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(2)設計膜層結構、配置靶材。在這個環節要明確各膜層所使用的靶材、各靶材的使用功率、工藝氣體和反應氣體配比。
(3)控制各單層膜的均勻性。監控各個單層膜厚度以nm為單位,其中,介質層橫向厚度均勻性要在±1.5%以內;金屬層橫向厚度均勻性要控制在±1%以內。
(4)及時進行初調試環節和調試規律的總結。應要點歸納底層介質層、中間層介質層、頂層介質層對雙銀Low-E鍍膜玻璃顏色參數的影響規律;底層Ag、頂層Ag對雙銀Low-E鍍膜玻璃顏色參數、透過率、面電阻的影響規律;NiCr、NiCrOx等Ag層保護材料對Low-E鍍膜玻璃顏色參數、透過率、舒緩反應性的影響規律。一般情況下,單一膜層對鍍膜玻璃的某一光熱性能和舒緩反應性能的影響具有差異性。
(5)按目標參數準確調試階段。要結合各個膜層對雙銀Low-E鍍膜玻璃性能的不同影響進行分析,實際調試過程中,膜系開發人員一般會同時調試多個膜層的功率、氣體配比等參數。當調試參數與目標參數非常接近時,一般會采取微調某單一膜層濺射功率,以使調試參數不斷趨近目標參數。
(6)定標階段。此階段應匯總如下數據:工藝參數(靶材配置、靶材功率、工藝氣體配比、工藝速度)、調試樣玻璃面和膜面顏色參數、表面電阻、玻璃面45°角色差值。
(7)調試樣品參數至少要經過3次以上重復再現、每次2h以上連續穩定生產,才可以確認新調試的雙銀Low-E膜系可以投入生產。
(8)為客戶提供雙銀Low-E中空玻璃的U值、Sc值。隨著對居民建筑節能性要求的不斷提高,相關標準對外窗和玻璃幕墻的傳熱系數U和遮陽系數Sc提出了更為嚴苛的限值要求。另外,鍍膜玻璃生產企業有必要為后續玻璃深加工企業提供雙銀Low-E鍍膜玻璃加工指導書。
3開發過程及實際投產需要注意的問題
雙銀膜系的開發目的就是獲得一套工藝穩定、光學參數性能優良、機械性能和舒緩反應性能較好的雙銀膜系產品。根據實際生產經驗,筆者認為雙銀Low-E膜系開發過程及實際投產過程中需要注意以下問題:
(1)確定合理的目標參數。雙銀Low-E的輻射率一般能做到0.05甚至更低,其面電阻一般也可以做到3Ω以下,這個參數主要取決于Ag層的厚度;雙銀Low-E鍍膜玻璃的透過率一般在50%~70%之間;考慮到安裝到幕墻后的顏色,雙銀Low-E鍍膜玻璃的玻璃面顏色ag一般在0~-5之間、玻面bg一般在-5~-10之間。選擇合適的目標參數的重要原則是:既要有利于工藝上的實現,又要在將來的使用中給建筑師和業主以舒適的視覺效果。
(2)膜層總體結構設計合理。膜層結構是雙銀Low-E鍍膜玻璃的較核心的技術指標。只有膜層結構設計合理,才能開發出理化性能優異、使用性能穩定的鍍膜玻璃。另外,不同靶材的工藝氣體和反應氣體的配比和總量會對工藝穩定性、膜層應力、膜層耐酸性、膜層耐磨性、生產效率和生產節能性產生影響。
(3)重視雙銀Low-E膜層結構中單層膜厚度及均勻性對其整體性能的影響。雙銀Low-E膜層數較單銀Low-E多,各膜層對較終產品的理化性能的影響敏感性不同。另外,雙銀Low-E中,單層膜的厚度均勻性對較終產品的顏色均勻性會有明顯的影響,所以在調試雙銀工藝前,應該首先對單層膜的厚度均勻性進行調節并且了解單層膜的厚度范圍。其中,對于非金屬介質層的單層均勻性,一般可以通過鍍膜玻璃膜面顏色參數bf值的均勻性來衡量;而包括Ag和NiCr在內的金屬膜層的單層均勻性,一般可以通過鍍膜玻璃透過率T值的均勻性來衡量。
(4)在初調試階段,有必要總結每個膜層對產品理化性能的影響,尤其是各膜層對鍍膜玻璃顏色和機械性能的影響規律,這項工作在后期準確調試中會起到重要的指導意義。
(5)按照目標參數進行準確調試。在這個階段,我們是要在以上各階段工作的基礎上,通過工藝條件的監控、工藝參數的調整,較終實現具有目標參數和優異理化性能的產品。所以,在這個階段要點工作應包括:調試過程參數記錄、調試樣品性能測試結果和較終工藝參數的確定。
(6)性能測試及通過連續性生產驗證產品穩定性。這個階段工作意義重大:首先,通過性能測試可以了解定樣雙銀Low-E產品的各項性能指標,測試方法可以參照國標進行;同時,也為后續產品性能的提高和改進提供了方向,對于某項性能短板進行改進。因為雙銀Low-E膜系的復雜性,較終產品的性能對設備狀態、工藝參數、真空度等條件有較高要求,只有通過連續性生產驗證,具有可重復實現性的膜系才能在后續真實實現投產。
(7)關注用戶使用情況,及時給予技術支持。要考慮目前國內玻璃深加工行業的現狀,實際各加工廠的技術條件和加工實力差異很大。因此,筆者建議具有生產雙銀Low-E能力的玻璃加工企業,對新開發的雙銀Low-E鍍膜產品編制詳細的《加工指導書》,對下游玻璃深加工廠的加工條件給出加工要求,在必要時給予技術支持。這樣,雙銀Low-E鍍膜玻璃在國內建筑中,會得到更廣泛的推廣,也可以為整個社會節省更多的能量。
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