BR112019002188B1

BR112019002188B1 - Forno que tem um substrato de vidro revestido de forma dielétrica que absorve a radiação eletromagnética e emite a radiação térmica

Info

Publication number: BR112019002188B1
Application number: BR112019002188-4A
Authority: BR
Inventors: Adam O'Ryan
Original assignee: Schott Gemtron Corp
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2022-11-22
Also published as: KR102345449B1; CN109788763B; KR20190062384A; JP2019527811A; BR112019002188A2; US11268704B2; CN109788763A; MX2019001461A; WO2018027034A1; JP6896075B2; US20190186754A1; EP3493683A4; EP3493683A1

Abstract

A presente revelação se refere a uma cavidade de forno com um substrato de vidro ou vidro-cerâmica revestido de forma dielétrica que absorve a radiação eletromagnética aumentando assim a temperatura do substrato e da composição de revestimento dielétrico e emite a radiação térmica para a cavidade do forno.

Description

ANTECEDENTES DA REVELAÇÃO 1. Campo da Revelação

[001] A presente invenção se refere a um forno com um substrato de vidro ou vidro-cerâmica revestido de forma dielétrica que absorve radiação eletromagnética e emite radiação térmica para a cavidade do forno.

2. Descrição da técnica relacionada

[002] Os fornos eletricamente aquecidos residenciais e os fornos de micro-ondas não criam uma temperatura homogênea dentro da cavidade do forno. A temperatura dentro de um forno aquecido eletricamente geralmente aumenta lentamente e varia dependendo da distância da fonte de calor. As micro-ondas não passam por todos os espaços dentro da cavidade do forno e nós quentes e frios são criados. Para melhorar a homogeneidade da temperatura, uma plataforma rotativa é usada para mover o conteúdo dentro da cavidade do forno ou um agitador de ondas é usado para dispersar as micro-ondas, mas os fornos raramente atingem as temperaturas necessárias para produzir reações de Maillard (caramelização em alimentos, por exemplo) e adicionais fontes de calor são normalmente necessárias para atingir as temperaturas dos fornos aquecidos eletricamente.

[003] As composições de revestimento foram aplicadas a substratos de vidro, tais como portas e janelas de fornos aquecidos eletricamente, para refletir o calor e melhorar a uniformidade da temperatura dentro da cavidade. No entanto, muitos substratos revestidos não refletem bem o calor e o calor passa através do vidro e escapa para o ambiente externo.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃO

[004] A presente invenção fornece um forno com um substrato de vidro ou vidro-cerâmica revestido de forma dielétrica que absorve radiação eletromagnética, preferivelmente com uma distribuição de comprimentos de onda estreitos, aumentando assim a temperatura do substrato e da composição de revestimento dielétrico. O substrato e a composição de revestimento dielétrico emitem então radiação térmica preferivelmente com uma distribuição de comprimentos de onda largos na cavidade do forno. A cavidade do forno pode ser rapidamente aquecida a uma temperatura substancialmente homogênea. Nós quentes e frios são minimizados ou eliminados e plataformas rotativas e fontes adicionais de calor não são necessárias.

[005] Algumas modalidades da presente revelação se destinam a um forno compreendendo uma cavidade fechada tendo múltiplas paredes, em que pelo menos uma parede compreende um substrato de vidro ou vidro-cerâmica; uma fonte de radiação eletromagnética preferivelmente tendo uma distribuição de comprimento de onda estreito; e uma composição de revestimento dielétrico aplicada ao substrato, em que a composição de revestimento dielétrico absorve a radiação eletromagnética, que aumenta a temperatura do substrato e da composição de revestimento dielétrico. O substrato e a composição de revestimento dielétrico então emitem radiação térmica preferivelmente tendo uma distribuição de comprimentos de onda largos na cavidade. A composição de revestimento dielétrico em algumas modalidades compreende um óxido de metal, um óxido de cerâmica ou uma combinação dos mesmos, em que o óxido de metal é opcionalmente dopado com um halogênio, um metal pós-transição ou uma combinação dos mesmos.

