一、定义(yi)与(yu)核(he)心(xin)作(zuo)用
清洁建筑玻(bo)璃(li)用(yong)钛(tai)靶材是通(tong)过磁控溅(jian)射或反(fan)应溅(jian)射(she)工艺(yi)，在玻璃(li)表(biao)面沉积(ji)二氧化钛(tai)（TiO₂）或(huo)氮(dan)掺杂TiO₂薄膜的功能(neng)性材料。其(qi)核(he)心作(zuo)用在(zai)于赋予(yu)玻璃自(zi)清洁(jie)、光(guang)催(cui)化分(fen)解污(wu)染(ran)物、抗反射及(ji)抗菌等(deng)特性，通过光催化(hua)反(fan)应分(fen)解表(biao)面有(you)机物污染物(wu)，减(jian)少人(ren)工(gong)清洁频率(lv)，提(ti)升(sheng)建筑(zhu)环(huan)保性(xing)与(yu)美(mei)观(guan)性。
二、材(cai)质与(yu)牌(pai)号(hao)
| 牌号(hao)标(biao)准 | 典型(xing)牌(pai)号(hao) | 成(cheng)分要(yao)求(qiu) | 应用场(chang)景(jing) |
| GB/T 3620.1 | TA1 | Ti≥99.6%, O≤0.15%, Fe≤0.20% | 高透光率TiO₂镀膜(mo)玻璃(li) |
| JIS H4600 | TP340 | Ti≥99.5%, C≤0.03%, N≤0.02% | 光(guang)催化(hua)抗(kang)菌(jun)玻璃 |
| 特殊定制 | Ti-O合(he)金靶 | TiO₂含量50-80wt% | 可见(jian)光(guang)响应型(xing)薄膜(mo)（λ>400nm） |
关(guan)键特(te)性：
纯度：≥99.9%（3N5级），Fe杂质需(xu)＜50ppm以防止(zhi)光催(cui)化活性下降。
晶(jing)粒(li)结(jie)构：等(deng)轴(zhou)晶(jing)（晶粒(li)尺寸(cun)≤30μm），保证(zheng)溅(jian)射(she)膜(mo)层(ceng)均匀(yun)性(xing)。
氧(yang)含(han)量(liang)控制(zhi)：氧含(han)量需(xu)精(jing)确(que)调控（10-20at%），影(ying)响薄(bao)膜结晶(jing)度（锐(rui)钛(tai)矿(kuang)/金红石(shi)相(xiang)比例）。
三(san)、性(xing)能(neng)参(can)数(shu)与(yu)特点(dian)
| 性(xing)能(neng)指(zhi)标(biao) | 典(dian)型值(zhi) | 技术意(yi)义(yi) |
| 光(guang)催化活(huo)性(xing)（亚甲(jia)蓝(lan)降解(jie)率(lv)） | ≥90%（4小(xiao)时，UV光(guang)照(zhao)） | 自(zi)清(qing)洁效(xiao)率(lv)核(he)心指标 |
| 可见(jian)光透(tou)过(guo)率 | ≥80%（波(bo)长380-780nm） | 保障(zhang)建筑采光(guang)需(xu)求(qiu) |
| 接触角（水(shui)） | ≤5°（超(chao)亲(qin)水性(xing)） | 雨水冲刷带(dai)走(zou)污(wu)染物 |
| 硬(ying)度(du)（薄(bao)膜(mo)） | ≥8GPa（纳(na)米压痕(hen)） | 抗(kang)刮擦，延(yan)长使用寿命 |
核(he)心(xin)特(te)点：
多相(xiang)调(diao)控：锐(rui)钛矿相(xiang)（光(guang)催(cui)化活(huo)性高）与金(jin)红(hong)石(shi)相（稳定性(xing)好）比(bi)例可调（如(ru)7:3）。
纳米结构(gou)：通过(guo)HiPIMS技(ji)术(shu)制备(bei)纳米(mi)孔结构（孔径10-50nm），比(bi)表面(mian)积(ji)提(ti)升3倍，增强污(wu)染(ran)物吸(xi)附(fu)。
耐(nai)候(hou)性：通(tong)过掺(can)杂SiO₂或(huo)Al₂O₃（含量(liang)1-3%），耐酸碱(jian)腐蚀(shi)寿命(ming)＞15年（ASTM G154测(ce)试(shi)）。
