Магнетронное покрытие стекла что это
Особенности магнетронного напыления на стекло — виды и особенности
Стекло активно используется в процессе производства мебели и других предметов интерьера. Существует множество видов обработки стеклоизделий. Это хорошая возможность подчеркнуть оригинальность дизайна интерьера. Напыление металлов позволяет улучшить прочностные характеристики стекла. Как показывает практика, особенно востребован магнетронный вид напыления. В процессе такой обработки на поверхность стекла наносится определенный вид металла. Обработку выполняют в закрытых условиях.
Критерии выбора поставщика услуг
В мире представлено множество компаний, в том числе https://ivanovblagih.ru/, которые предлагают клиентам разные виды обработки стекла. Прежде чем заключить договоренность с организацией, нужно определить для себя следующие моменты:
Магнетронное напыление происходит на молекулярном уровне. По этой причине улучшаются свойства изделия. Чтобы достичь максимального эффекта, применяются газы.
Преимущества магнетронного напыления
Стеклянные изделия, которые были подвержены такому виду обработки, имеют ряд неоспоримых достоинств:
Такой вид покрытия применяется даже для обработки узорчатых изделий со стекла.
Стекло – это востребованный материал, который активно применяется в процессе производства мебели. Чтобы подчеркнуть оригинальность интерьера, можно заказать один из видов напыления. Рекомендовано сотрудничать с проверенным производителем зеркал, который на протяжении долгого времени ведет успешную деятельность и предлагает широкий комплекс услуг (разные виды обработки, изготовление продукции по индивидуальным параметрам заказчика, доставка, и т.д.).
Такую сложную работу, как магнетронное напыление, рекомендуется доверить только профессионалам. Качественно выполнить задачу смогут сотрудники компании «Иванов Благих».
Стекло с магнетронным покрытием: защищает от солнца, но пропускает максимум света, позволяет экономить на отоплении
Один наш читатель последние три года живет в собственном доме в Подмосковье. Семье нравится их коттедж с плоской крышей и огромными окнами. Вот только счета за электроэнергию… Летом они оказались раза в три выше, чем ожидалось. Да и зимой за газ приходилось выкладывать немалые суммы. Владелец обратился к экспертам, которые выявили, что при большом остеклении обычных двухкамерных стеклопакетов недостаточно. Нужны окна, которые в мороз будут хранить тепло зимой, а в солнечные летние дни защищать комнаты от перегрева. А такое возможно только при использовании стекла нового типа —мультифункционального
Что такое мультифункциональное стекло?
Мультифункциональным называют флоат-стекло, покрытое тончайшим невидимым слоем из нескольких металлов. В отличие от обычного стекла с низкоэмиссионным покрытием, «работающего» только в сторону помещения, мультифункциональное отражает инфракрасное излучение и внутрь, и наружу. По теплосберегающей способности оно превосходит обычное примерно в два раза, а по солнцезащитным свойствам — на 20–50 %. На практике это означает снижение затрат на отопление и кондиционирование помещений. Бонусом станет значительное повышение комфортабельности жилья, возможность широкого применения панорамных конструкций, отказ от дорогих и сложных в эксплуатации средств солнцезащиты — наружных маркиз.
Все это звучало невероятно заманчиво, но только наш читатель опасался, что отражающие свойства нового материала отрицательно скажутся на уровне освещенности. Учитывая, что и он, и жена домоседы, чуть ли не 90% времени проводят в помещении и им не хотелось, чтобы дом стал мрачным и унылым
Да, действительно, проблема снижения инсоляции до недавнего времени возникала при использовании любых энергоэффективных стекол. Но задачу удалось решить! Недавно компания AGC выпустила на рынок новый продукт линейки мультифункциональных стекол Energy с повышенным светопропусканием — стекло Energy Air.
Чем больше стекол в стеклопакете, тем меньше светопропускание. С этой точки зрения правильнее устанавливать не двухкамерные, а однокамерные стеклопакеты, но обязательно — со специальными (низкоэмиссионными, мультифункциональными) стеклами и заполнением инертным газом
Энергосбережение + максимум света!
Мультифункциональное стекло Energy Air с инновационным магнетронным покрытием эффективно сберегает тепло в холодное время года и защищает от палящего летнего солнца. При этом человек не испытывает дискомфорта от недостатка естественного света. Дело в том, что Energy Air обладает высокой селективностью, то есть отражает тепловое излучение и в то же время пропускает максимум лучей видимого спектра: коэффициент светопропускания у нового продукта достигает 73%. Такие стекла могут использоваться в разных климатических зонах, они оптимальны для южных фасадов в средней полосе. Energy Air идеально подойдет для изготовления как обычных, так и панорамных конструкций — «французских» окон, раздвижных террасных и балконных дверей. Они станут отличным выбором при остеклении беседки, веранды, павильона или зимнего сада.