[006] A presente revelação também fornece um forno com uma fonte de radiação eletromagnética e uma composição de revestimento dielétrico aplicada ao substrato, em que o forno compreende uma cavidade fechada tendo múltiplas paredes, em que pelo menos uma parede compreende um substrato de vidro ou vidro-cerâmica; uma primeira camada de revestimento em pelo menos um lado do substrato; e uma segunda camada de revestimento no topo da primeira camada de revestimento ou no lado oposto do substrato como a primeira camada de revestimento. A primeira camada de revestimento pode compreender uma fonte de estanho, uma fonte de flúor e, opcionalmente, uma fonte de titânio, opcionalmente uma fonte de sílica, ou uma combinação das mesmas. A segunda camada de revestimento pode compreender uma fonte de estanho, uma fonte de flúor e, opcionalmente, uma fonte de cério, uma fonte de zircônio ou uma combinação das mesmas.

[007] A presente revelação também fornece um processo de preparação de um forno com uma fonte de radiação eletromagnética e uma composição de revestimento dielétrico aplicada ao substrato, compreendendo as etapas de: aquecer um substrato de vidro ou vidro-cerâmica não revestido a uma temperatura entre 1050 e 1200 °F (565 e 648 oC); e aplicar a composição de revestimento a pelo menos um lado do substrato não revestido.

[008] Os fornos da presente revelação podem ser utilizados em todas as aplicações residenciais, comerciais, laboratoriais e industriais para aumentar a temperatura do conteúdo do forno.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] A figura 1 ilustra um forno de micro-ondas do estado da técnica com nós quentes e frios.

[0010] A figura 2 ilustra a absorção e a radiação térmica na cavidade do forno em uma modalidade da presente revelação.

[0011] A figura 3 ilustra a absorção e a radiação térmica utilizando uma composição de revestimento dielétrico em uma modalidade da presente revelação.

[0012] A figura 4 ilustra uma modalidade da presente revelação em que uma composição de revestimento dielétrico é aplicada em ambos os lados do substrato.

[0013] A figura 5 é um desenho esquemático de um revestimento em camadas da presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA REVELAÇÃO

[0014] A Figura 1 ilustra um forno de micro-ondas do estado da técnica. Mesmo quando as paredes do forno são projetadas para refletir as micro-ondas, ainda haverá pontos frios ou áreas dentro da cavidade do forno onde o aquecimento não é tão eficiente quanto em qualquer outro lugar dentro da cavidade. Haverá pontos frios nos nós ou pontos baixos das micro-ondas que passam pela cavidade. Esses fornos frequentemente usam componentes como uma plataforma de alimentos rotativa ou um agitador de ondas para mover o conteúdo para os nós quentes ou para dispersar as micro-ondas. Esses componentes adicionam custo e complexidade ao forno e não necessariamente resolvem o problema subjacente de uma cavidade ineficiente aquecida.

[0015] A presente revelação proporciona um forno com um substrato de vidro ou vidro-cerâmica revestido de forma dielétrica. O substrato revestido absorve a radiação eletromagnética, de preferência tendo uma distribuição de comprimentos de onda estreitos, aumentando assim a temperatura do substrato e da composição de revestimento dielétrico, e emite radiação térmica, de preferência tendo uma distribuição de comprimentos de onda largos, na cavidade do forno. O substrato revestido, tal como uma parede da cavidade do forno revestido, independentemente da sua forma, pode ser quase instantaneamente e uniformemente aquecido. A composição de revestimento aquecida e o substrato aquecido emitem instantaneamente calor para a cavidade do forno, o que diminui o tempo necessário para aquecer o conteúdo dentro da cavidade até uma temperatura desejada. Componentes adicionais utilizados no estado da técnica para mover o conteúdo dentro do forno e para dispersar a radiação eletromagnética não são necessários. A figura 2 ilustra esta absorção e radiação térmica na cavidade do forno utilizando um substrato revestido da presente revelação. Embora um agitador de ondas seja mostrado na figura 2, como discutido acima, este não é necessário nos dispositivos da presente revelação.

[0016] O substrato revestido da presente revelação pode ter uma ou mais camadas de revestimento em um ou mais lados do substrato. Uma segunda camada de revestimento pode ser vantajosa porque a primeira camada de revestimento não absorverá necessariamente 100% da radiação eletromagnética e uma certa percentagem poderá transmitir através do substrato revestido. As camadas de revestimento adicionais absorverão a radiação eletromagnética transmitida que passa pela primeira camada de revestimento e emitirão essa radiação absorvida como calor para a cavidade do forno. Desta maneira, pode ser assegurado que 100% da radiação eletromagnética é absorvida e emitida como calor na cavidade do forno. Em algumas modalidades, a primeira camada de revestimento absorve pelo menos 80%, pelo menos 90% ou pelo menos 95% da radiação eletromagnética, e a segunda camada de revestimento absorve os restantes 20%, 10% ou 5%. As camadas de revestimento da presente invenção podem ser aplicadas por meio de deposição pirolítica, que não é reativa com a atmosfera ou produtos químicos, e não é afetada por altas temperaturas. Isso supera as limitações dos revestimentos pulverizados.

