专利名称：通过热处理使TiN薄膜具有自清洁性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过热处理使TiN薄膜具有自清洁性能的方法。
背景技术：
随着全球性能源危机的日趋严重，节能作为国家战略问题已引起世界各国的高度重视。玻璃作为一种良好的建筑材料，已经广泛应用于现代建筑之中。但普通玻璃在透过可见光的时候，也透过近红外线和部分中远红外线，这种无选择的透过使得普通玻璃成了建筑物能耗的主要泄漏源。为了改善普通玻璃的性能，发展出了一种在薄膜表面镀膜，从而使玻璃能够在可见光区和红外区进行选择性的吸收和透过。这种新发展出来的玻璃称为高效节能镀膜玻璃。
高效节能镀膜玻璃是一种综合性能良好的节能玻璃。它对太阳能和可见光有较高的透过率，辐射系数低，能有效阻止紫外线透过和红外辐射，防止室内热量从玻璃辐射出去，还有美丽淡雅的色泽。但随着玻璃幕墙，玻璃屋顶和玻璃结构在高层建筑中的大规模应用，玻璃的清洁问题变得越来越突出，寻求一种具有自清洁功能的玻璃已成为世界各国的研究热点。若能将节能和自清洁二种功能集于一种膜层，将会大大改良建筑玻璃的功能，改善人们的居住环境。
TiN薄膜是一种透明导电膜，它在可见光波段具有适合的透光性，对红外光具有很高的反射性。因此，在普通玻璃上设置氮化钛薄膜具有良好的阳光控制功能和低辐射性能在通过足够的可见光满足取光需要的同时，能够反射部分近红外光所辐射的能量以达到控制阳光的目的，并对人体和物体辐射的中远红外光具有较高的反射率以减小室内物体对外辐射的泄漏。
同时TiO2，由于其特殊的能带结构，具有极高的光催化活性，使其在光催化和自清洁领域有着极为广泛的应用。将TiN薄膜在含氧的气氛中进行热处理，可以使其表面发生部分氧化，在局部区域生成TiO2或TiO2-xNx，在不改变薄膜的光辐射性能的同时，使其具有自清洁的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过热处理使TiN薄膜具有自清洁性能的方法。
方法步骤如下1)用10％的氢氟酸清洗玻璃基板；2)将玻璃基板放入气相沉积反应室，通入TiCl4、NH3和N2进行气相沉积反应，其中TiCl4的流量为200-300sccm，NH3的流量为100-200sccm，N2的流量为700-1000sccm，反应温度为500-700℃，反应时间为60-150s，在玻璃基板表面沉积TiN薄膜；3)将热处理反应室预热至600-800℃，将上述表面覆盖有TiN薄膜的玻璃基板放入热处理反应室中，热处理时间为30min-120min，冷却后得到具有自清洁性能的TiN薄膜。
本发明的有益效果在于通过较为简单的热处理工艺，通过控制热处理的温度和时间，大大改善了TiN薄膜的表面性能，用化学气相沉积法得到兼具低辐射和自清洁功能的镀膜玻璃。
具体实施例方式
以下结合实例进一步说明本发明实施例11)用10％的氢氟酸清洗玻璃基板；2)将玻璃基板放入气相沉积反应室，通入TiCl4、NH3和N2进行气相沉积反应，其中TiCl4的流量为200sccm，NH3的流量为100sccm，N2的流量为700sccm，反应温度为500℃，反应时间为60s，在玻璃基板表面沉积TiN薄膜；3)将热处理反应室预热至600℃，将上述表面覆盖有TiN薄膜的玻璃基板放入热处理反应室中，热处理时间为30min，冷却后得到具有自清洁性能的TiN薄膜。
实施例21)用10％的氢氟酸清洗玻璃基板；2)将玻璃基板放入气相沉积反应室，通入TiCl4、NH3和N2进行气相沉积反应，其中TiCl4的流量为300sccm，NH3的流量为200sccm，N2的流量为1000sccm，反应温度为700℃，反应时间为150s，在玻璃基板表面沉积TiN薄膜；3)将热处理反应室预热至800℃，将上述表面覆盖有TiN薄膜的玻璃基板放入热处理反应室中，热处理时间为120min，冷却后得到具有自清洁性能的TiN薄膜。
实施例31)用10％的氢氟酸清洗玻璃基板；2)将玻璃基板放入气相沉积反应室，通入TiCl4、NH3和N2进行气相沉积反应，其中TiCl4的流量为300sccm，NH3的流量为150sccm，N2的流量为900sccm，反应温度为600℃，反应时间为120s，在玻璃基板表面沉积TiN薄膜；
3)将热处理反应室预热至700℃，将上述表面覆盖有TiN薄膜的玻璃基板放入热处理反应室中，热处理时间为120min，冷却后得到具有自清洁性能的TiN薄膜。
实施例41)用10％的氢氟酸清洗玻璃基板。
2)将玻璃基板放入气相沉积反应室，控制TiCl4的流量为300sccm，NH3的流量为150sccm，N2的流量为900sccm，控制体系温度为600℃，反应时间为120s，在此工艺条件下在玻璃基本表面沉积TiN薄膜。
3)将热处理反应室预热至600℃，将表面覆盖有TiN薄膜的玻璃基板放入反应室中，热处理120min，冷却得到具有自清洁性能的TiN薄膜。
实验表明，经过热处理后的薄膜具有光催化性能，在紫外光照射下经过其2-3h的催化后，亚甲基蓝的降解率可达到70％-80％的范围，且经过此种方法热处理后的TiN薄膜表面呈现亲水性，接触角在7-10°的范围内变动，且随紫外光照射时间的增长，接触角变小并趋向于零。说明经热处理后的薄膜具有自清洁性能。
权利要求
1.一种通过热处理使TiN薄膜具有自清洁性能的方法，其特征在于方法步骤如下1)用10％的氢氟酸清洗玻璃基板；2)将玻璃基板放入气相沉积反应室，通入TiCl4、NH3和N2进行气相沉积反应，其中TiCl4的流量为200-300sccm，NH3的流量为100-200sccm，N2的流量为700-1000sccm，反应温度为500-700℃，反应时间为60-150s，在玻璃基板表面沉积TiN薄膜；3)将热处理反应室预热至600-800℃，将上述表面覆盖有TiN薄膜的玻璃基板放入热处理反应室中，热处理时间为30min-120min，冷却后得到具有自清洁性能的TiN薄膜。
全文摘要
本发明公开了一种通过热处理使TiN薄膜表面具有自清洁性能的方法。方法步骤如下1)用10％的氢氟酸清洗玻璃基板；2)将玻璃基板放入气相沉积反应室，通入TiCl
文档编号C03C4/00GK1850689SQ20061005071
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月12日 优先权日2006年5月12日
发明者赵高凌, 张天播, 郑鹏飞, 韩高荣 申请人:浙江大学