通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法
2023-10-24 00:20:37 1
專利名稱：通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法
技術領域：
本發明涉及一種通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法。
背景技術：
隨著全球性能源危機的日趨嚴重，節能作為國家戰略問題已引起世界各國的高度重視。玻璃作為一種良好的建築材料，已經廣泛應用於現代建築之中。但普通玻璃在透過可見光的時候，也透過近紅外線和部分中遠紅外線，這種無選擇的透過使得普通玻璃成了建築物能耗的主要洩漏源。為了改善普通玻璃的性能，發展出了一種在薄膜表面鍍膜，從而使玻璃能夠在可見光區和紅外區進行選擇性的吸收和透過。這種新發展出來的玻璃稱為高效節能鍍膜玻璃。
高效節能鍍膜玻璃是一種綜合性能良好的節能玻璃。它對太陽能和可見光有較高的透過率，輻射係數低，能有效阻止紫外線透過和紅外輻射，防止室內熱量從玻璃輻射出去，還有美麗淡雅的色澤。但隨著玻璃幕牆，玻璃屋頂和玻璃結構在高層建築中的大規模應用，玻璃的清潔問題變得越來越突出，尋求一種具有自清潔功能的玻璃已成為世界各國的研究熱點。若能將節能和自清潔二種功能集於一種膜層，將會大大改良建築玻璃的功能，改善人們的居住環境。
TiN薄膜是一種透明導電膜，它在可見光波段具有適合的透光性，對紅外光具有很高的反射性。因此，在普通玻璃上設置氮化鈦薄膜具有良好的陽光控制功能和低輻射性能在通過足夠的可見光滿足取光需要的同時，能夠反射部分近紅外光所輻射的能量以達到控制陽光的目的，並對人體和物體輻射的中遠紅外光具有較高的反射率以減小室內物體對外輻射的洩漏。
同時TiO2，由於其特殊的能帶結構，具有極高的光催化活性，使其在光催化和自清潔領域有著極為廣泛的應用。將TiN薄膜在含氧的氣氛中進行熱處理，可以使其表面發生部分氧化，在局部區域生成TiO2或TiO2-xNx，在不改變薄膜的光輻射性能的同時，使其具有自清潔的性能。
發明內容
本發明的目的是提供一種通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法。
方法步驟如下1)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應室，通入TiCl4、NH3和N2進行氣相沉積反應，其中TiCl4的流量為200-300sccm，NH3的流量為100-200sccm，N2的流量為700-1000sccm，反應溫度為500-700℃，反應時間為60-150s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；3)將熱處理反應室預熱至600-800℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應室中，熱處理時間為30min-120min，冷卻後得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
本發明的有益效果在於通過較為簡單的熱處理工藝，通過控制熱處理的溫度和時間，大大改善了TiN薄膜的表面性能，用化學氣相沉積法得到兼具低輻射和自清潔功能的鍍膜玻璃。
具體實施例方式
以下結合實例進一步說明本發明實施例11)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應室，通入TiCl4、NH3和N2進行氣相沉積反應，其中TiCl4的流量為200sccm，NH3的流量為100sccm，N2的流量為700sccm，反應溫度為500℃，反應時間為60s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；3)將熱處理反應室預熱至600℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應室中，熱處理時間為30min，冷卻後得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
實施例21)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應室，通入TiCl4、NH3和N2進行氣相沉積反應，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為200sccm，N2的流量為1000sccm，反應溫度為700℃，反應時間為150s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；3)將熱處理反應室預熱至800℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應室中，熱處理時間為120min，冷卻後得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
實施例31)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應室，通入TiCl4、NH3和N2進行氣相沉積反應，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，反應溫度為600℃，反應時間為120s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；
3)將熱處理反應室預熱至700℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應室中，熱處理時間為120min，冷卻後得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
實施例41)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板。
2)將玻璃基板放入氣相沉積反應室，控制TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，控制體系溫度為600℃，反應時間為120s，在此工藝條件下在玻璃基本表面沉積TiN薄膜。
3)將熱處理反應室預熱至600℃，將表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入反應室中，熱處理120min，冷卻得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
實驗表明，經過熱處理後的薄膜具有光催化性能，在紫外光照射下經過其2-3h的催化後，亞甲基藍的降解率可達到70％-80％的範圍，且經過此種方法熱處理後的TiN薄膜表面呈現親水性，接觸角在7-10°的範圍內變動，且隨紫外光照射時間的增長，接觸角變小並趨向於零。說明經熱處理後的薄膜具有自清潔性能。
權利要求
1.一種通過熱處理使TiN薄膜具有自清潔性能的方法，其特徵在於方法步驟如下1)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應室，通入TiCl4、NH3和N2進行氣相沉積反應，其中TiCl4的流量為200-300sccm，NH3的流量為100-200sccm，N2的流量為700-1000sccm，反應溫度為500-700℃，反應時間為60-150s，在玻璃基板表面沉積TiN薄膜；3)將熱處理反應室預熱至600-800℃，將上述表面覆蓋有TiN薄膜的玻璃基板放入熱處理反應室中，熱處理時間為30min-120min，冷卻後得到具有自清潔性能的TiN薄膜。
全文摘要
本發明公開了一種通過熱處理使TiN薄膜表面具有自清潔性能的方法。方法步驟如下1)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入氣相沉積反應室，通入TiCl
文檔編號C03C4/00GK1850689SQ20061005071
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月12日 優先權日2006年5月12日
發明者趙高凌, 張天播, 鄭鵬飛, 韓高榮 申請人:浙江大學