[0017] O uso do termo "vidro" na presente descrição deve ser entendido como incluindo vidro e vidro-cerâmica, incluindo, mas não se limitando a cal sodada, borossilicato e aluminossilicato de lítio. O termo "substrato" significa uma plataforma na qual os revestimentos aqui descritos podem ser aplicados. Os substratos da presente revelação não são limitados em forma. Os substratos podem ser planos, curvos, côncavos ou convexos, e podem ter dimensões retangulares, quadradas ou outras.

[0018] As composições de revestimento da presente revelação, pelo menos a camada de revestimento que toca o substrato, são pirolíticas porque estão quimicamente ligadas ao substrato ao compartilhar um átomo de oxigênio e se tornando parte da cadeia Si-O-X. Os revestimentos pirolíticos são "duros" e diferem dos revestimentos "macios", como a tinta que é aderida mecanicamente a um substrato. Os revestimentos pirolíticos, comparados aos revestimentos aderidos, têm uma resistência superior ao desgaste, não são facilmente removíveis e normalmente não exigem revestimentos de proteção.

[0019] Pelo menos a composição de revestimento da presente revelação que toca o substrato é dielétrica. Materiais dielétricos não aumentam de temperatura por oscilação com frequência. Os materiais dielétricos ficam atrás da frequência e este acúmulo de força, juntamente com um pouco de fricção, gera calor a uma taxa muito mais rápida em comparação com moléculas de água, por exemplo, que oscilam com frequência. Os revestimentos pirolíticos da presente revelação devem ser suficientes para ter esta acumulação de energia, resistência à força tentando movimentar o mesmo. A radiação eletromagnética do forno pode ter muitos comprimentos de onda diferentes, e a composição e as propriedades do revestimento dielétrico devem ser selecionadas de modo que a defasagem exista. Se o revestimento dielétrico oscila com a frequência em um comprimento de onda maior, por exemplo, o revestimento dielétrico não se aquecerá tão rapidamente. Se a frequência for muito alta, o revestimento dielétrico terá menos resposta e menos acúmulo de energia, e o revestimento dielétrico poderá aumentar menos rapidamente a temperatura. Em algumas modalidades da presente revelação, a radiação eletromagnética é radiação de micro-ondas. A radiação de micro-ondas deve fornecer um aquecimento rápido do revestimento dielétrico.

[0020] De um modo preferido, a radiação eletromagnética tem uma distribuição estreita de comprimento de onda e a composição de revestimento dielétrico emite radiação térmica com uma distribuição de comprimentos de onda largos. A distribuição do comprimento de onda é estreita, se mais de 50% da radiação estiver dentro de um intervalo de comprimento de onda de Ào - 0,05 Xo a Ào + 0,05 Ào, Ào sendo o comprimento de onda com a intensidade mais alta. 2,45 MHz é a frequência típica da radiação eletromagnética. O comprimento de onda é tipicamente 12,2 cm, o que tem uma variação mínima da fonte. Isso é estreito e a maior parte da radiação eletromagnética gerada é estreita. A distribuição do comprimento de onda é ampla, se menos de 50% da radiação estiver dentro de um intervalo de comprimento de onda de À0 - 0,25 À0 a À0 + 0,25 À0, sendo À0 o comprimento de onda com a intensidade mais alta. A distribuição de comprimentos de onda largos é, por exemplo, de 1.000 a 15.000 nm ou 1.000 a 21.000 nm. Há pouca influência após 21.000 nm. O pico do comprimento de onda está relacionado com a temperatura, mas cerca de 90% da radiação térmica emitida é muito ampla. Por exemplo, um pico a 3.500 nm tem uma distribuição de cerca de 1.000 a 15.000 nm.

