low-e玻璃-概要

目前的兩種Low-E玻璃生產(chǎn)方法在線高溫熱解沉積法：在線高溫熱解沉積法"Low-E"玻璃在美國有多家公司的產(chǎn)品。如PPG公司的Surgate200，福特公司的SunglasH．R"P"。這些產(chǎn)品是在浮法玻璃冷卻工藝過程中完成的。液體金屬或金屬粉沫直接噴射到熱玻璃表面上，隨著玻璃的冷卻，金屬膜層成為玻璃的一部分。固此，該膜層堅硬耐用。這種方法生產(chǎn)的"Low-E"玻璃具有許多優(yōu)點：它可以熱彎，鋼化，不必在中空狀態(tài)下使用，可以長期儲存。它的缺點是熱學性能比較差。除非膜層非常厚，否則其"u"值只是濺射法"Low-E"鍍膜玻璃的一半。如果想通過增加膜厚來改善其熱學性能，那么其透明性就非常差。離線真空濺射法離線法生產(chǎn)Low-E玻璃，是目前國際上普遍采用真空磁控濺射鍍膜技術。和高溫熱解沉積法不同，濺射法是離線的。且據(jù)玻璃傳輸位置的不同有水平及垂直之分。濺射法工藝生產(chǎn)"Low-E"玻璃，需一層純銀薄膜作為功能膜。純銀膜在二層金屬氧化物膜之間。金屬氧化物膜對純銀膜提供保護，且作為膜層之間的中間層增加顏色的純度及光透射度。垂直式生產(chǎn)工藝中，玻璃垂直放置在架子上，送入10-1帕數(shù)量級的真空環(huán)境中，通入適量的工藝氣體（惰性氣體Ar或反應氣體O2、N2），并保持真空度穩(wěn)定。將靶材Ag、Si等嵌入陰極，并在與陰極垂直的水平方向置入磁場從而構成磁控靶。以磁控靶為陰極，加上直流或交流電源，在高電壓的作用下，工藝氣體發(fā)生電離，形成等離子體。其中，電子在電場和磁場的共同作用下，進行高速螺旋運動，碰撞氣體分子，產(chǎn)生更多的正離子和電子；正離子在電場的作用下，達到一定的能量后撞擊陰極靶材，被濺射出的靶材沉積在玻璃基片上形成薄膜。為了形成均勻一致的膜層，陰極靶靠近玻璃表面來回移動。為了取得多層膜，必須使用多個陰極，每一個陰極均是在玻璃表面來回移動，形成一定的膜厚。水平法在很大程度上是和垂直法相似的。主要區(qū)別在玻璃的放置，玻璃由水平排列的輪子傳輸，通過陰極，玻璃通過一系列銷定閥門之后，真空度也隨之變化。當玻璃到達主要濺射室時，鍍膜壓力達到，金屬陰極靶固定，玻璃移動。在玻璃通過陰極過程中，膜層形成。目前，國產(chǎn)和絕大部分進口磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線的目標產(chǎn)品均是以鍍制單質(zhì)膜和金屬膜為主的陽光控制膜玻璃。這類產(chǎn)品工藝相對簡單，對設備的要求較低。因此，這些生產(chǎn)線不能滿足鍍制LOW-E玻璃的要求。濺射法生產(chǎn)"Low-E"玻璃，具有如下特點：由于有多種金屬靶材選擇，及多種金屬靶材組合，因此，濺射法生產(chǎn)"Low-E"玻璃可有多種配置。在顏色及純度方面，濺射鍍也優(yōu)于熱噴鍍，而且，由于是離線法，在新產(chǎn)品開發(fā)方面也較靈活。最主要的優(yōu)點還在于濺射生產(chǎn)的"Low-E"中空玻璃其"u"值優(yōu)于熱解法產(chǎn)品的"u"值，但是它的缺點是氧化銀膜層非常脆弱，所以它不可能象普通玻璃一樣使用。它必須要做成中空玻璃，且在未做成中空產(chǎn)品以前，也不適宜長途運輸。

