عبور نور شیشه روکش شده به چه چیزی بستگی دارد؟

عبور نور شیشه های پوشش داده شده به عوامل متعددی بستگی دارد و می توان آن را در دو جنبه اصلی خلاصه کرد: ویژگی های خود زیرلایه شیشه و لایه پوشش.

I. عوامل زیرلایه شیشه ای (فنداسیون)

قبل از پوشش، خود شیشه مبنای انتقال نور است.

جنس و خلوص شیشه: عبور نور رایج ترین شیشه فلوت خود بین 88 تا 91 درصد (برای شیشه های سفید استاندارد 6 میلی متری) است. اگر از شیشه فوق- شفاف (شیشه کم{{5}آهن) استفاده شود، عبور نور زیرلایه آن می‌تواند به بیش از 91% برسد، زیرا جذب نور مرئی توسط ناخالصی‌های آهن را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و نقطه شروع بالاتری را برای پوشش بعدی فراهم می‌کند.

ضخامت شیشه: هر چه شیشه ضخیم تر باشد، نور را بیشتر جذب و بازتاب می کند و در نتیجه میزان عبور نور کمی کاهش می یابد. به عنوان مثال، برای همان فرآیند پوشش، عبور نور شیشه 6 میلی متری بیشتر از شیشه 12 میلی متری است.

دوم عوامل لایه پوشش (کلید هسته)

لایه پوشش هسته ای است که عملکرد نوری نهایی شیشه های پوشش داده شده (مانند عبور نور، بازتاب، ضریب سایه و غیره) را تعیین می کند.

ترکیب مواد لایه فیلم:

این اساسی ترین عامل است. فلزات یا ترکیبات فلزی مختلف تأثیرات کاملاً متفاوتی بر نور دارند.

فیلم‌های تک-نقره‌ای، دو-نقره‌ای و سه‌گانه-نقره‌ای Low-E: عملکردهای متفاوتی با تعبیه مقادیر مختلف لایه‌های نقره (Ag) به دست می‌آیند. لایه نقره یک بازتاب دهنده عالی پرتوهای مادون قرمز است، اما دارای گذرندگی بالایی برای نور مرئی است. به طور کلی، هرچه لایه‌های نقره بیشتر باشد، عملکرد عایق حرارتی و حفظ حرارت بهتر است (انتشار کم)، اما مهندسان می‌توانند با تنظیم لایه‌های دیگر، تعادلی بین بهترین عایق حرارتی و بالاترین میزان عبور نور برقرار کنند.

لایه‌های فیلم اکسید: مانند دی اکسید تیتانیوم (TiO2)، دی اکسید سیلیکون (SiO2)، اکسید روی (ZnO) و غیره. این لایه‌های دی الکتریک عمدتاً اهداف تنظیمی مانند محافظت از لایه‌های عملکردی، تغییر خواص نوری، و افزایش رنگ و غیره را انجام می‌دهند. نوع و ترتیب نهایی، رنگ و ضخامت آنها مستقیماً تأثیر می‌گذارد.

لایه‌های فیلم نیترید: مانند نیترید سیلیکون (Si₃N4)، معمولاً به عنوان لایه‌های محافظ استفاده می‌شوند و همچنین بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش هستند.

ساختار و ضخامت لایه فیلم:

سیستم فیلم شیشه‌ای پوشش‌داده‌شده یک ساختار چند لایه پیچیده در مقیاس نانو است. ضخامت هر لایه به طور دقیق محاسبه شده است و اثر مورد انتظار با بهره گیری از تداخل نور حاصل می شود.

با کنترل دقیق ضخامت هر لایه، می توان به افزایش انتقال یا انعکاس نور با طول موج های خاص دست یافت. به عنوان مثال، طراحی شیشه پایین-E با هدف به حداکثر رساندن انتقال نور مرئی (380{3}}780 نانومتر) و در عین حال به حداکثر رساندن انعکاس پرتوهای میانی - و مادون قرمز دور (تابش حرارتی) است. حتی کوچکترین تغییر در ضخامت فیلم می تواند به طور قابل توجهی عبور نور و بازتاب را تغییر دهد.