[0021] As composições de revestimento da presente revelação, pelo menos o revestimento que toca o substrato, são revestimentos dielétricos que possuem condutividade. A composição química, a espessura e outras propriedades das composições de revestimento devem ser selecionadas para se acoplarem com a radiação eletromagnética, de modo a aumentar a temperatura de forma lenta ou rápida, conforme desejado. Além disso, os parâmetros operacionais do forno, como o ciclo de liga/desliga da radiação eletromagnética, a frequência, o comprimento de onda e a potência da radiação eletromagnética devem ser considerados. Dispositivos de estado sólido com saídas de energia variáveis também podem ser usados. As propriedades do substrato revestido e do forno devem ser equilibradas para evitar a dissipação de temperaturas que poderiam derreter o vidro e causar choque térmico, que poderia quebrar o vidro.

[0022] A condutividade é tipicamente medida em ohms/quadrado. Em algumas modalidades da presente revelação, a condutividade do substrato revestido é de 1 a 100, de 35 a 65, de 1 a 50 ou de 51 a 100 ohms/quadrado.

[0023] A figura 3 ilustra a conversão da radiação eletromagnética em radiação térmica utilizando uma composição de revestimento dielétrico. Quando a radiação eletromagnética atinge a composição de revestimento dielétrico, parte da radiação eletromagnética é refletida de volta para a cavidade e algumas passagens através da composição de revestimento dielétrico. A maior parte da radiação eletromagnética é, no entanto, absorvida pela composição de revestimento dielétrico e a radiação térmica é emitida para a cavidade. Composições adicionais de revestimento dielétrico podem ser utilizadas para converter a radiação eletromagnética que transmite através da primeira composição de revestimento dielétrico.

[0024] A figura 4 ilustra uma modalidade da presente revelação em que uma composição de revestimento dielétrico é aplicada em ambos os lados do substrato. Nesta modalidade, a segunda composição de revestimento dielétrico interage com a radiação eletromagnética que passou através da primeira composição de revestimento, e absorve a radiação eletromagnética que também aumenta a temperatura do substrato e da composição de revestimento dielétrico e emite radiação térmica na cavidade.

[0025] Uma ou mais camadas de composição de revestimento podem ser aplicadas a cada lado do substrato conforme desejado. Similarmente, uma porta ou uma ou mais paredes da cavidade do forno podem incluir um substrato revestido. Em algumas modalidades, a composição de revestimento não está em uma porta. Em algumas modalidades, o substrato é um material de um vidro ou vidro-cerâmica com uma espessura de 1 a 10 mm ou 2 a 5 mm. Em algumas modalidades, a espessura da composição de revestimento é 20 a 400 ou 70 a 120 nm para cada lado do substrato, ou quaisquer sub-intervalos entre eles. A porta e cada parede do forno podem ter um substrato diferente e uma composição de revestimento diferente.

[0026] Manipular o número de camadas de revestimento, a espessura e a composição afeta os comprimentos de onda da luz que são refletidos. As camadas de revestimento podem ser selecionadas para absorver radiação eletromagnética na faixa de 1.000 a 5.000 nm para aplicações de alta temperatura, como cozimento e autolimpeza, e permite otimização na faixa de 5.000 a 21.000 nm. A espessura total das camadas de revestimento combinadas, por lado do substrato de vidro, deve ser de 500 nm ou menos e, de um modo preferido, de 350 nm ou menos, incluindo quaisquer sub-intervalos das mesmas. A espessura combinada total das camadas de revestimento em ambos os lados do substrato de vidro é assim de 1.000 nm ou menos, preferencialmente 700 nm ou menos, incluindo quaisquer sub-intervalos dos mesmos. Em outra modalidade, a espessura combinada das camadas de revestimento em cada lado do substrato de vidro é de 120 nm ou menos, incluindo quaisquer sub-intervalos das mesmas. Camadas individuais de revestimento podem ter espessuras variadas, desde 20 a 200 nm, 150 a 200 nm, 50 a 120 nm ou 90 a 120 nm, incluindo quaisquer sub-intervalos das mesmas.

[0027] Com referência à figura 5, um substrato de vidro 10 é revestido com uma primeira composição de revestimento ou sub-camada 20, uma segunda composição de revestimento opcional 30 e uma terceira composição de revestimento opcional ou camada superior 40. O substrato de vidro 10 pode ser usado em uma porta ou parede para um forno de micro-ondas, tal como a parede superior, inferior, esquerda, direita ou traseira, embora a presente revelação não esteja limitada a estas aplicações. A sub-camada 20 e as segunda e terceira composições opcionais de revestimento 30, 40 podem ser aplicadas a um ou ambos os lados do substrato 10 da maneira aqui descrita. As composições e propriedades de todas as camadas e do forno são selecionadas de modo a que as composições de revestimento se juntem com radiação eletromagnética para aquecer a composição de revestimento e o substrato que por sua vez aquece a cavidade do forno.

