TiN节能镀膜玻璃的APCVD法制备及热处理工艺研究

【摘要】：当前能源危机日益严重,具有优异节能效果的高效节能镀膜玻璃引起了广泛研究兴趣。但该玻璃目前大部分是多层复合结构,主要采用离线镀膜技术,不利于普遍使用。本论文尝试以常压化学气相沉积法,在玻璃片上沉积TiN薄膜,旨在研制能够与浮法玻璃生产线兼容的单层高效节能薄膜。 以TiCl4和NH3为反应物,以N2为保护气,用常压化学气相沉积法在玻璃基板上沉积TiN薄膜。运用XRD、EDX、SEM和UV-Vis分光光度计等测试手段,研究了制备参数(沉积温度、时间和冷却方式)和热处理参数(热处理温度、时间和气氛)对薄膜化学成分、形貌和光电性能的影响,以调整其低辐射和阳光控制功能。 研究发现TiN薄膜的成膜温度高于500℃,沉积时间大于1 min时开始出现结晶,且表现出(200)晶面取向生长。升高沉积温度、延长沉积时间和真空冷却都能改善结晶性能,降低N/Ti,改善导电性,提高平均中远红外反射率,即增强低辐射功能。而适中的沉积温度、长反应时间和氮气冷却能提高薄膜阳光控制功能。当沉积温度在600℃,沉积时间为90s,氮气冷却时薄膜能较好综合低辐射功能和阳光控制功能：平均中远红外反射率为55%,平均近红外反射率达到60%左右,可见光透过率为8%左右。此外,还发现高温和长时间反应会降低可见光反射率,这对解决节能镀膜玻璃应用上存在的光污染问题具有重要意义。 为了进一步改善薄膜光电性能,本研究对TiN薄膜进行热处理,结果显示：热处理后薄膜的结晶性能得到改善,N含量减少,晶格常数减小,应力和缺陷得到改善,导电性能变好,平均中远红外反射率从50%几增加到70%以上,平均近红外反射率从25%左右增大到37%。这说明热处理工艺能够加强薄膜的低辐射功能和阳光控制功能,使得薄膜更好的兼具保温和隔热。但是热处理温度和时间进一步增加,部分TiN被氧化,薄膜的各项性能变差。 【关键词】：TiN 常压化学气相沉积法 热处理 阳光控制 低辐射
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN304.055
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 节能镀膜玻璃的研究概况12-18
• 1.2.1 节能原理12-14
• 1.2.2 主要性能指标14-17
• 1.2.3 分类17-18
• 1.3 镀膜技术简介18-21
• 1.3.1 真空蒸发法18-19
• 1.3.2 电浮法19
• 1.3.3 溅射法19-20
• 1.3.4 凝胶浸镀法20
• 1.3.5 化学气相沉积法20-21
• 1.3.6 喷涂法21
• 1.4 TiN薄膜的研究现状21-25
• 1.4.1 晶体结构21-23
• 1.4.2 化学计量比研究状况23-24
• 1.4.3 机械性能和物理性能24
• 1.4.4 应用研究现状24-25
• 1.5 课题提出及研究意义25-27
• 第二章 实验部分27-33
• 2.1 样品制备27-31
• 2.1.1 实验设备及原料27-29
• 2.1.1.1 实验设备27-29
• 2.1.1.2 实验原料29
• 2.1.2 实验步骤29-30
• 2.1.2.1 载玻片预处理29
• 2.1.2.2 TiN薄膜沉积步骤29-30
• 2.1.2.3 TiN薄膜热处理步骤30
• 2.1.3 样品的系列沉积参数30-31
• 2.2 样品的测试与分析手段31-33
• 2.2.1 X射线衍射仪31
• 2.2.2 薄膜亲水性测试31
• 2.2.3 场发射扫描电镜31-32
• 2.2.4 X射线能量散射谱32
• 2.2.5 UV/Vis分光光度计32
• 2.2.6 四探针电阻测试仪32-33
• 第三章 制备参数对薄膜成分、结构和光电性能的影响33-59
• 3.1 沉积温度对薄膜成分、结构和光电性能的影响33-42
• 3.1.1 沉积温度对薄膜成分、形貌和结构的影响33-39
• 3.1.2 沉积温度对薄膜的导电性和光学性能的影响39-42
• 3.2 沉积时间对薄膜成分、结构和光电性能的影响42-51
• 3.2.1 沉积时间对薄膜成分、形貌和结构的影响42-48
• 3.2.2 沉积时间对薄膜的导电性和光学性能的影响48-51
• 3.3 冷却方式对薄膜成分、结构和光电性能的影响51-55
• 3.3.1 冷却方式对薄膜成分、形貌和结构的影响51-53
• 3.3.2 冷却方式对薄膜的导电性和光学性能的影响53-55
• 3.4 小结55-59
• 第四章 热处理工艺对对薄膜成分、形貌和光电性能的影响59-87
• 4.1 热处理温度对薄膜成分、结构和光电性能的影响59-69
• 4.1.1 热处理温度对薄膜成分、形貌和结构的影响59-66
• 4.1.2 热处理温度对薄膜导电性和光学性能的影响66-69
• 4.2 热处理时间对薄膜成分、结构和光电性能的影响69-79
• 4.2.1 热处理时间对薄膜成分、形貌和结构的影响70-76
• 4.2.2 热处理时间对薄膜导电性和光学性能的影响76-79
• 4.3 热处理气氛对薄膜成分、结构和光电性能的影响79-84
• 4.3.1 热处理气氛对薄膜成分、形貌和结构的影响79-83
• 4.3.2 热处理气氛对薄膜导电性和光学性能的影响83-84
• 4.4 小结84-87
• 第五章 结论87-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-94
• 个人简历94-95
• 攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果95

