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低辐射(Low-E)玻璃的研究现状

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璃以其优异的节能环保性能而被誉为21世纪最理想的建筑玻璃材料。

1低辐射镀膜玻璃的节能原理

普通无色玻璃具有良好的透光性能，能透过80%～90%左右的太阳辐射。

由于玻璃中分子的本征频率与中远红外的频率相近或相同，会因共振而产生红

外吸收，使得中远红外的透射率极低，如图1所示。根据维恩位移定律，温度为

T的物体发射出的电磁辐射的强度最大的波长位置为

λmax=2897/Tμm

该式表明，物体温度越低，辐射的波长越接近长波。室温下物体发射的红

外电磁辐射大部分被玻璃所吸收，这部分吸收的能量将通过玻璃的二次散热而

损失掉。

图1低辐射镀膜玻璃与非镀

对任意波长、任意材料表面的发射率与黑体表面的发射率之比称之为该材

料的发射率。根据基尔霍夫定律，相同温度下材料的发射率与吸收系数相等。

据此可知良好的吸收体也是良好的发射体。由于玻璃不透红外，因此玻璃对红

外波段的电磁波只有吸收和反射。设R为玻璃表面对电磁辐射的反射率，1-R

则为吸收系数，ε表示玻璃表面的辐射率，根据以上定律显然有

ε=1-R

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此式表明对红外辐射具有高反射率的材料也就具有低的辐射率，反射率越

高，辐射率越低。低辐射膜本质上是一种透明导电膜，在可见光波段有良好的

透光性，对红外光有很高的反射性，如图1所示。低辐射镀膜玻璃通过降低玻

璃表面的辐射系数减少玻璃的能量损失，其原理是尽可能多地反射红外辐射从

而减少吸收和再次辐射。

2低辐射玻璃的分类

低辐射玻璃按成膜性质可分为硬涂层低辐射玻璃和软涂层低辐射玻璃。硬

涂层低辐射玻璃也称高温热解低辐射玻璃，它是通过高温化学反应分解金属卤

化物或有机金属化合物而在玻璃表面上镀制一定厚度的金属氧化物半导体膜，

膜层同玻璃基体结合牢固，其各项物理、化学、机械性能基本接近甚至超过玻

璃基体；软涂层低辐射玻璃是利用真空或磁控溅射的方法在玻璃上镀制多层金

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属和金属氧化物膜层，其膜层抗氧化强度较低，耐磨损和耐腐蚀性能较差。

低辐射玻璃按生产工艺可分为在线低辐射玻璃和离线低辐射玻璃。在线低

辐射玻璃是在浮法玻璃生产线上利用高温热解法生产镀膜玻璃，属于硬涂层玻

璃。在线低辐射玻璃膜层是在高温下沉积的，膜层较硬，牢固度好，耐磨性好，

能像普通玻璃一样储存、处理和切割，可钢化和弯曲，既可暴露在环境中单片

使用，也可做成中空、夹层玻璃使用。离线低辐射玻璃是玻璃下线以后，用磁

控溅射、真空蒸镀等方法在玻璃表面镀制低辐射膜，离线镀制的膜层为软涂层，

耐磨性和牢固度不够，储存期比较短，防湿方面也不理想，不可暴露在空气中

单片使用，必须加工成中空夹层等复合产品才能使用。离线膜不可进行热处理，

否则会损坏金属层。但离线膜的光学性能和隔热性能比较好，并且各项技术指

标可以通过制备条件的变化而改变。

低辐射玻璃膜层主要体系有银膜体系，包括单银和双银膜系。SnO2基薄膜、

掺锑的SnO薄膜简称为ATO；掺氟的SnO薄膜简称为FTO；InO薄膜简称

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