[0028] Uma primeira composição de revestimento dielétrico pode ser utilizada para a composição de revestimento ou sub-camada 20, que pode ser a única camada de revestimento aplicada a qualquer lado do substrato. Uma ou mais composições de revestimento que são iguais ou diferentes podem ser aplicadas a cada lado do substrato, ou a apenas um lado do substrato. A composição de revestimento dielétrico em algumas modalidades compreende, sem limitação, um óxido de metal, um óxido de cerâmica ou uma combinação dos mesmos. Os óxidos metálicos podem ser selecionados sem limitação de estanho (Sn), titânio (Ti, incluindo todos os estados de oxidação de titânio), silício (Si), cério (Ce), zircônio (Zr) e combinações dos mesmos. Óxidos de estanho adequados podem ser óxidos de estanho de monobutila, dibutila, dioctila e combinações dos mesmos. Outros óxidos de estanho com carbonos de cadeia linear também podem ser adequados. Os óxidos cerâmicos podem ser selecionados sem limitação de zircônio VI, cério III e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, a quantidade de óxido de metal, óxido cerâmico ou combinação dos mesmos é de 1 a 50 ou de 10 a 20 por cento em peso da composição de revestimento, incluindo quaisquer suas sub- intervalos das mesmas.

[0029] As composições de revestimento podem incluir óxidos metálicos na sua forma pura, não dopada, ou óxidos metálicos dopados. Os dopantes adequados incluem, para exemplos não limitativos, halogênios, metais pós-transição e combinações dos mesmos. O halogênio pode ser selecionado sem limitação de flúor, cloro, iodo e combinações dos mesmos. O metal pós-transição pode ser selecionado sem limitação de estanho, índio, germânio e combinações dos mesmos. A quantidade do dopante pode ser, por exemplo, 0,1 a 40 ou 5 a 20 por cento em peso da composição de revestimento, incluindo quaisquer sub-intervalos dos mesmos. Em uma modalidade particular, a composição de revestimento compreende um óxido de estanho dopado com flúor e uma fonte opcional de titânio, uma fonte opcional de sílica, ou uma combinação das mesmas.

[0030] O halogênio pode ser qualquer composto que seja miscível com o óxido de metal e os outros componentes na composição de revestimento. Em uma modalidade, o halogênio é um composto de flúor, tal como um ácido carboxílico com um grupo fluoreto. Um exemplo adequado é o ácido trifluoroacético. O halogênio pode estar presente em uma quantidade de 5 a 30 por cento em peso da composição de revestimento, incluindo qualquer sub-intervalo da mesma.

[0031] As composições de revestimento podem opcionalmente incluir uma fonte de titânio, sílica, ou uma combinação das mesmas, tal como em uma modalidade, um óxido de titânio orgânico. Um exemplo adequado é o isopropóxido de titânio. Estas fontes opcionais de titânio e sílica podem estar presentes em uma quantidade de 2 a 15 por cento em peso da composição de revestimento, incluindo quaisquer sub-intervalos das mesmas.

[0032] Um solvente pode ser um componente da composição de revestimento. Em uma modalidade, o solvente é um hidrocarboneto de cadeia linear ou ramificada, tal como etanol. Cada um dos compostos presentes na composição de revestimento deve ser selecionado de modo a que não haja separação de fases na composição de revestimento. Não deve haver partículas sólidas na composição de revestimento, nem deve a composição de revestimento se separar em duas ou mais fases líquidas distintas, como seria o caso em uma emulsão.

[0033] O substrato pode ser feito de qualquer material de vidro ou vidro-cerâmica. Exemplos específicos podem incluir, mas não estão limitados a cal sodada, borossilicato, aluminossilicato de lítio e combinações dos mesmos. Um processo adequado para aplicar a composição de revestimento ao substrato é o seguinte. O substrato é aquecido a uma temperatura de 1050 °F a 1200 °F (565 e 648 oC). A composição de revestimento é depois, pulverizada ou, de outro modo, aplicada ao substrato aquecido. Neste método, a composição de revestimento é formada via pirólise. O calor do substrato de vidro queima os componentes voláteis da composição de revestimento (por exemplo, o solvente, etanol). Outros processos podem ser utilizados para aplicar as composições de revestimento ao substrato, tal como deposição química de vapor.