Благодаря высочайшему качеству и нейтральному оттенку стекла Energy без малейших искажений передают вид за окном. Важно отметить, что Energy Air может использоваться в составе триплекса, обладающего антивандальными свойствами и повышенной безопасностью, ведь триплекс крайне сложно разбить: даже в результате сильного удара он лишь трескается, удерживаемый прочной армирующей пленкой. Однако такая пленка несколько снижает светопропускание. Альтернативное решение — применение мультифункционального стекла Energy Light. Оба продукта обладают высокой энергоэффективностью, при этом Energy Light допускает закалку, намного увеличивающую прочность изделия и его безопасность: закаленное стекло при разрушении не образует острых осколков, а рассыпается на небольшие гранулы.
Окна со стеклами Energy
Окно со стеклами Energy Light
Окна со стеклами Energy
Для современного загородного дома с большой площадью остекления оптимальны стеклопакеты с одним мультифункциональным (уличная сторона) и одним низкоэмиссионным стеклом (комнатная сторона). Именно такие изделия позволят добиться максимального энергосбережения в условиях средней полосы. Заказать окна и двери с такими стеклами можно у партнеров AGC
Преимущества стекол Energy
Попасть в цвет
Все мы видели декоративные цветные стекла, используемые, например, для создания витражей. Однако и обычное оконное стекло нельзя назвать полностью бесцветным — в силу содержания оксида железа оно имеет зеленоватый оттенок. Поэтому мы видим мир за окном с цветовыми искажениями. Чем толще стекло, тем в большей степени они заметны. В интерьере перегородка из толстого безопасного стекла создает отчетливую границу, разделяющую пространство и снижающую уровень освещенности, а это далеко не всегда соответствует замыслу дизайнеров и архитекторов.
Для проектов, где недопустимо искажение цвета, компания AGC разработала специальное стекло Planibel Crystalvision (AGC). Оно очищено от нежелательных примесей, поэтому абсолютно нейтрально и обладает высочайшим светопропусканием — 91%. Planibel Crystalvision является базовым продуктом для многих специальных решений с функцией солнцезащиты и энергосбережения и широко используется в интерьере. Благодаря отсутствию зеленых и голубых оттенков оно прекрасно вписывается в облик фасада и со стопроцентной точностью передает естественные цвета. При этом такое стекло поддается любым видам обработки, в том числе и закалке.
Технология напыления на стекло различных покрытий
Технология напыления на стекло различных покрытий
Напыление оксидов металлов и самих металлов на поверхность стекла дает возможность улучшать качество стекла, а еще придавать ему определенные дополнительные свойства, которые весьма полезны. Наверняка многие из нас отмечали в фильмах «односторонние» зеркала.
При их помощи, те, кто находятся вне комнаты, могут наблюдать за теми, кто внутри. Последние же, в свою очередь, не будут видеть тез, кто находится снаружи, и способы разглядеть в этом стекле лишь свое отражение.
Такие стекла ест в реальности и чаще всего применяются не для шпионажа, а для защиты разных объектов от посторонних взглядов, и для их создания применяется зеркальное напыление на стекло.
Технологические особенности напыления
Принцип подобного эффекта основан на том, что затемненное помещение довольно сложно рассматривать на фоне более ярких отражений.
Так, простые зеркала могут представлять собой стекла, на задней поверхности которых нанесено крайне плотное, а также толстое отражающее покрытие. Зеркала, которые имеют одностороннюю прозрачность, делают по аналогии, но при этом применяется более тонкий, а еще пропускающий свет слой покрытия.
В роли альтернативы на сегодняшний день часть применяют зеркальную пленку, которая будет нанесена на поверхность изделия. Такая зеркального типа пленка может быть легко нанесена на уже готовое изделие.
Есть два основных метода напыления:
На сегодняшний день есть несколько видов разновидностей напыления вакуумного типа, и самыми популярными можно называть магнетронное высокоскоростное и ионно-плазменное.