四、制(zhi)造(zao)工(gong)艺流(liu)程
1、原(yuan)料处理：
氢化(hua)脱(tuo)氢法（HDH）：制(zhi)备(bei)高纯(chun)度(du)钛(tai)粉（O≤0.15%）。
机械(xie)合(he)金化(hua)：与(yu)TiO₂粉末(mo)混(hun)合(he)（比(bi)例(li)按靶材(cai)成分(fen)设(she)计），球(qiu)磨至粒(li)径D50＜5μm。
2、成(cheng)型(xing)与(yu)烧结(jie)：
冷等静(jing)压(ya)（CIP，200MPa）成型(xing)，密(mi)度(du)≥85%理(li)论(lun)值(zhi)。
真空(kong)烧结(jie)（1250-1350℃，H₂/Ar气氛(fen)），致密度≥98%。
3、表面(mian)处(chu)理：
精(jing)密加工：靶(ba)材表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度Ra≤0.2μm，平(ping)面度(du)±0.05mm/m。
氧化处(chu)理(li)：表面(mian)预氧化形(xing)成纳米(mi)级(ji)TiO₂层，提升(sheng)溅(jian)射(she)初期(qi)膜层(ceng)均(jun)匀性(xing)。
4、质(zhi)量(liang)检(jian)测(ce)：
XRD分析(xi)锐钛(tai)矿/金(jin)红(hong)石相比(bi)例(li)，要(yao)求锐(rui)钛(tai)矿(kuang)≥70%。
激光(guang)粒度(du)仪检(jian)测(ce)粉末分(fen)布均(jun)匀性(xing)（D90/D10＜3）。
五(wu)、应(ying)用(yong)领(ling)域(yu)
1、建(jian)筑幕墙(qiang)：
日本AGC公(gong)司“Activ™”系(xi)列(lie)玻(bo)璃，光催化分(fen)解(jie)NOx效率(lv)＞85%（JIS R1705标(biao)准）。
可结(jie)合(he)Low-E镀(du)膜(mo)，实现自清(qing)洁+节能(neng)双(shuang)功能（传(chuan)热系数(shu)U值≤1.1W/m²·K）。
2、光(guang)伏玻(bo)璃：
镀(du)TiO₂膜(mo)层提(ti)升(sheng)透(tou)光(guang)率2-3%，光伏组(zu)件效率(lv)提升0.5%（晶科能(neng)源(yuan)2023年(nian)数(shu)据）。
3、交通设施(shi)：
高(gao)铁车窗(chuang)玻(bo)璃(li)防雾涂(tu)层（接触角＜10°），可见光透过率＞75%。
4、医疗(liao)建筑：
抗菌型(xing)TiO₂-Ag复合(he)镀层(ceng)（Ag含量(liang)0.5-1.5%），对(dui)大(da)肠(chang)杆菌(jun)杀(sha)灭(mie)率＞99.9%（ISO 22196）。
六、执行(xing)标准
| 标(biao)准(zhun)类型(xing) | 标(biao)准(zhun)号(hao) | 核(he)心要求(qiu) |
| 材(cai)料性能 | ISO 10678 | 光催化(hua)活性(xing)测(ce)试（亚(ya)甲蓝(lan)降(jiang)解(jie)率(lv)≥80%） |
| 薄膜透光(guang)率 | EN 410 | 可见光透(tou)射比允(yun)许偏差(cha)±3% |
| 环保认证(zheng) | LEED v4.1 | VOC排(pai)放量(liang)＜50μg/m³（薄(bao)膜(mo)材料(liao)要求） |
| 行业规(gui)范 | JC/T 2171-2013 | 建筑(zhu)用自洁玻璃耐候性(xing)测(ce)试(shi)（3000小时(shi)QUV） |
七、与环(huan)保(bao)领(ling)域(yu)其他金属靶材(cai)对比(bi)
| 靶材类(lei)型 | 优(you)势(shi) | 劣(lie)势(shi) | 典(dian)型(xing)应用场(chang)景(jing) |
| 钛靶 | 高(gao)光催化活性(xing)、超亲水性 | 紫外依赖性(xing)强(qiang) | 自(zi)清(qing)洁(jie)玻(bo)璃(li)、空气净化 |