[0034] É possível aplicar uma ou mais composições de revestimento ao substrato, tal como formar a sub-camada 20, a segunda camada 30 e a camada superior 40 como ilustrado na figura 5. As composições de revestimento podem ter composições ou propriedades iguais ou diferentes. Em algumas modalidades, existem duas composições de revestimento aplicadas a um ou mais lados do substrato e a composição de revestimento de topo está livre de quaisquer fontes de titânio e sílica. Isto assegura que a composição de revestimento de topo tenha um índice de refracção mais baixo do que a composição de revestimento de base.

[0035] O óxido de metal na composição de revestimento topo/segunda, se presente, pode ser o mesmo ou semelhante ao da composição de revestimento base/primeira, tal como um óxido de estanho. Um exemplo adequado é o tricloreto de monobutil-estanho. A fonte de estanho pode estar presente na segunda composição em uma quantidade de 15 a 50 por cento em peso da composição de revestimento.

[0036] O halogênio na composição de revestimento topo/segunda pode ser o mesmo ou semelhante à composição base/primeira. Em uma modalidade, o halogênio é uma fonte de flúor, tal como um ácido carboxílico com um grupo fluoreto. A fonte de flúor na composição de revestimento topo/segunda também pode ser um fluoreto inorgânico. Um exemplo adequado é o ácido fluorídrico. O halogênio na segunda composição de revestimento pode estar presente em uma quantidade de 2 a 15 por cento em peso da composição de revestimento.

[0037] Tal como com a composição de revestimento base/primeira, o solvente para a composição de revestimento topo/segunda pode ser um hidrocarboneto de cadeia linear ou ramificada, tal como etanol. Em uma modalidade, o solvente na composição de revestimento topo/segunda pode ser água. O solvente na composição de revestimento topo/segunda pode perfazer o restante da composição de revestimento topo/segunda. Tal como com a composição de revestimento base/primeira, os componentes da composição de revestimento topo/segunda devem ser selecionados de modo que sejam miscíveis entre si, não induzam nenhum precipitado e não induzam qualquer separação de fases.

[0038] A composição de revestimento base/primeira pode ter um índice de refração mais elevado do que a composição de revestimento topo/segunda. A razão de índices de refração pode ser tal que ns/nt = 1,05 a 1,35, em que ns é o índice de refração da composição de revestimento base/primeira e nt é o índice de refração da composição de revestimento topo/segunda.

[0039] A composição de revestimento topo/segunda pode ser aplicada da mesma maneira ou de maneira diferente e sob as mesmas ou diferentes condições que a composição de revestimento base/primeira. Como a pirólise da composição de revestimento base/primeira é quase instantânea, a composição de revestimento topo/segunda pode ser aplicada quase imediatamente após a composição de revestimento base/primeira. Pode também haver uma breve pausa entre a aplicação das duas composições de revestimento, em que o substrato é reaquecido, se necessário, para o intervalo de temperatura desejado. Os compostos nas primeira e segunda composições de revestimento podem ser alterados depois de serem aplicados ao substrato e sofrerem pirólise. Por exemplo, a fonte de titânio em cada uma das primeira e segunda composições de revestimento pode reagir com o oxigênio ambiente às temperaturas elevadas presentes durante a aplicação para formar dióxido de titânio em uma ou ambas as primeira ou segunda composições de revestimento. Contudo, além do solvente, que irá evaporar, a primeira ou a segunda composição de revestimento reterá as fontes de óxido de metal, halogênio e titânio e sílica, em uma forma alterada.

[0040] Como mostrado na figura 5, a composição de revestimento base/primeira 20 é aplicada diretamente a ambos os lados do substrato 10. Contudo, a presente invenção contempla que pode existir uma camada intermediária (não mostrada na figura 5) entre o substrato 10 e a composição de revestimento base/primeira 20. Esta camada intermédia pode melhorar a aparência, resistência ou outras propriedades do substrato 10. A camada intermediária pode ser feita de um material tal como, sem limitação, óxido de estanho, dióxido de silício ou dióxido de titânio.