Подробности. Виды
Магнетронное напыление
Такая разновидность обработки будет предполагать нанесение на стеклянные поверхности разные виды металлов и их соединений посредством применения метода магнетронного напыления. Изделия обрабатывают в условиях закрытого пространства. Такой тип обработки поводят на молекулярном уровне, за счет чего изделия получают высокие эксплуатационные и качественные характеристики. Для получения требуемого эффекта часто применяют различные газы – азот, кислород или даже аргон. В процессе реакции на поверхности изделий получаются слои металлов. Это будет обеспечивать возможность изготавливать стекла с разными заданными характеристиками.
Стекла, тонировка которых была сделана с применением технологии магнетронного напыления, есть целый ряд достоинств:
Рассмотрим вторую технологию обработки.
Ионно-плазменное напыление
. Слой напыления во время обработки наносят именно на подшипник. Плазменный способ дает возможность нанесения на поверхность изделий сплавы всевозможных металлов, а еще их соединений, таких как серебро, титан, алюминий, хром, никель и прочее. Качество наносимых покрытий всегда будут напрямую зависеть от поверхностного качества.
В таком деле следует учесть еще и такие моменты, как фактура или шероховатость заготовки, качество подготовки самой поверхности, а еще культура производства. Можно отметить, что сдерживающим фактором, который будет оказывать воздействие на распространение такого способы можно называть весьма жесткие требования к подготовке поверхности, а еще цена применяемого оборудования.
Сапфирное
Отдельного внимания будут заслуживать стекла с напылением сапфира. В часовой промышленности такая технология часто применяется для того, чтобы создавать циферблаты. В роли материала для производства применяется минеральное стекло, которое же, в свою очередь, искусственно выращивают из кристаллов кремния оксида. Для любителей особенно прочных стекол, швейцарские мастера делали стекла даже из сапфира искусственного происхождения.
Таким изделиям будет характерна высокая прочность и не менее большая стоимость. Решение между ценой и прочностью было найдено после того, как были изобретены стекла минерального типа, на которое было нанесено напыление из сапфиров. Такой тип напыления имеет прочность сапфирового и цену простого минерального. Единственным недостатком можно называть быстрый срок истирания.
Итоги
Технологии дают возможность нанести на поверхность стекол тонирующие качественные, низкоэмиссионные, самоочищающиеся покрытия, которые могут иметь эффективность любой заданной степени. Покрытия, в составе которых есть оксиды, обладают большей степенью прочности, нежели покрытия из металлов. Они куда устойчивее к воздействиям и отличаются химическим родством со стеклами.
Как мы осваивали вакуумное магнетронное напыление плёнок
Поскольку у нас прошёл относительно законченный этап в освоении технологии вакуумного напыления тонких плёнок, то у меня логично родилась мысль поделиться накопленным опытом с вами. Конечно, вам может показаться, что здесь было мало чего лежащего на самом острие науки и техники в этом движении. Однако на наш взгляд полезным может быть сам пройденный опыт.
Итак, история началась немного ранее, когда у нас появилась вакуумная камера. Путь её к нам был неблизок и может быть описан отдельным рассказом, но это, как говорится, «совсем другая история». Скажу только, что ещё раньше она приносила людям какую-то пользу в одной из лабораторий Гёттингенского университета.
Первое, на чём мы начали эксплуатировать вакуумную камеру, стало испробывание способа термического осаждения металлов на подложки. Способ прост и стар, как мир. В молибденовый тигель помещается мишень распыляемого металла, например, серебра. Вокруг него размещён нагревательный элемент. Мы использовали проволоку из вольфрамрениевого сплава, которую наматывали в виде спирали.
Полностью устройство для термического напыления выглядит следующим образом:
Оснастка для термического напыления металлов. а. В сборе (защитный экран и задвижка сняты). Обозначения: 1 – тигель, 2 – нагревательный элемент, 3 – паропровод, 4 – токоподвод, 5 – термопара, 6 – рамка для образца.
После пропускания тока (в вакуумную камеру идёт через гермовводы) спираль раскаляется, нагревает лодочку, в которой также нагревается материал мишени и испаряется. Облако металлического пара поднимается по паропроводу и окутывает тело, на которое необходимо осадить металлическую плёнку.
Сам по себе способ простой и хороший, однако есть и минусы: большое энергопотребление, трудно располагать в облаке пара поверхности (тела), на которые нужно осаждать плёнку. Адгезия тоже не самая лучшая. Наносили на разные материалы, в том числе на металлы, стекло, пластик и др. В основном — для исследовательских целей, поскольку мы только осваивали вакуумное оборудование.
Требуется фланец, прокладка и крепеж, как на этой фотографии.
Вот этим датчиком производится измерение вакуума в камере, сигнал с него поступает на прибор, который показывает уровень высокого вакуума.
