面处理（必要时）电晕（corona）放电处理，紫外线照射处理等。3、底面涂布/硬化处

7、理（必要时）为了得到精美的蒸镀膜，有时必须进行底面涂布处理。进行底面涂布处理可以得到以下的效果：(1)、改善树脂与蒸镀膜之间的密接性(2)、将成型品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面一样的表面无论是为了得到反射镜作用而实施真空蒸镀，还是对密接性较低的夺钢进行真空蒸镀时，都必须进行底面涂布处理。底面涂布工艺基本与涂布工艺相似。如一般的涂料一样，可以使用喷枪进行喷涂。4、真空蒸镀工艺蒸镀金属为铝、金