Trước yêu cầu ngày càng khắt khe của các công trình xây dựng hiện đại về tiết kiệm năng lượng (giảm tải điều hòa, tối ưu chiếu sáng tự nhiên) và thẩm mỹ kiến trúc (màu sắc, độ phản quang, hiệu ứng bề mặt), công nghệ mạ và phủ màng mỏng cho kính xây dựng đã và đang liên tục phát triển để đáp ứng cả hiệu năng lẫn thiết kế.
Với kính mạ, màu sắc và bề mặt không còn cố định như kính thường mà có thể được “tinh chỉnh” thông qua hệ lớp phủ. Bằng cách thay đổi vật liệu phủ và cấu trúc lớp (kim loại/oxit/nitride hoặc các lớp đa lớp), nhà sản xuất có thể kiểm soát độ phản xạ, độ truyền sáng và tông màu nhìn thấy từ bên ngoài lẫn bên trong.
Không những mang tính trang trí, các lớp phủ còn đóng vai trò then chốt về cân bằng nhiệt: giúp giữ nhiệt bên trong vào mùa đông bằng cách hạn chế thất thoát nhiệt, đồng thời giảm nhiệt xâm nhập vào mùa hè nhờ cắt bớt bức xạ mặt trời. Nhờ đó, công trình đạt hiệu quả năng lượng tốt hơn mà vẫn đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng.
Công nghệ mạ kính bằng chân không – Công nghệ phún xạ
Công nghệ phún xạ hiện là một trong những công nghệ được ứng dụng rộng rãi nhất để tạo lớp phủ cho kính xây dựng, đặc biệt trong các dây chuyền mạ kính kiến trúc yêu cầu độ đồng đều cao và khả năng lặp lại ổn định. So với nhiều phương pháp phủ khác, phún xạ cho phép kiểm soát tốt độ dày màng và thành phần lớp phủ, từ đó “tinh chỉnh” được cả tính năng quang học lẫn hiệu quả năng lượng của kính.
Về nguyên lý, quá trình phún xạ diễn ra trong môi trường plasma: vật liệu phủ được “bốc tách” từ một cathode rắn (target) và lắng đọng trực tiếp lên bề mặt tấm kính. Để plasma hoạt động ổn định và các hạt phún xạ di chuyển hiệu quả, áp suất làm việc thường được duy trì trong vùng tối ưu khoảng ~ 5×10⁻³ mbar. Mức áp suất này giúp cân bằng giữa khả năng duy trì phóng điện plasma và giảm va chạm không cần thiết của các hạt trong pha khí, qua đó cải thiện độ đồng nhất và chất lượng màng.
Trong vận hành thực tế, các khí điển hình gồm Argon (Ar) – khí trơ dùng để tạo plasma và gây phún xạ chính, cùng với Nitrogen (N₂) và Oxygen (O₂) khi cần thực hiện phún xạ phản ứng nhằm tạo các lớp nitride, oxide hoặc điều chỉnh tính chất màng. Nhờ phối hợp các khí này, nhà sản xuất có thể kiểm soát cấu trúc lớp phủ theo đúng mục tiêu, từ lớp kim loại mỏng cho hiệu ứng phản xạ, đến lớp điện môi để ổn định màu và tăng độ bền.
Vật liệu dùng trong phún xạ cũng rất đa dạng, tùy theo chức năng lớp phủ. Một số vật liệu phổ biến trong công nghiệp gồm Ti, ZnAl, NiCr, Si,… Việc lựa chọn vật liệu và thứ tự lớp phủ sẽ quyết định trực tiếp đến màu sắc bề mặt, độ truyền sáng, mức phản xạ cũng như các chỉ số hiệu năng như Low-E hoặc kiểm soát bức xạ mặt trời.
Xem thêm: https://vacuumservices.com.vn/bom-hut-chan-khong-cong-nghiep/
Những yêu cầu đối với hệ chân không sử dụng trong công nghiệp mạ kính xây dựng
Yêu cầu đối với hệ thống chân không phụ thuộc vào buồng mạ của hệ thống phún xạ.
- Các phần của hệ thống phủ điển hình gồm: buồng vào, buồng đệm/chuyển, buồng xử lý và buồng thoát ra.
- Phạm vi áp suất của buồng vào và ra là 1000 – 10 mbar và khí được bơm là không khí thông thường. Vì vậy, bơm chân không vòng dầu là một lựa chọn hoàn hảo cho buồng này.
- Trong buồng truyền và buồng đệm toàn bồ không khí phải được hút và đạt áp suất thấp hơn (10- 1 đến 10- 2 mbar). Bơm chân không Roots và đôi khi là hệ bơm phân tử (Turbo Molecular Pumps – TMPs) kết hợp với máy bơm chân không vòng dầu có thể được sử dụng và hoạt động tốt khi hút chân không cho các buồng này.
- Trong buồng xử lý, một lượng oxy lớn có thể xuất hiện và trong quá trình phun, NOx có thể được hình thành. Do đó các máy bơm vòng dầu sẽ cần phải vận hành với dầu chống nổ PFPE.
- Một giải pháp phổ biến và đã được chứng minh tại vị trí này là bơm trục vít khô, dòng bơm này có thể xử lý các hạt từ sinh ra trong buồng xử lý. Các hạt này là vật liệu mạ mà không phản ứng trên tấm kính.
- Áp suất xử lý điển hình là 5×10-3 mbar, đây là lý do tại sao cần sử dụng bơm phân tử (TMPs) cho quá trình phún xạ. Những bơm phân tử này cũng có thể xử lý bụi. Bơm phân tử vòng bi cơ hay vòng bi đệm là giải pháp phổ biến và hiệu quả.
