一種采用銀復合靶材制備防輻射玻璃的方法及其制品的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于靶材生產技術領域，尤其是一種采用銀復合靶材制備防輻射玻璃的 方法及其制品。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟的發展，玻璃在建筑行業中的使用量不斷增大。近代建筑上除了考慮美 學和外觀特征外，現在更注重的是如何控制熱量、室內制冷成本和內部陽光投射舒適的整 體平衡問題。目前，能源短缺的問題已經越來越凸顯出來，如何減少用于建筑降溫所需的能 耗也成為人們普遍關注的問題。
[0003] 為此，防輻射玻璃（即L0W-E玻璃）就應運而生了。這種產品是在玻璃表面鍍上多 層金屬組成的膜層而制得。其鍍膜層具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性， 使其與普通玻璃相比，具有優異的隔熱效果和良好的透光性。
[0004] 現有的大多數L0W-E玻璃為由位于中間的一層純銀膜和分別設置于純銀膜兩側 的兩層或兩層以上的金屬氧化物膜組成的多膜層結構。所述的金屬氧化物膜對純銀膜提供 保護，所述的中間功能層（即純銀膜）增加產品的顏色的純度及光透射度。其中的純銀膜和 金屬氧化物膜大多采用離線真空濺射法來制作。其離線真空濺射法的工作原理為：在高真 空環境下，向濺射鍍膜系統的腔體中充入工作氣體(一般為氬氣)，腔體內設有兩個相對應 的金屬板(分別為陽極板和陰極板)，陽極板上安裝玻璃基板，陽極板一般為接地；陰極板上 安裝銀靶材或金屬氧化鎢靶材，在陰極板上通直流電；使兩金屬板之間產生一電位場，此電 位場會使兩金屬板之間的工作氣體解離，產生電漿；電漿中的正離子被陰極板的負電壓吸 引加速，具有高能量后，轟擊陰極板表面的靶材表面，將離子動量轉移給靶材原子，靶材原 子獲得動量后逸出靶材表面，附著于陽極板表面的玻璃基板上，實現在玻璃基板上鍍上一 層純銀薄膜或金屬氧化物薄膜。
[0005] 因此，現有的L0W-E玻璃的制備工藝就存在以下缺點：（1)必須使用多個安裝有不 同靶材的陰極板及其陰極板控制系統，這就造成了在制程與設備上的龐大成本支出；（2) 市場上的銀靶材均大多為通過真空鑄造法制備的銀靶材，受真空鑄造中真空腔體的體積以 及鑄造冷卻不均勻的限制，這些銀靶材的長和寬尺寸一般均僅為600~1000_，無法滿足用 于制備長或寬大于1000mm的大尺寸防輻射玻璃產品的需求。因此，為了解決現有銀靶材尺 寸過小的問題，行業內常用多片靶材拼接的方式來制作所需尺寸的銀靶材，但拼接的片數 越多，拼接縫隙也多，在鍍膜過程會影響等離子體的均勻一致性，并可能引起靶材局部不正 常放電，從而降低鍍膜產品的質量與合格率，另外，拼接數量越多，各片之間的質量一致性 越難一致，最終也會降低了膜層的均勻性與產品質量。
【發明內容】
[0006] 本發明旨在提供一種采用銀復合靶材制備防輻射玻璃的方法，該方法中的銀復合 靶材制備方法不受現有銀靶材制備方法一真空鑄造法中真空腔體體積以及鑄造冷卻不均 勻的限制，因此，本發明的制備玻璃方法過程中可根據需要獲得大尺寸的銀復合靶材，使得 本發明最終制得的防輻射玻璃具有高可見光穿透與低紫外光/紅外光穿透的效果。