[0041] Sem estar limitado pela teoria, acredita-se que a fonte de titânio, se presente na primeira composição de revestimento, altera o índice de refração da primeira composição de revestimento e proporciona também propriedades que refletem o calor. Ao criar um revestimento reflexivo pirolítico com um índice de refração ajustado (através do uso de titânio, por exemplo), melhorias nos comprimentos de onda de luz refletida de 1000 nm a 3000 nm podem ser direcionadas. Essas superfícies refletivas infravermelhas podem melhorar o desempenho geral e fornecer um efeito antirreflexivo para alguns comprimentos de onda da luz visível. A fonte de titânio, depositada piroliticamente em conjunto com o óxido de metal, não é reativa com a atmosfera ou produtos químicos adicionais. Ela contribui para o desempenho geral do revestimento de multicamadas em substratos de vidro e cerâmica de vidro usados em aplicações refletivas de calor. Os revestimentos multicamadas existentes podem empregar materiais com índices idênticos de refração, que não mostram bons resultados para reflexão de calor.

[0042] Os substratos revestidos da presente revelação podem ser utilizados em aplicações onde a reflexão de comprimentos de onda de 700 a 21.000 nanômetros pode ser vantajosa. Como discutido anteriormente, uma aplicação deste tipo seria em fornos residenciais e comerciais ou outros aparelhos de aquecimento operando na faixa de 245 °C a 500 °C com substratos de vidro, usados como janelas ou portas. Os substratos da presente revelação também podem ser utilizados em fornos ou aparelhos de aquecimento operando na faixa acima de 500 °C, com substratos de vidro de baixa expansão, usados como janelas ou vidros de locais.

[0043] Embora a presente descrição tenha sido descrita com referência a uma ou mais modalidades particulares, será entendido pelos técnicos no assunto que podem ser feitas várias alterações e os equivalentes podem ser substituídos por elementos da mesma sem se afastarem do seu escopo. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da revelação sem se afastar do escopo da mesma. Por conseguinte, pretende-se que a revelação não seja limitada à(s) modalidade(s) particular(es) divulgada(s) como o melhor modo contemplado para realizar esta revelação. Os intervalos aqui divulgados incluem todos os sub-intervalos entre eles.

Claims

1. Forno caracterizado pelo fato de compreender: uma cavidade fechada tendo múltiplas paredes, em que pelo menos uma parede compreende um substrato de vidro ou vidro-cerâmica; uma fonte de radiação eletromagnética; e uma composição de revestimento dielétrico aplicada ao substrato, em que a composição de revestimento dielétrico é ligada quimicamente ao substrato e compartilha um átomo de oxigênio, em que a composição de revestimento dielétrico absorve a radiação eletromagnética, aumentando assim a temperatura do substrato e da composição de revestimento dielétrico, e em que a composição de revestimento dielétrico emite radiação térmica com uma ampla distribuição de comprimento de onda na cavidade.

2. Forno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de revestimento dielétrico compreende um óxido de metal, um óxido de cerâmica ou uma combinação dos mesmos.

3. Forno, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o óxido de metal está presente e dopado com um halogênio, um metal pós-transição ou uma combinação dos mesmos.

4. Forno, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o óxido de metal está presente e compreende um óxido de estanho, um óxido de titânio, um óxido de silício, um óxido de cério, um óxido de zircônio ou quaisquer combinações dos mesmos.

5. Forno, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o óxido cerâmico está presente e compreende zircônio VI, cério III ou uma combinação dos mesmos.

6. Forno, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o óxido de metal está presente e dopado com um halogênio, e em que o halogênio compreende flúor, cloro, iodo ou quaisquer combinações dos mesmos.

7. Forno, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o metal pós-transição compreende estanho, índio, germânio ou uma combinação dos mesmos.

8. Forno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de revestimento dielétrico consiste em um óxido de estanho dopado com flúor.

9. Forno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de revestimento dielétrico compreende uma primeira camada de revestimento e uma segunda camada de revestimento, em que a primeira camada de revestimento é fornecida sobre o substrato de vidro ou vidro-cerâmica e a segunda camada de revestimento é fornecida sobre a primeira camada, em que a primeira camada de revestimento compreende um óxido de estanho dopado com flúor e uma fonte de titânio, uma fonte de sílica ou uma combinação das mesmas, e em que a segunda camada de revestimento compreende um óxido de estanho dopado com flúor.

10. Forno, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a segunda camada de revestimento é isenta de uma fonte de titânio.

11. Forno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a radiação eletromagnética é radiação de micro-ondas.

12. Forno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o forno é um forno de microondas.