Low-E镀膜玻璃失效机理的研究

论文摘要

分别对采用磁控溅射法和在线CVD法制备的Ag基低辐射薄膜和F掺杂SnO2（FTO）低辐射薄膜进行了热处理和钢化处理。运用X射线衍射（XRD）分析了两种低辐射薄膜晶体结构的变化；采用场发射扫描电镜（FESEM）和原子力显微镜（AFM）观察了薄膜的表面形貌；采用X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）分析了薄膜中各主要元素的分布和化学状态的变化；分别采用紫外-可见分光光度计和综合物理性能测试仪（PPMS）对样品的光学和电学性能做了测量。对Ag基低辐射薄膜，实验结果表明样品的可见光透射比随着热处理温度的升高都有不同程度的提高，但是当热处理温度为700℃时，样品的可见光透射比明显下降；随着热处理温度的升高，样品的方块电阻呈现先下降后上升的变化趋势，600℃时方块电阻达到最小值5.1/□，高于600℃处理后薄膜的方块电阻急剧增加到20.97/□，说明功能层Ag的低辐射性能发生失效；XRD结果表明热处理温度高于600℃时，Ag层的择优取向由Ag（111）转变为Ag（220），热处理温度高于400℃时XRD图谱中出现了Ag的氧化物的衍射峰；XPS分析表明600℃热处理后的样品Ag3d峰发生化学位移，Ag3d5/2分峰拟合结果表明Ag被氧化为Ag2O和Ag3O4。对FTO低辐射薄膜，XRD结果表明薄膜的主要成分为金红石结构的SnO2，钢化过程中FTO薄膜呈现（110）晶面最优取向，钢化处理后晶体结构趋于完善；随着钢化温度的增加和钢化时间的延长薄膜的方块电阻逐渐增加，FTO低辐射薄膜的低辐射性能钢化后明显降低；AES分析表明FTO薄膜中的1＜O/Sn＜2，符合非化学计量比，XPS分析表明O元素以吸附O状态、O充足状态和O缺乏的状态存在于薄膜中，钢化后薄膜中O缺乏状态O含量降低，O充足状态O含量升高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 低辐射玻璃的种类
• 1.2.1 离线低辐射玻璃
• 1.2.2 在线低辐射玻璃
• 1.3 课题的研究意义
• 第2章 实验过程及方法
• 2.1 Ag 基 Low-E 薄膜的制备及热处理
• 2.1.1 Ag 基 Low-E 薄膜的制备
• 2.1.2 Ag 基 Low-E 薄膜样品的热处理
• 2.2 FTO 低辐射薄膜的制备及热处理
• 2.2.1 FTO 低辐射薄膜的制备
• 2.2.2 FTO 低辐射薄膜样品的热处理
• 2.3 测试方法及表征手段
• 2.3.1 X 射线衍射
• 2.3.2 XPS 深度剖析薄膜的元素含量及化学状态
• 2.3.3 AES 深度剖析
• 2.3.4 原子力显微镜（AFM）对样品表面形貌的观察
• 2.3.5 PPMS 对薄膜电学性能的测试
• 2.3.6 紫外可见光分光光度计对薄膜光学性能的测量
• 2.3.7 场发射扫描电镜观察样品的表面形貌
• 2.3.8 拉曼散射光谱的测定
• 2.4 本章小结
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 Ag 基 Low-E 薄膜热处理前后的分析
• 3.1.1 Ag 基 Low-E 薄膜的晶体结构分析
• 3.1.2 Ag 基 Low-E 薄膜的 XPS 分析
• 3.1.3 Ag 基 Low-E 薄膜热处理前后表面形貌的分析
• 3.1.4 Ag 基 Low-E 薄膜热处理前后电学性能的分析
• 3.1.5 Ag 基 Low-E 薄膜热处理前后光学性能的分析
• 3.2 FTO 低辐射薄膜热处理前后的分析
• 3.2.1 FTO 低辐射薄膜热处理前后晶体结构分析
• 3.2.2 FTO 低辐射薄膜热处理前后的元素含量分析
• 3.2.3 FTO 低辐射薄膜热处理前后薄膜化学组成的分析
• 3.2.4 FTO 低辐射薄膜薄膜热处理前后的拉曼光谱分析
• 3.2.5 FTO 低辐射薄膜热处理前后表面形貌的分析
• 3.2.6 FTO 低辐射薄膜热处理前后电学性能的分析
• 3.2.7 FTO 低辐射薄膜热处理前后红外反射性能的分析
• 3.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介