| 氧化(hua)锌(xin)靶 | 可见(jian)光(guang)响(xiang)应（λ≤450nm） | 耐湿(shi)性差（易生(sheng)成(cheng)Zn(OH)₂） | 抗菌(jun)涂(tu)层(ceng)、UV屏(ping)蔽膜 |
| 氧化锡靶 | 导(dao)电(dian)性优（ITO薄(bao)膜(mo)） | 成(cheng)本高(gao)（含In） | 节(jie)能(neng)Low-E玻璃(li) |
| 银靶(ba) | 抗(kang)菌(jun)性强（Ag⁺释放） | 易硫化发黑 | 医疗(liao)设备(bei)抗菌玻(bo)璃(li) |
技术差(cha)异：
溅(jian)射(she)气(qi)氛：钛(tai)靶需通(tong)入(ru)O₂/N₂反应气(qi)体（比例(li)10-30%），而(er)氧(yang)化锌(xin)靶可(ke)直接溅射(she)。
膜(mo)层(ceng)厚度：TiO₂膜(mo)典(dian)型(xing)厚(hou)度(du)50-150nm，比氧化锡(xi)膜(mo)（200-300nm）更薄(bao)。
八、选(xuan)购方法与注意事项(xiang)
1、选(xuan)购决(jue)策树(shu)：
光(guang)催(cui)化效(xiao)率(lv)验证(zheng)：要求(qiu)提(ti)供第(di)三(san)方(fang)检测报告(gao)（按(an)ISO 10678标(biao)准）。
相(xiang)结(jie)构(gou)分析：XRD检测(ce)锐钛矿(kuang)相占比(bi)，至少＞65%。
均(jun)匀(yun)性(xing)测试：抽(chou)查(cha)靶材(cai)不同位(wei)置(zhi)溅(jian)射(she)膜(mo)层，厚度(du)偏(pian)差(cha)＜±5%。
环保认(ren)证：确(que)认RoHS、REACH合规性（尤(you)其限(xian)制(zhi)Cd、Pb等(deng)重金(jin)属）。
2、关(guan)键注(zhu)意(yi)事项：
杂质(zhi)控(kong)制：Fe含(han)量＞100ppm会显著降(jiang)低光催化活性。
镀(du)膜(mo)工(gong)艺匹配(pei)：需(xu)根据溅射设备(bei)（如(ru)线性(xing)阴极或(huo)旋转靶(ba)）选(xuan)择靶(ba)材(cai)尺(chi)寸(cun)（常(chang)见(jian)宽度(du)1-1.5m）。
维护(hu)保养(yang)：靶(ba)材使用(yong)后需氮气(qi)密封(feng)保(bao)存，防(fang)止(zhi)吸潮导(dao)致表(biao)面氧化(hua)。
失(shi)效(xiao)预警(jing)：当(dang)溅(jian)射速率(lv)下(xia)降30%或(huo)膜层(ceng)亲水性(xing)（接(jie)触(chu)角＞15°）时需(xu)更(geng)换靶(ba)材。
九、前沿趋(qu)势
宽(kuan)光谱响应(ying)：开(kai)发Ti-Nb-O合(he)金靶材，将光(guang)催化(hua)活性扩(kuo)展至(zhi)近红外（λ=800nm）。
智(zhi)能(neng)响应(ying)膜(mo)：TiO₂-WO₃复(fu)合靶(ba)材，实(shi)现(xian)湿(shi)度响(xiang)应型(xing)自(zi)清(qing)洁(jie)（湿(shi)度(du)＞80%时(shi)活(huo)性提(ti)升(sheng)3倍(bei)）。
回收技(ji)术：采用氢碎法(fa)回收废靶材(cai)，钛回收(shou)率＞95%，成(cheng)本降(jiang)低40%。
预(yu)计到2027年(nian)，全(quan)球自清洁(jie)玻(bo)璃(li)市(shi)场(chang)规模(mo)将达120亿美(mei)元(yuan)，核(he)心突(tu)破点在于开(kai)发(fa)无需紫(zi)外(wai)光激发(fa)的可(ke)见(jian)光驱动(dong)型(xing)钛靶材(cai)（如TiO₂/C₃N₄复合(he)靶），推(tui)动24小时持(chi)续自(zi)清洁(jie)技术(shu)落(luo)地(di)。
