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玻璃表面薄膜力学性质表征与评价

发布时间:2016/7/23

在炎热地区,人们感到透过窗户入射到室内及交通运输设备内的阳光太刺眼,辐射人内的能 量太多,致使空调设备的能量消耗大;在寒冷地区,建筑物内的热量通过窗户散失得又太多。如 何降低透射到室内的阳光强度,使光线柔和;如何降低太阳能的透射率来降低空调能耗;另外, 又如何减少室内热能从窗户散失,来降低采暧能耗。为解决这些问题,人们采用在玻璃上镀一层 薄膜来提高太阳能及辐射能的发射率,提高远红外福射能的发射率等。后来又通过各种方法,获 得各种性能的薄膜。

发展至今,镀膜方法包括溶胶-凝胶法(sol-gel)、化学气相沉积法(CVD)、蒸发法、阴极 溅射法、离子喷涂法、等离子辅助化学气相沉积法(plasma assisted CVD)等方法。目前已经出 现的各种功能薄膜包括:阳光控制Low-E膜,可以防止阳光辐射的膜层,主要用于汽车领域; 减反膜,主要由高折射率物质(Ti〇2)层和低折射率物质(Si02)层交替构成一对使用,主要应 用于计算机显示器;透明导电氧化膜(TCO),主要包括In、Sb、Zn和Cd的氧化物及其复合多 元氧化物薄膜材料,广泛应用于太阳能电池、平面显示、特殊功能玻璃及其他光电器件领域;自 洁净玻璃薄膜,主要利用Ti〇2在光照条件下具有抗菌、分解油污和有害气体的能力,主要应用 在玻璃幕墙领域。

但是目前的研究热点主要在这些玻璃表面膜层的光学、电学、热学等功能上的研究,对其力学性 质的研究,目前还很少见报道。然而玻璃表面膜层的力学性质直接关系到玻璃的使用寿命和耐久性, 在实际工程应用中起着重要的作用。鉴于此,本节主要讨论玻璃表面薄膜的力学性质的表征及评价方 法。主要介绍膜层的硬度、弹性模量、界面结合强度及残余应力等力学性质的表征手段。

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