在線鍍膜是利用先進的鍍膜技術，在浮法玻璃生產線上直接對高溫、潔凈且高質量的浮法玻璃基片表面進行改性處理，從而賦予玻璃多種特殊功能，如調控太陽光的射入量、低輻射功能、自潔功能，并可使玻璃呈現各種色調的美觀效果。由于在線鍍膜行之有效且快捷的改性方式，優良的理化性能并不影響浮法玻璃進一步熱加工。規模大、成本低等獨特的優點使其成為平板玻璃加工的重點產品。在線鍍膜是實施在高質量的浮法玻璃基片上，對浮法玻璃工藝提出了更高的要求，同時也促進了著浮法工藝的進步。


　　自上世紀70年代洛陽浮法玻璃生產技術問世以來，我國玻璃工業取得了突飛猛進的發展，平板玻璃生產規模居世界首位，但在玻璃質量、新產品開發方面，與國際先進水平相比仍有較大的差距。自主創新能力薄弱，研發投入少，原創性技術少等制約著玻璃產業的進步，在線鍍膜先進技術還始終被國外玻璃公司所控制。


　低輻射鍍膜玻璃的節能原理

　　自然環境中熱能的來源主要是太陽輻射能（能量分布0.3～2.5μm）和遠紅外熱輻射能（能量分布在2.5～25μm波長），其中，太陽輻射能是最大的熱源。分析到達地面的太陽輻射中，以紅外線的能量最多，約占50%～70%，可見光比例其次，約占46%～30%，紫外線最少，只占4%～0.1％。大量的太陽熱輻射能對建筑物的影響是很重要的，其分兩部分射入室內。一是直接透射進入；二是照射到地面上被物體吸收后以遠紅外熱輻射的形式進入。寒冷的冬季，暖氣、家用電器、陽光照射后的家具及人體等所產生的遠紅外熱輻射能是室內溫暖的主要熱源。


　　就普通玻璃而言，在可見光和近紅外波段的透射率超過80%，在中紅外的透射率也有近10％。這個波長范圍正好與太陽輻射光譜區域重合。因此透過玻璃的太陽輻射熱非常強，人處于玻璃后面，有很強的太陽輻射熱灼感。對波長5μm以上的遠紅外熱輻射，普通玻璃不能透過，而幾乎是全部吸收，并以輻射傳熱的形式向兩側散失。其紅外輻射的綜合吸收率達到84%，即輻射率（即吸收率）為0.84.

　　以上兩種形式的熱能透過玻璃的傳遞可歸結為兩個途徑：太陽輻射直接透過傳熱和對流傳導傳熱。其中，對流傳導所傳遞的熱量中，即包括來自遠紅外熱輻射的熱能，也包括來自太陽輻射中的部分紅外熱能，因此它體現的是溫差傳熱部分。


　　玻璃吸收能力的強弱，直接關系到玻璃對遠紅外熱能的阻擋效果。輻射率低的玻璃不易吸收外來的熱輻射能量，從而玻璃通過傳導、輻射、對流所傳遞的熱能就少，低輻射玻璃正是限制了這一部分的傳熱。


　　低輻射膜本質上是一種透明導電膜。對可見光有良好的透光性，不浪費寶貴的采光能源；對中遠紅外線有很高的反射性，它的光學特性與電學性能密切相關。在作為窗體或幕墻使用時，用低輻射玻璃與其他各種性能的玻璃制成中空玻璃，可以充分體現其保溫節能和陽光控制的作用。


　　在線低輻射鍍膜玻璃的制造工藝及產品特性在線低輻射鍍膜玻璃分為在線凈色低輻射鍍膜玻璃（簡稱在線凈色Low-E），在線陽光控制和低輻射復合型的鍍膜玻璃（簡稱在線Sun-E）。