Вакуум необходимого уровня (например 10-5 мм.рт.ст.), достигается следующим образом. Вначале форвакуумным насосом откачивается низкий вакуум до уровня 10-2. По достижении этого уровня включается высоковакуумный насос (турбомолекулярный), ротор которого может вращаться со скоростью 40 000 об/мин. При этом форвакуумный насос продолжает работать — он откачивает давление из самого турбомолекулярного насоса. Последний является довольно капризным агрегатом и его «тонкое» устройство и сыграло определенную роль в этом повествовании. Мы используем японский турбомолекулярный насос фирмы Osaka vacuum.
Откачиваемый из камеры воздух с парами масла рекомендуется сбрасывать в атмосферу, поскольку мелкодисперсные капельки масла могут «забрызгать» все помещение.
Разобравшись с вакуумной системой и отработав термическое напыление мы решили опробовать другой способ нанесения пленок — магнетронный. У нас был длительный опыт общения с одной крупной лабораторией, которая нам наносила функциональные нанопокрытия для некоторых наших разработок как раз способом магнетронного напыления. Кроме того у нас имеются довольно тесные связи с некоторыми кафедрами МИФИ, МВТУ и других вузов, которые также помогали нам освоить эту технологию.
Но со временем мы захотели использовать побольше возможностей, которые предоставляет вакуумная камера.
В скором времени у нас появился небольшой магнетрон, который мы и решили приспособить для нанесения пленок.
Именно магнетронный вакуумный метод напыления тонких металлических и керамических пленок считается одним из самых производительных, экономичных и простых в эксплуатации среди всех физических методов напыления: термического испарения, магнетронного, ионного, лазерного, электронно-лучевого. Магнетрон устанавливается в один из фланцев, как удобно для использования. Однако для напыления этого еще недостаточно, поскольку он требует подведения определенного напряжения, охлаждающей воды, а также газов для обеспечения поджига плазмы.
Теоретический экскурс
Упрощённо, магнетрон устроен следующим образом. На основании, которое одновременно служит магнитопроводом, помещены сильные магниты, которые образуют сильное магнитное поле. С другой стороны магниты закрываются металлической пластиной, которая служит источником распыляемого материала и называется мишенью. На магнетрон подается потенциал, а на корпус вакуумной камеры — земля. Разница потенциалов, образуемая между магнетроном и корпусом камеры в условиях разряженной атмосферы и магнитного поля приводит к следующему. Атом плазмообразующего газа аргона попадает в действие силовых линий магнитного и электрического поля и ионизируется под их действием. Выбившийся электрон притягивается к корпусу камеры. Положительный ион притягивается к мишени магнетрона и, разогнавшись под действием силовых линий магнитного поля, ударяется о мишень, выбивая из нее частицу. Та вылетает под углом обратным тому углу, под которым в мишень попал ион атома аргона. Частица металла летит от мишени в сторону расположенной напротив нее подложки, которая может быть сделана из любого материала.
Наши вузовские друзья изготовили для этого магнетрона DC источник питания на мощность порядка 500 Вт.
Также мы соорудили систему газонапуска для плазмообразующего газа аргона.
Для размещения предметов, на которые будут напыляться плёнки, мы соорудили следующее приспособление. В крышке камеры имеются технологические отверстия, в которые можно устанавливать разные приспособления: гермовводы электроэнергии, гермовводы движения, прозрачные окошки, датчики и прочее. В одно из этих отверстий мы установили гермоввод вращающегося вала. Снаружи камеры на этот вал мы подвели вращение от небольшого электромоторчика. Установив скорость вращения барабана порядка 2-5 герц мы добились хорошей равномерности нанесения плёнок по окружности барабана.
Снизу, т.е. внутри камеры, мы укрепили на вал лёгкую металлическую корзину, на которую можно навешивать предметы. В канцелярском магазине такой стандартный барабан продаётся как корзина для мусора и стоит порядка 100 рублей.
Теперь у нас было в наличии практически всё необходимое для напыления плёнок. В качестве мишеней мы использовали следующие металлы: медь, титан, нержавейку, алюминий, сплав медь-хром.
И начали пылить. Через прозрачные окна в камеру можно было наблюдать свечение плазмы на поверхности мишени магнетрона. Так мы контролировали «на глазок» момент поджига плазмы и интенсивность напыления.
