汽車玻璃作為汽車的重要組成部分直接影響駕乘舒適度。汽車玻璃隔熱膜需滿足前擋風(fēng)玻璃可見光透過率≥70%（國標(biāo)要求），同時(shí)具備高紅外阻隔率。本文基于磁控濺射技術(shù)，在玻璃基底上制備TiO?/Ag/TiO?三層結(jié)構(gòu)隔熱膜，通過優(yōu)化工藝參數(shù)提升光學(xué)與隔熱性能，滿足節(jié)能環(huán)保需求。費(fèi)曼儀器在汽車工業(yè)領(lǐng)域從研發(fā)、生產(chǎn)到質(zhì)檢的全流程中均有嚴(yán)格監(jiān)控。Flexfilm汽車玻璃透過率檢測儀通過對(duì)汽車玻璃透光率進(jìn)行檢測為優(yōu)化工藝、提高性能節(jié)能環(huán)保的隔熱膜開發(fā)提供參考。

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隔熱膜的制備

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本文采用磁控濺射工藝，在普通玻璃基底上制備由底層 TiO?膜、金屬 Ag 膜、表層 TiO?膜組成的隔熱膜，通過單因素變量法確定各膜層最佳制備參數(shù)。

金屬Ag膜的制備與測試

金屬Ag 膜對(duì)紅外光反射率較高，其沉積厚度影響隔熱膜的透光和隔熱效果。

實(shí)驗(yàn)采用直流磁控濺射技術(shù)，Ag 靶材純度 99.99%，本底真空度 3×10?3Pa，濺射氣壓 1.0Pa，通過單因素變量法調(diào)節(jié)濺射時(shí)間、Ag 靶功率和 Ar 流量。

不同條件下的Ag 膜透過率曲線

當(dāng)濺射時(shí)間 0.6min、功率 110W、Ar 流量 25 sccm時(shí)，可見光平均透過率超過 70%，滿足汽車玻璃采光要求，且紅外光透過率較低。

Ag膜層厚度變化

膜厚監(jiān)測表明，此時(shí)Ag 膜厚度約 15.23nm，沉積速率約 0.42nm/s，膜層均勻。

表層TiO?膜的制備與測試

TiO?作為寬帶隙半導(dǎo)體，折射率高、化學(xué)穩(wěn)定性好，覆蓋在 Ag 膜表面可抑制 Ag 氧化并起增透作用。

實(shí)驗(yàn)采用射頻磁控濺射技術(shù)，TiO?靶材純度 99.99%，本底真空度 3×10?3Pa，濺射氣壓 1.0Pa，調(diào)節(jié)濺射時(shí)間、功率和 Ar 流量。

不同條件下的TiO?膜透過率曲線

當(dāng)濺射時(shí)間 30min、功率 175W、Ar 流量 20 sccm時(shí)，膜層致密連續(xù)，可見光透過率最高，紅外光透過率較低。

TiO?膜層厚度變化

膜厚監(jiān)測表明，此時(shí)TiO?膜厚度約 403.5?，沉積速率約 1.67?/min。

底層膜的制備與測試

底層膜用于提高 Ag 膜與玻璃基底的結(jié)合力，對(duì)比TiO?和SiO?兩種材料。

底層 SiO?濺射時(shí)間對(duì)隔熱膜透光性能的影響

底層TiO?濺射時(shí)間對(duì)隔熱膜透光性能的影響

當(dāng)?shù)讓?/span>TiO?濺射時(shí)間 25min 時(shí)，可見光平均透過率約 73%，紅外光透過率較低，且與 Ag 膜、表層 TiO?膜的結(jié)合力較好。相比之下，SiO?作為底層時(shí)可見光透過率更低，故選擇 TiO?作為底層材料。

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性能表征

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光學(xué)性能測試

最終制備樣品的透過率曲線

在 200-380nm紫外波段，透過率幾乎為 0，有效阻隔紫外線；在 380-780nm可見光波段，平均透過率約73%，滿足采光要求；在 780nm 以上近紅外波段，平均透過率低于 50%，對(duì)紅外光反射率高，滿足作為隔熱膜的要求。

隔熱性能測試

隔熱性能曲線變化

利用自制隔熱箱，將樣品與普通玻璃對(duì)比，在模擬太陽光照射下監(jiān)測溫度變化。結(jié)果顯示：照射 30min 后，樣品與普通玻璃的溫差趨于穩(wěn)定，約 4℃，且持續(xù) 80min 后穩(wěn)定性良好。結(jié)合透過率計(jì)算，綜合隔熱率約 60%。

耐水浸腐蝕性測試

浸泡前后透過率變化曲線

將樣品浸泡 24h，測試浸泡前后可見光透過率。結(jié)果顯示：透過率略有下降，但仍具有明顯光譜選擇性，表明表層 TiO?有效保護(hù)了膜層，耐腐蝕性較好。

膜基結(jié)合力分析

摩擦前后可見光透過率對(duì)比曲線

通過簡易摩擦實(shí)驗(yàn)和膠粘法測試，摩擦前后可見光透過率差值絕對(duì)值在 4% 以下，表明膜層與基底、膜層之間結(jié)合力較強(qiáng)。膠帶剝離實(shí)驗(yàn)顯示，底層膜與玻璃基底結(jié)合緊密，表層膜略有變化，中間 Ag 膜結(jié)合力相對(duì)較弱。

本文采用磁控濺射工藝制備了底層 TiO?/ 金屬 Ag / 表層 TiO?結(jié)構(gòu)的汽車玻璃隔熱膜，通過單因素變量法確定最佳參數(shù)，該條件下制備的隔熱膜表面致密均勻，可見光平均透過率約 73%，紅外光平均透過率低于 50%，隔熱溫差約 4℃，耐水浸腐蝕性和膜基結(jié)合力良好，符合汽車玻璃透光率≥70%的隔熱膜的使用要求，為綠色低碳環(huán)保的汽車玻璃技術(shù)提供了參考。

Flexfilm汽車玻璃透過率

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用于測量汽車風(fēng)擋玻璃在某個(gè)特定角度下的光譜透射比，并計(jì)算出TL、Ta、Tr、Tb、 Ts、Tp、RR、BR、PR、Yxy、Lab等值。

這款汽車擋風(fēng)玻璃專用檢測設(shè)備，可直接對(duì)成品玻璃進(jìn)行無損測量，無需裁切。其測量位置和角度可自由調(diào)節(jié)，并具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和打印功能，技術(shù)成熟可靠，專為汽車玻璃光學(xué)性能檢測而研發(fā)。

• 汽車玻璃多功能相機(jī)區(qū)專用測量儀器
• 無需裁切，可直接測量
• 多角度測量
• P/S 多角度測量偏振分光測
• 快速測量

費(fèi)曼儀器致力于為全球汽車工業(yè)智造提供精準(zhǔn)測量解決方案。Flexfilm汽車玻璃透過率用于測量汽車風(fēng)擋玻璃在某個(gè)特定角度下的光譜透射比，對(duì)汽車玻璃透光率進(jìn)行精準(zhǔn)測量。

原文參考：《汽車玻璃隔熱膜的制備及其性能優(yōu)化》

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