　　在線凈色Low-E玻璃是以無色浮法玻璃為基片，在線Sun-E玻璃是以無色浮法玻璃或基體著色的浮法玻璃為基片。


　　在線凈色Low-E玻璃的膜層結構主要是由折射率梯度變化的中間層（也稱為阻擋層或顏色衰減層）和低輻射層組成；在線Sun-E玻璃的膜層結構是由中間層、吸收層和低輻射層組成。低輻射層作為外膜層，主體成分是摻雜的Sn02-n-型導電薄膜，導電性質介于傳統半導體（如Si、Ge、GaAs）和金屬之間。其本征吸收邊緣位于λ≈3450A0，決定其約90%的紫外吸收、90%的可見光透射比。由于高濃度的（1020cm-3）自由電子吸收，在中遠紅外區Sn02有接近90%的反射率，故Sn02有阻斷遠紅外熱輻射能的功能，制備在線凈色Low-E玻璃的基本工藝過程是在浮法玻璃生產線的錫槽內的第一鍍膜區，利用化學氣相沉積鍍膜（CVD）技術在玻璃表面上，首先鍍SiOxCy為主體的中間（阻擋）膜層，作用是抑制熱玻璃基體中的堿金屬離子以受主雜質的形式擴散到導電膜層中，對施主起補償作用，引起導電率降低，而劣化隔熱性能，并降低低輻射鍍膜玻璃表面的色飽和度。隨后在浮法玻璃生產線錫槽或退火窯內的第二鍍膜區，以金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）技術，將以有機錫化合物為主前質體的鍍膜原料經汽化流程的處理；以氣體形式隨主氣流通過位于玻璃帶上方的鍍膜反應器引入到移動的熱玻璃表面；在有氧源存在的條件下，利用烷氧基的熱解作用，在玻璃表面沉積被摻雜的氧化錫膜層（Sn02∶F低輻射層）；精確控制兩膜層的光譜性能和光學常數，通過精密的光學膜系匹配制造出輻射率低、可見光反射比低、表面色飽和度低、節能效率高的低輻射鍍膜玻璃。


　　制備在線Sun-E玻璃相比于凈色Low-E玻璃，采用MOCVD技術在阻擋層和低輻射層之間增加了對太陽光的吸收層，也可以利用有色玻璃基片對太陽光的吸收作用，在其上鍍制中間層和低輻射層；結合于對本體著色玻璃表面的改性處理，制造一種具有陽光控制和低輻射性能復合型的高效節能玻璃產品。


　　大面積連續均勻沉積膜層的反應器結構、鍍膜原料、汽化工藝及熱解反應過程，提高氧化錫薄膜導電能力的方法和途徑，精確控制每個膜層的光譜性能和光學常數，實現精密的光學膜系匹配，是在線鍍膜技術研究的核心。


　　分析在線低輻射鍍膜玻璃的微觀結構，可以發現，膜層是由復合鑲嵌的氧化錫以納米顆粒大小的晶體規律排列，能級處于穩定態，所以決定了膜層的化學穩定性優良，光照和氧化及熱加工都不會使膜層產生結構變異，而影響功能。


　　在線生產的低輻射鍍膜玻璃是以潔凈、高溫、高速拉引的浮法玻璃帶為基體，膜層是在高溫狀態下分解形成，隨著玻璃的冷卻，膜層與玻璃基體緊密吸附。膜層牢固耐用、可熱彎、鋼化、單片存放；使用膜層化學穩定性好、不存在氧化問題，因此也稱其為“硬鍍膜”。


　　

低輻射鍍膜玻璃的應用前景

　　我國低輻射鍍膜玻璃市場尚處于起步階段，市場的用量和產品質量都處于上升期，2005年用量只有600萬平方米。隨著國家節能法規的強有力執行和人們節能環保意識的不斷增強，北京、上海、天津、沈陽等大中型城市和許多省已制定地方法規，強制執行節能率65%的指標，要求窗玻璃的傳熱系數低于2.8W/m2·k.依據國家規劃，力爭從2006年起，新建建筑嚴格執行建筑節能設計標準，有條件的城市率先執行節能率65%的地方標準，更為低輻射鍍膜玻璃的市場提供了廣闊的應用前景。如果按低輻射鍍膜玻璃占建筑玻璃的10%計算，預計國內年需求總量約為4300萬平方米。建筑法規的建全和完善，建筑市場對低輻射鍍膜玻璃需求將會越來越大，產品將具有極大的國際國內市場空間。


　　在線低輻射鍍膜玻璃以其獨有的產品特性，將在今后的市場中占有重要的地位。中國浮法玻璃的生產技術和裝備水平正在進一步提高，高質量、高深加工率的浮法玻璃已成為國內浮法玻璃生產線的追求目標。具有自主知識產權的在線低輻射鍍膜玻璃生產工藝的成功開發，產品性能的不斷提高和完善，將使以低輻射鍍膜玻璃為新生代的節能產品步入一個嶄新的階段，在線低輻射鍍膜玻璃將以其低廉的成本、優質的產品和超大規模的生產能力來滿足建筑節能的巨大需求。

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