兼具低輻射和陽光控制功能的TiN節(jié)能薄膜的制備和性能研究.pdf

1、日益加劇的能源危機正成為全世界關(guān)注的熱點問題之一，開發(fā)和利用新型替代材料和節(jié)能技術(shù)是有效緩解能源危機的重要途徑。本研究提出在普通窗玻璃表面制備單層TiN薄膜，旨在尋找一種適合于浮法在線生產(chǎn)的簡單鍍膜方法，制備兼具陽光控制和低輻射節(jié)能性能的單層節(jié)能鍍膜玻璃。
　　 本研究利用常壓化學(xué)氣相沉積法，以TiCl4和NH3為原料，在普通玻璃基板上制備單層TiN薄膜，并通過研究不同制備參數(shù)對薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，從而制備得到兼具低輻射和陽光

2、控制性能的TiN鍍膜玻璃。通過EDX測試薄膜的組分，XRD測試薄膜的結(jié)晶狀態(tài)，XPS測試薄膜中原子的結(jié)構(gòu)，SEM觀察薄膜的表面形貌和斷面形貌，UV-Vis測試薄膜的光學(xué)反射和透過率。
　　 實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TiN的成膜溫度區(qū)間在450-650℃之間，隨著沉積溫度的提高，薄膜的結(jié)晶性能改善，導(dǎo)電性能改善，薄膜的節(jié)能性能改善；反應(yīng)物的比例對于薄膜的結(jié)構(gòu)和性能也有顯著的影響，隨著反應(yīng)物中NH3比例的減少，薄膜中的N組分降低，薄膜的品格常

3、數(shù)減小，薄膜在正化學(xué)計量比時有最佳的導(dǎo)電性能，并且其光學(xué)性能隨組分發(fā)生有規(guī)律的變化；另一方面，沉積時間影響薄膜的厚度，微觀結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)電性能，沉積時間太短，薄膜結(jié)晶性能不佳，光學(xué)反射率較低，但是沉積時間太長，會影響薄膜的可見光區(qū)透過率。通過綜合分析，本研究中，當(dāng)沉積溫度在600℃，NH3和TiCl4載氣流量分別為120sccm和300sccm，沉積時間為45s時，制備得到TiN薄膜具有最佳節(jié)能性能：中遠紅外區(qū)域的反射率達到60％以上，近紅

4、外區(qū)域反射率達到53％左右，可見光區(qū)域透過率為13％左右，薄膜呈現(xiàn)較好的低輻射性能和陽光控制性能。對制備參數(shù)的研究也為通過改變制備參數(shù)調(diào)節(jié)薄膜結(jié)構(gòu)和性能提供了實驗基礎(chǔ)。
　　 針對TiN薄膜透過率相對較低的問題，本研究通過在氣相反應(yīng)物中摻入VCl4實現(xiàn)了TiN薄膜的V摻雜，結(jié)果顯示薄膜中N的摻入量和反應(yīng)物中的摻入比例是相當(dāng)?shù)?，并隨沉積時間的變化基本保持穩(wěn)定。摻雜后，薄膜的表面形貌和結(jié)晶性能基本保持不變。XRD結(jié)果顯示TiN的結(jié)晶