ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

С использованием метода вакуумного электродугового испарения были получены несколько типов солнцезащитных покрытий на основе титана. Как показали проведенные исследования, вакуумно-дуговой метод позволяет получить оптические покрытия с высокой адгезионной и когезионной прочностью, хорошей износостойкостью, равномерным распределением по толщине и хорошей химической устойчивостью по отношению к различным агрессивным средам.

Испытаниям были подвержены титановые (ti),оксид титановые (ti0 ₂), нитрид титановые (tinx) и оксинитрид титановые (tinxoу) покрытия толщиной от 0,01 до 2 мкм, полученные с использованием различных режимов напыления, при этом варьирование технологических параметров осуществлялось в широких пределах:сила тока дуги (У) - 100-500А, глубина вакуума в рабочей камере (р) - 10 ^-4 - 10 ^-2 мм.рт.ст., расстояние от подложки до катода (l) -100-300 мм, время напыления (t) - 0,5-7,0мин. Подложкой служило листовое строительное стекло вертикального вытягивания натрийкальцийсиликатного состава толщиной 3 мм. Предварительная обработка поверхности стекла включала промывку водой, сушку, обработку аммиачной эмульсией мела. Для получения покрытий в виде соединений титана проводилось реактивное напыление в газовой среде азота, кислорода, а также их смеси. На основе проведенных экспериментов были определены оптимальные технологические параметры напыления для каждого типа покрытий.

Результаты спектрофотометрического анализа показали, что полученные покрытия обладают солнцезащитными свойствами. Коэффициент светопропускания в видимой области спектра составляет от 10 до 70% в зависимости от состава покрытия и параметров напыления, при этом покрытия характеризуются пониженным пропусканием инфракрасной части спектра (не более 30%). Спектральное пропускание стекол с различными типами покрытий представлено на рисунке. Кривые пропускания показаны для покрытий, полученных при следующих режимах напыления: p=3x10 ^-3мм.рт.ст. (для покрытия р=5х10 ^-4 мм.рт.ст.), У=200А,l=180мм,t=1мин, соотношение азота и кислорода дляtino-покрытия 3:1.Графики наглядно демонстрируют снижение пропускания инфракрасных лучей, которые являются основными носителями тепловой энергиисолнца (кривые пропускания в диапазоне 1200-2500 нм имеют незначительные отклонения и располагаются параллельно оси абцисс на достигнутом уровне).

Возможность варьирования параметров напыления и состава реакционного газа позволила получить стекла с широкой цветовой гаммой:в проходящем свете стекла имеют серо-голубой, синий, светло-желтый цвета, в отраженном - серебристый, голубой, желтый, золотистый, фиолетовый, оттенки красного.

В частности, отметим полученныеtinxoy-покрытия, напыление которых проводилось в среде реакционной смеси азота и кислорода в соотношении 3:1.Использование данного состава позволило придать покрытию благородный золотистый оттенок в отраженном свете, характерный для покрытия из нитрида титана, а также повысить его адгезионную прочность и снизить шероховатость поверхности за счет введения в состав покрытия кислорода. Как видно на рисунке, кривая спектрального пропускания для данного покрытия при относительно высоком и равномерном пропускании в видимой части спектра характеризуется пониженным пропусканием в ИК-области по сравнению с другими видами покрытий.

Данный метод характеризуется сравнительно низкими экономическими затратами, высокой скоростью напыления, возможностью гибкого изменения параметров напыления, возможностью применения различных по составу реакционных газов, что позволяет получать различные виды покрытий, а также является экологически чистым.

Полученные стекла с ионно-плазменными покрытиями могут быть использованы для создания витрин, фасадов зданий, внутренней отделки помещений, для солнцезащиты, теплоизоляции и улучшения микроклимата в здании.

Спектральное пропускание стекол с покрытием

(1-ti-покрытие; 2 - tio2-покрытие; 3 - tin-покрытие; 4 - tino-покрытие)