汽车玻璃透光率≥70%的隔热膜制备：优化工艺参数提升透光与隔热性能

汽车玻璃作为汽车的重要组成部分直接影响驾乘舒适度。汽车玻璃隔热膜需满足前挡风玻璃可见光透过率≥70%（国标要求），同时具备高红外阻隔率。本文基于磁控溅射技术，在玻璃基底上制备TiO₂/Ag/TiO₂三层结构隔热膜，通过优化工艺参数提升光学与隔热性能，满足节能环保需求。费曼仪器在汽车工业领域从研发、生产到质检的全流程中均有严格监控。Flexfilm汽车玻璃透过率检测仪通过对汽车玻璃透光率进行检测为优化工艺、提高性能节能环保的隔热膜开发提供参考。

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隔热膜的制备

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本文采用磁控溅射工艺，在普通玻璃基底上制备由底层 TiO₂膜、金属 Ag 膜、表层 TiO₂膜组成的隔热膜，通过单因素变量法确定各膜层最佳制备参数。

金属Ag膜的制备与测试

金属Ag 膜对红外光反射率较高，其沉积厚度影响隔热膜的透光和隔热效果。

实验采用直流磁控溅射技术，Ag 靶材纯度 99.99%，本底真空度 3×10⁻³Pa，溅射气压 1.0Pa，通过单因素变量法调节溅射时间、Ag 靶功率和 Ar 流量。

不同条件下的Ag 膜透过率曲线

当溅射时间 0.6min、功率 110W、Ar 流量 25 sccm时，可见光平均透过率超过 70%，满足汽车玻璃采光要求，且红外光透过率较低。

Ag膜层厚度变化

膜厚监测表明，此时Ag 膜厚度约 15.23nm，沉积速率约 0.42nm/s，膜层均匀。

表层TiO₂膜的制备与测试

TiO₂作为宽带隙半导体，折射率高、化学稳定性好，覆盖在 Ag 膜表面可抑制 Ag 氧化并起增透作用。

实验采用射频磁控溅射技术，TiO₂靶材纯度 99.99%，本底真空度 3×10⁻³Pa，溅射气压 1.0Pa，调节溅射时间、功率和 Ar 流量。

不同条件下的TiO₂膜透过率曲线

当溅射时间 30min、功率 175W、Ar 流量 20 sccm时，膜层致密连续，可见光透过率最高，红外光透过率较低。

TiO₂膜层厚度变化

膜厚监测表明，此时TiO₂膜厚度约 403.5Å，沉积速率约 1.67Å/min。

底层膜的制备与测试

底层膜用于提高 Ag 膜与玻璃基底的结合力，对比TiO₂和SiO₂两种材料。

底层 SiO₂溅射时间对隔热膜透光性能的影响

底层TiO₂溅射时间对隔热膜透光性能的影响

当底层TiO₂溅射时间 25min 时，可见光平均透过率约 73%，红外光透过率较低，且与 Ag 膜、表层 TiO₂膜的结合力较好。相比之下，SiO₂作为底层时可见光透过率更低，故选择 TiO₂作为底层材料。

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性能表征

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光学性能测试

最终制备样品的透过率曲线

在 200-380nm紫外波段，透过率几乎为 0，有效阻隔紫外线；在 380-780nm可见光波段，平均透过率约73%，满足采光要求；在 780nm 以上近红外波段，平均透过率低于 50%，对红外光反射率高，满足作为隔热膜的要求。

隔热性能测试

隔热性能曲线变化

利用自制隔热箱，将样品与普通玻璃对比，在模拟太阳光照射下监测温度变化。结果显示：照射 30min 后，样品与普通玻璃的温差趋于稳定，约 4℃，且持续 80min 后稳定性良好。结合透过率计算，综合隔热率约 60%。

耐水浸腐蚀性测试

浸泡前后透过率变化曲线

将样品浸泡 24h，测试浸泡前后可见光透过率。结果显示：透过率略有下降，但仍具有明显光谱选择性，表明表层 TiO₂有效保护了膜层，耐腐蚀性较好。

膜基结合力分析

摩擦前后可见光透过率对比曲线

通过简易摩擦实验和胶粘法测试，摩擦前后可见光透过率差值绝对值在 4% 以下，表明膜层与基底、膜层之间结合力较强。胶带剥离实验显示，底层膜与玻璃基底结合紧密，表层膜略有变化，中间 Ag 膜结合力相对较弱。

本文采用磁控溅射工艺制备了底层 TiO₂/ 金属 Ag / 表层 TiO₂结构的汽车玻璃隔热膜，通过单因素变量法确定最佳参数，该条件下制备的隔热膜表面致密均匀，可见光平均透过率约 73%，红外光平均透过率低于 50%，隔热温差约 4℃，耐水浸腐蚀性和膜基结合力良好，符合汽车玻璃透光率≥70%的隔热膜的使用要求，为绿色低碳环保的汽车玻璃技术提供了参考。

Flexfilm汽车玻璃透过率

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用于测量汽车风挡玻璃在某个特定角度下的光谱透射比，并计算出TL、Ta、Tr、Tb、 Ts、Tp、RR、BR、PR、Yxy、Lab等值。

这款汽车挡风玻璃专用检测设备，可直接对成品玻璃进行无损测量，无需裁切。其测量位置和角度可自由调节，并具备数据存储和打印功能，技术成熟可靠，专为汽车玻璃光学性能检测而研发。

• 汽车玻璃多功能相机区专用测量仪器
• 无需裁切，可直接测量
• 多角度测量
• P/S 多角度测量偏振分光测
• 快速测量

费曼仪器致力于为全球汽车工业智造提供精准测量解决方案。Flexfilm汽车玻璃透过率用于测量汽车风挡玻璃在某个特定角度下的光谱透射比，对汽车玻璃透光率进行精准测量。

原文参考：《汽车玻璃隔热膜的制备及其性能优化》

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