Research of the ZrN based Low-e multilayer coatings

在建筑节能中，太阳光谱选择性透过Low-e薄膜是现代节能窗技术的重要组成部分，目前世界许多国家都在积极研究工艺简单、成本低廉、性能优良的新型Low-e薄膜。本论文根据的Ⅳ族元素氮化物Low-e薄膜光学性质和磁控溅射技术的原理，在国内外研究发展的基础上，针对Low-e薄膜的发展趋势，开展了射频磁控溅射制备ZrN基Low-e薄膜镀膜玻璃研究。 本课题以射频反应磁控溅射方法作为制备手段，选择Zr为靶材，以N2、O2为反应气体，制备对红外选择透过、可见光较高透过率的ZrO2-ZrN- ZrO2-石英玻璃膜Low-e薄膜，使之具有较好的光谱选择选择性透过和装饰效果，可应用节能窗表面。通过对膜层结构、各层膜厚、负偏压、反应气体分压等工艺条件的调整，成功制备了40nm/40nm/40nm和170nm/40nm/40nm两种ZrO2-ZrN- ZrO2-石英玻璃的膜系。两种膜系光谱选择透过特性良好，均可以作为Low-e薄膜的工作层。从透过率、膜厚、沉膜时间、成膜速率、颜色等方面综合比较了两种膜系，发现40nm/40nm/40nm膜系在光学性能上对可见光－红外透过选择性更强；其颜色等性能更符合美观等要求。 对两种膜系进行了探索性质的老化实验，实验发现两种膜系的热稳定性类似，抗热老化性能差；抗酸腐蚀性（HCl浸泡）都比较好，由于170nm/40nm/40nm膜系氧化物层厚度更大，抗腐蚀性更强。 本论文最后提出了要将这种光谱选择性透过Low-e薄膜推向实用化，实验室需要研究的课题