انواع و عملکرد لایه های فیلم:

پوشش کنترل خورشیدی: هدف اصلی آن بازتاب انرژی تابش خورشید و کاهش ضریب سایه است. ضریب عبور نور این نوع لایه فیلم معمولاً کم است (مثلاً 50-20٪) و در رنگ های متنوعی (مانند برنزی، طلایی، آبی و ...) وجود دارد. اغلب در دیوارهای پرده ای برای کاهش ورود گرمای داخلی استفاده می شود.

پوشش کم-E: هدف اصلی آن انعکاس تشعشعات گرمای داخل ساختمان، ارائه عایق و حفظ انرژی است. فیلم‌های مدرن کم-E (مخصوصاً دو-نقره‌ای و سه‌تایی-نقره‌ای) می‌توانند به ضریب نفوذ نور بالا (مثل 60 تا 80 درصد) دست یابند و در عین حال عملکرد عایق حرارتی عالی دارند و برای ساختمان‌های مسکونی و تجاری که نور طبیعی را دنبال می‌کنند بسیار مناسب هستند.

پوشش ضد انعکاسی (پوشش AR): به طور خاص برای به حداکثر رساندن عبور نور (تا بیش از 99٪) طراحی شده است، نور منعکس شده از سطح شیشه را با پوشش چندین لایه از فیلم های دی الکتریک با ضخامت های خاص در هر دو طرف شیشه خنثی می کند. معمولاً در کابینت‌های موزه، صفحه نمایش، شیشه فتوولتائیک خورشیدی و غیره استفاده می‌شود.

فرآیند تولید

پوشش آفلاین (کندوپاش مگنترون): این فرآیند انعطاف‌پذیر است و می‌تواند سیستم‌های فیلم پیچیده با رنگ‌ها و عملکردهای مختلف (مانند نقره‌ای دوتایی، نقره‌ای سه‌گانه Low-E) با عملکرد عالی تولید کند. با این حال، لایه فیلم نسبتاً نرم است (معمولاً برای استفاده باید به شیشه عایق تبدیل شود).

پوشش آنلاین (Chemical vapor Deposition CVD): لایه فیلم سخت و بادوام است و می تواند به عنوان یک تکه استفاده شود، اما عملکرد آن نسبتاً تک است. معمولاً، عبور نور زیاد است و قابل تنظیم نیست (برای مثال، شیشه-معروف داخلی "آنلاین High-Low-E" دارای عبور نور بیش از 80٪ است.

خلاصه

به زبان ساده، عبور نور شیشه های پوشش داده شده، نتیجه اثر ترکیبی «گذر نور شیشه پایه» و «اثرات تداخل، جذب و انعکاس لایه پوشش روی نور» است.

اگر می‌خواهید به ضریب عبور نور بالا دست یابید، می‌توانید-شیشه فوق‌العاده شفاف را به عنوان ماده پایه انتخاب کنید و آن را با یک لایه-شفافیت کم{2}}E بالا یا فیلم ضد{3}}بازتابی بپوشانید.

اگر می خواهید به گذر نور کم (یعنی اثر سایه زنی) برسید، باید آن را با یک فیلم کنترل نور خورشید بپوشانید، که عمدا بازتاب و جذب نور مرئی را افزایش می دهد.

بنابراین، هنگام انتخاب شیشه روکش دار، ضروری است که نیازهای اصلی خود را به وضوح تعریف کنید: آیا به دنبال شفافیت بالا برای روشنایی و حفظ گرما هستید (شفافیت بالا پایین-E)، یا اینکه آیا به دنبال سایه و جلوه های ظاهری هستید (فیلم کنترل نور خورشید). تولیدکنندگان می توانند با تنظیم مواد، ساختار و ضخامت لایه فیلم، محصولات با قابلیت عبور نور متفاوت را به طور دقیق "سفارشی" کنند.