[0007] -種采用銀復合靶材制備防輻射玻璃的方法，包括如下步驟： (1) 將原料銀進行熔融，造粒，形成銀顆粒； (2) 按銀顆粒、金屬鈮、納米二氧化鈦、納米氧化鋅的質量百分比含量分別為 95~99. 72%、0. 2~3%、0. 03~1%、0. 05~1%混合均勻，以超高剪切力分散裝置進行分散混合； (3) 對均勻混合的粉末進行球磨，球磨參數控制為：球磨速度為60~1000rpm，時間為 12~72h，獲得機械化合金粉末； (4) 將機械化合金粉末投入模具中壓制成型，形成靶材生坯； (5) 對靶材生坯進行真空熱壓燒結，真空熱壓燒結條件為：燒結溫度為750~900°C，真 空度為 1X1(T4~5Xl(T4t〇rr，壓力為 30~50MPa; (6) 將真空熱壓燒結后的塊材進行冷軋延，并進行退火熱處理，退火熱處理溫度為 300~500°C，退火熱處理時間為1. 5~4小時，最終通過機床加工，獲得大尺寸的銀復合靶材； (7) 采用現有的鍍膜設備將步驟（6)中所述的銀復合靶材濺鍍于透明基材表面，在透明 靶材表面形成銀復合靶材薄膜，制得防輻射玻璃。
[0008] 本發明具有如下技術效果： (1) 本發明的制備抗輻射玻璃方法過程中獲得的銀復合靶材能夠替代現有的銀靶材， 且，本發明的制備抗輻射玻璃方法中的銀復合靶材制備方法不受現有銀靶材制備方法一真 空鑄造法中真空腔體體積以及鑄造冷卻不均勻的限制，因此，本發明的制備抗輻射玻璃方 法過程中可根據需要獲得大尺寸的銀復合靶材； (2) 并且，采用本發明的方法來制備防輻射玻璃時，可以一次性的將金屬銀、金屬鈮、納 米二氧化鈦顆粒與納米氧化鋅顆粒濺鍍在玻璃基板上，其中的金屬銀、金屬鈮、納米二氧化 鈦顆粒與納米氧化鋅顆粒均勻混合分布在同一層薄膜層，并且，金屬鈮、納米二氧化鈦顆粒 與納米氧化鋅顆粒脆性材料可對銀提供保護，因此，在透明基材表面濺鍍單層的銀復合靶 材即可制得防輻射玻璃，并且，與采用金屬銀、金屬鈮、納米二氧化鈦和納米氧化鋅分別分 層濺鍍相比，節省制程時間與設備投資成本。
[0009] (3)本發明對熔融后的原料銀進行造粒，有利于銀顆粒與金屬鈮、納米二氧化鈦和 納米氧化鋅均勻混合，為獲得具有良好均勻度的靶材提供了條件；并且，造粒后的銀顆粒的 流動性和粉末堆積性好，使得填入模具內的銀顆粒的密度更高，壓制成靶材生坯的過程中， 可以減少壓機沖頭的行程與模具尺寸；此外，銀顆粒的堆積密度高，則壓制成形的靶材生坯 中銀的相對密度也就越高，降低了后續退火熱處理的溫度和時間要求；同時，由于靶材生坯 中銀的相對密度較高，真空熱壓燒結后的塊材的相對密度也較高，對塊材進行退火熱處理 后，靶材尺寸收縮少，應變與殘留應力低； (4)本發明對銀顆粒、金屬鈮、納米二氧化鈦、納米氧化鋅混合后的粉末進行球磨，在研 磨過程中，在研磨介質（例如）的撞擊，讓金屬鈮、納米二氧化鈦以及納米氧化鋅鑲埋進銀顆 粒中，同時，在球磨的研磨前期，延性材料(金屬銀）經由研磨介質的碰撞形成片狀結構，脆 性材料(金屬銀、納米二氧化鈦、納米氧化鋅）則被研磨成碎片與細小粉末；繼續研磨，延性 材料(金屬銀）因加工硬化的緣故，其層狀組織變得扭曲且更加的細化，此時，脆性材料(金 屬鈮、納米二氧化鈦、納米氧化鋅）則均勻的分布在延性材料(金屬銀）表面；隨著研磨進入 到最后階段，延性材料的片狀結構會碎裂變成不規則性的等軸粉末顆粒，實現了銀顆粒、金 屬鈮、納米二氧化鈦、納米氧化鋅的有效結合，有利于制備致密度高、均勻性好的產品； (5)與現有技術中采用純銀靶材濺鍍制備的抗輻射玻璃相比，本發明所制得的防輻射 玻璃具有更高的可見光穿透率和更低的紫外光/紅外光穿透率，達到良好的隔熱性與節省 能源的效果。
[0010] 所述的原料銀優選采用純度4N以上的原料