Технологии нанесения тонкопленочных покрытий

Технологические возможности нанесения покрытий в вакууме

Наша компания может предложить Вам услуги по нанесению покрытий в вакууме методом магнетронного напыления для выполнения НИР или ОКР со следующими технологическими возможностями:

Технология осаждения долговечных теплосберегающих покрытий на полимерную пленку

 Недостатком существующих светопрозрачных ограждающих конструкций являются большие тепловые потери. Стекло является хорошим материалом для таких конструкций, но у него есть недостаток – оно способно практически беспрепятственно передавать длинноволновое (инфракрасное) излучение. Дополнительное введение в конструкцию светопрозрачного низкоэмиссионного экрана, отражающего тепловое излучение, позволяет существенно увеличить теплоизоляционные характеристики окон.

Одним из вариантов повышения теплоизоляции существующих окон является использование полимерных пленок с низкоэмиссионным покрытием. Такие пленки могут быть либо наклеены на стекло, либо закреплены отдельно на одном из переплетов.

Нанесение низкоэмиссионных покрытий структуры TiO₂/ZnO:Ga/Ag/ZnO:Ga/TiO₂ на полимерную пленку выполнялось в одном технологическом цикле на установке для нанесения многослойных теплосберегающих покрытий VNUK-5 по следующей схеме:

1) перед нанесением покрытия подложка обрабатывается ионным пучком, генерируемым ионным источником с анодным слоем. Это необходимо для улучшения адгезии покрытия;

2) напыление первого слоя оксида титана производилось цилиндрическим магнетроном с вращающимся катодом. Первый слой оксида титана изолирует покрытие от исходной подложки и способствует улучшению адгезии и стойкости к атмосферным воздействиям низкоэмиссионного покрытия в целом.

3) напыление первого слоя легированного галлием оксида цинка производилось планарной магнетронной распылительной системой с керамическим катодом состава ZnO:Ga₂O₃. Основная функция этого слоя заключается в том, что напыляемая на него ультратонкая пленка серебра имеет преимущественную ориентацию в плоскости максимально плотной упаковки (111). При этом она характеризуется значительно меньшим количеством агломератов, возникающих на поверхности пленки в результате диффузии атомов серебра, чем в случае, когда покрытие состоит из случайно ориентированных зерен, что способствует повышенной стойкости к атмосферным воздействиям низкоэмиссионного покрытия;

4) напыление слоя серебра и меди производилось цилиндрической магнетронной распылительной системой с серебряным или медным катодом в импульсном режиме. При одинаковой толщине, пленки, наносимые на импульсном токе, имеют лучшую текстуру, большие коэффициент отражения в ИК диапазоне, плотность структуры и, кроме того, улучшаются механические свойства и характеристики покрытия, а также улучшается стойкость к атмосферным воздействиям;

5) на слой серебра наносился второй слой ZnO:Ga. Он выполняет функцию переходного слоя и защищает серебро от окисления в процессе реактивного магнетронного осаждения TiO₂. Слой серебра является очень активным и легко вступает в реакцию с кислородом, образуя пористую структуру, что приводит к резкому уменьшению коэффициента пропускания видимого света и уменьшению коэффициента отражения в ИК области спектра. Кроме того, оксид цинка отличается хорошей влагостойкостью, а его прозрачность достаточна велика, для того чтобы обеспечить высокую прозрачность всего покрытия;

6) завершающий слой оксида титана осаждался цилиндрическим магнетроном с вращающимся катодом. Этот слой является защитным и обладает высокой химической стойкостью и механической прочностью, а также влияет на итоговую прозрачность в видимом диапазоне длин волн и цвет всего покрытия.

Наилучшими характеристиками обладают долговечные низкоэмиссионные покрытия с серебряным функциональным слоем структуры TiO₂(10нм)/ZnO:Ga(20нм)/Ag(9нм)/ ZnO:Ga(25нм)/TiO₂(20нм) при этом их отражение в ИК области спектра составляет 92-93 %, прозрачность в видимом диапазоне спектра 82-85% .

На рисунке приведены спектры разработанных низкоэмиссионных покрытий  на основе серебра и меди в видимой и инфракрасной области спектра.

Для определения влагостойкости полученных покрытий был выбран тест, используемый в ГОСТ 30733-2000 “Стекло с низкоэмиссионным твердым покрытием. Технические условия”. Под твердым покрытием в нем понимается оксид олова, который наносится пиролитическим методом в процессе изготовления флоат_стекла (К_стекло). Испытания показали, что покрытия не претерпевает каких-либо изменений, видимых невооруженным взглядом, а также уменьшения коэффициента отражения в ИК диапазоне, т.е. низкоэмиссионные покрытия структуры TiO₂(10нм)/ZnO:Ga(20нм)/Ag(9нм)/ ZnO:Ga(25нм)/TiO₂(20нм) являются влагостойкими.