太陽輻射能量的97%集中在波長為0.3-2.5um范圍內(nèi)，這部分能量來自室外；100℃以下物體的輻射能量集中在2.5um以上的長波段，這部分能量主要來自室內(nèi)。若以室窗為界的話，冬季或在高緯度地區(qū)我們希望室外的輻射能量進來，而室內(nèi)的輻射能量不要外泄。若以輻射的波長為界的話，室內(nèi)、室外輻射能的分界點就在2.5um這個波長處。因此，選擇具有一定功能的室窗就成為關鍵。3mm厚的普通透明玻璃對太陽輻射能具有87%的透過率，白天來自室外的輻射能量可大部分透過；但夜晚或陰雨天氣，來自室內(nèi)物體熱輻射能量的89%被其吸收，使玻璃溫度升高，然后再通過向室內(nèi)、外輻射和對流交換散發(fā)其熱量，故無法有效地阻擋室內(nèi)熱量泄向室外。Low-E中空玻璃對0.3-2.5um的太陽能輻射具有60%以上的透過率，白天來自室外輻射能量可大部分透過，但夜晚和陰雨天氣，來自室內(nèi)物體的熱輻射約有50%以上被其反射回室內(nèi)，僅有少于15%的熱輻射被其吸收后通過再輻射和對流交換散失，故可有效地阻止室內(nèi)的熱量泄向室外。Low-E玻璃的這一特性，使其具有控制熱能單向流向室外的作用。太陽光短波透過窗玻璃后，照射到室內(nèi)的物品上。這些物品被加熱后，將以長波的形式再次輻射。這些長波被"Low-E"窗玻璃阻擋，返回到室內(nèi)。事實上通過窗玻璃再次輻射被減少到85%，極大地改善了窗玻璃絕熱性能。窗玻璃的絕熱性能一般是用"u"值來表示的，而"u"值和玻璃的輻射率有直接的關系。"u"值的定義為：ASHRAE標準條件下，由于玻璃熱傳導和室內(nèi)外的溫差，所形成的空氣到空氣的傳熱量。其英制單位為：英熱量單位每小時每平方英尺每華氏溫度，公制單位為：瓦每平方米每攝氏溫度、"u"值越低，通過玻璃的傳熱量也越低，窗玻璃的絕熱性能越好。輻射率是某物體的單位面積輻射的熱量同單位面積黑體在相同溫度，相同條件下輻射熱量之比。輻射率定義是某物體吸收或反射熱量的能力。理論上完全黑體對所有波長具有100%的吸收。即反射率為零。因此，黑體輻射率為1.0。通常，浮法白玻璃的輻射率為0.84。而大多數(shù)在線熱聚合"Low-E"鍍膜玻璃的輻射率在0.35到0.5之間。磁控真空濺射"Low-E"鍍膜玻璃的輻射率在0.08到0.15之間。值得注意的是低的輻射率直接對應著低的"u"值。玻璃的輻射率越接近于零，其絕熱性能就越好。一個"節(jié)能采光系統(tǒng)"的優(yōu)越性必須體現(xiàn)在盡可能高的太陽總能量的透過，而同時具有最低的"u"值。通過同時考慮能量的獲得和熱的損失，建立了能量平衡方程式，Ueg=UF-RFg。最好的能量平衡特性的采光系統(tǒng)是真空磁控濺射"Low-E"鍍膜中空玻璃。盡管單層玻璃其太陽能的透射為最大，但它的"u"值及"Ueg"值卻最差。因此，不能滿足好的能量平衡的需求。單純高的太陽能透射，能有效地保持這些能量，就不能認為它是節(jié)能材料。"Low-E"鍍膜中空玻璃是一種較好的節(jié)能采光材料。它具有較高的太陽能透射，非常低的"u"值，并且，由于鍍膜的效果，"Low-E"玻璃反射的熱量回到室內(nèi)，使得窗玻璃附近的溫度較高，人在窗玻璃附近也不會感到太大的不適。而應用"Low-E"窗玻璃的建筑其室內(nèi)溫度相對較高，因此在冬季可以保持相對高的室內(nèi)溫度，而不結霜，這樣在室內(nèi)的人也會倍感舒適。"Low-E"玻璃也能夠阻擋大量的紫外線透射，防止室內(nèi)的物品退色。