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

科创之家 2025-09-06 共6910人围观

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。

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。

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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