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于空间索引的快速TIN插值DEM算法研究    陈鸿;汤晓安;干哲;杨耀明;孙茂印;

    

    

    

    

    

    

    

    

    

含TiO_2的保护渣在高温下生成TiN、Ti(CN)的研究    王谦;鲁永剑;何生平;

振动及表面镀TiN薄膜对1J22合金性能的影响研究    陈登明;马毅龙;孙建春;

APCVD法硅镀膜玻璃表面形貌及其性能研究    莫建良;刘峰;沈鸽;张溪文;赵高凌;翁文剑;杜丕一;韩高荣;

APCVD方法制备SnO_2薄膜的结构和光致发光特性    计峰;马瑾;王玉恒;余旭浒;宗福建;程传福;马洪磊;

氙离子束轰击对氮气氛中沉积钛膜的影响    王曦;杨根庆;柳襄怀;郑志宏;黄巍;邹世昌;

TIN的生成方法与应用研究    张宗可;许矿华;陈鹏;

APCVD化学气相沉积镀膜技术在太阳电池生产中的应用    马莉;

帘线钢中钛夹杂形成热力学分析    郭大勇;耿继双;曹亚丹;张晓军;杨辉;高航;常桂华;王秉喜;

磁控溅射TiN界面结合强度的压痕法测试研究    韦习成;李健;袁成清;

厦门市建立动态基准地价体系的尝试    江春发;

软件开发 不可能完成的任务？    

如何对等高线赋值    建研院

纳米技术在瓦楞辊上的应用    陈希荣

民航大学外籍教授荣获中国政府“友谊奖”    记者陈欣然 通讯员朱瑞新

薄膜太阳能电池关键材料TCO玻璃的应用探讨    中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司 郭卫 谢军

MA制备非化学计量比TiC_x和TiN_x及其烧结特性的研究    孙金峰

APCVD法硅化钛薄膜和硅化钛纳米线的研究    杜军

氧化锆基复合陶瓷纺织剪刀材料的研制及其应用基础研究    孙静

铝基硅氧化物陶瓷膜层制备、性能及机理研究    张际亮

氮电弧熔化法制备TiN层的研究    李欣

双辉复合渗镀氮化钛陶瓷层及其等离子体特性的研究    刘燕萍

Ti6A14V合金及其改性层的冲击磨损行为研究    王艳

硬质合金刀具TiN-TiCN-Al_2O_3-TiN多层复合涂层制备与组织性能研究    陈响明

超硬金属氮化物纳米多层膜界面微结构及力学性能研究    尹德强

两相纳米结构薄膜中的模板效应与超硬效应    孔明

TiN节能镀膜玻璃的APCVD法制备及热处理工艺研究    林小璇

超纯铁素体不锈钢中TiN析出规律研究    张帆

D-TIN并行构建方法及其在地图综合中的应用研究    齐琳

碳热还原氮化规模化合成TiN粉末的表观动力学研究    李吉利

反应磁控溅射金属/TiN多层膜及金属掺杂TiN薄膜的制备与特性    王静

TiN薄膜的制备及其腐蚀磨损性能研究    李晓芳

硬质合金高温化学气相沉积TiN涂层工艺及性能研究    周磊

等离子渗镀TiN工艺及性能的研究    王成磊

ZL109铝合金表面离子镀TiN膜的工艺及性能研究    王自荣

化学气相沉积TiN薄膜工艺优化及其性能研究    孙爱祥