Способ контроля толщины напыления придумали достаточно простой. Размещали на барабане один и тот же кусочек фольги с замеренной площадью поверхности и измеряли его массу до и после сеанса напыления. Зная плотность напыляемого металла легко вычисляли толщину наносимого покрытия. Регулировали толщину покрытия либо изменением времени напыления, либо регулируя напряжение на источнике питания магнетрона. На этом фото видны прецизионные весы, позволяющие замерять массу образцов с точностью до десятитысячных долей грамма.
Наносили мы на различные материалы: дерево, металлы, фольга, пластики, бумага, полиэтиленовые плёнки, ткани, короче на всё, что можно было разместить в камере и прикрепить к барабану. В основном мы ориентировались на получение эффектов декоративного характера – изменение цвета или тактильного восприятия поверхности. На этих образцах органического и неорганического происхождения можно увидеть разницу в цвете до и после нанесения различных металлических плёнок.
Ещё более рельефно разница в цвете до и после напыления видна на тканях и плёнках. Здесь правый кусочек обычной полиэтиленовой плёнки – не напыленный, а левая покрыта слоем меди.
Ещё один эффект, который может быть использован для различных нужд – это проводимость тонких плёнок на подложках. На этом фото показано сопротивление кусочка бумаги (в омах), на который нанесена плёнка из титана толщиной чуть больше микрона.
Для дальнейшего развития мы выбрали несколько направлений. Один из них – улучшать эффективность напыления плёнок магнетронами. Собираемся «замахнуться» на собственную разработку и изготовление более мощного магнетрона высотой с камеру и мощностью в 2 раза больше, чем показанный в этом очерке. Также мы хотим опробовать технологию реактивного напыления, когда вместе с плазмообразующим газом аргоном в камеру подаются, например, кислород или азот и в ходе напыления плёнок на поверхности подложки образуются не чисто металлические плёнки, а оксиды или нитриды, которые имеют другой спектр свойств, нежели чистые металлические плёнки.
Магнетронное покрытие стекла что это
Магнетронное стекло
Как широко известно, всего существую два метода нанесения напыления на стекло: пиролитический и магнетронный метод. Первый метод заключается в том, что напыление на стекло наносится в время главного процесса производства термополированного стекла. Уже после производства стекла, во время так называемого «вспомогательного» производственного процесса для нанесения напыления применяется вакуумно-магнетронная установка. Такой метод называется магнетронным. Общепризнано, что второй метод на сегодняшний день более совершенен. Он позволяет придать напылению такие характеристики, которые невозможно получить пиролитическим методом.
Магнетронное стекло – это стекло, на одну сторону которого с помощью вакуумного метода наносится несколько слоев оксидов металлов. Это называется магнетронным напылением. Такое напыление на сегодняшний день является самым совершенным и самым современным методом при изготовлении стекла высокого качества. Сам процесс происходит на молекулярном уровне.
Благодаря этому магнетронное стекло приобретает новые свойства и высокие эксплуатационные качества. Технология магнетронного напыления предусматривает применение различных газов для достижения необходимого эффекта. Используются такие газы, как аргон, азот или кислород, которые вступают в реакции с различными веществами и образуют тонкие металлические и диэлектрические слои на поверхности стекла. В результате мы получаем широкий ассортимент стекла с различными вариантами покрытий и соответственно – самыми различными характеристиками.
Стекло приобретает различные «полезные» свойства:
Цвет играет огромную роль, так как восприятие цвета при отражении света от фасада является одним из основных факторов в строительстве зданий. Он предопределяет законченность проекта. Цветовая палитра может варьироваться от нейтрального, синего, зеленого до серебряного. Можно создать различные эффекты: от утонченно-сдержанного, нейтрального до агрессивно-яркого. Можно подчеркнуть также нейтральность, бриллиантовый блеск или оттенки тонирования. Такое магнетронное стекло позволит привлечь внимание к любому зданию и проекту.
Стекло с магнетронным напылением можно использовать в самых разных сферах, таких как проектирование, строительство зданий. Особенно ценно такое стекло в зданиях, куда нужно пропустить как можно больше яркого солнечного света, где необходимо снизить затраты на электроэнергию, где нужно обеспечить безопасность людей. Магнетронное стекло, при все своих достоинствах, обладает еще одним – оно придает проекту более современный вид. Такие стекла используются при строительстве развлекательно-торговых центров, автосалонов и других больших зданий.
Современные стеклопакеты обычно состоят из двух или более магнетронных стекол, между которыми находится герметично закрытое пространство. Архитектор, как и дизайнер, получает сравнительно больше возможностей при создании и визуализации внешнего вида проектов, зданий, так как физические, а главное эстетические характеристики магнетронного стекла выше, чем у любого другого.