CN101421432A - 用于光学涂层的具有增强的抗腐蚀性和抗划伤性的防护层 - Google Patents

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Abstract

将可氧化的金属硅化物或金属铝化物用作光学涂层的外层中的一层以提供抗腐蚀和抗划伤的阻挡层。所述层初始地以未氧化的或部分氧化的状态沉积。在该化学状态下，所述层对下面的层提供了腐蚀防护。所述金属化合物或金属间化合物层具有大于大多数金属的硬度性质，并因此提供显著的划伤防护。

Description

用于光学涂层的具有增强的抗腐蚀性和抗划伤性的防护层
本申请要求2003年12月18日申请的美国临时申请60/530,244的权益。
技术领域
本发明一般地说涉及施加至在各种基底上的光学涂层上面的外防护层，更具体地说涉及用于光学涂层的防护层，其为下面的层提供增强的腐蚀防护和划伤防护。特别地，本发明涉及可氧化的硅化物和金属间化合物例如铝化物作为光学涂层的外层的用途。
背景技术
可以在透明基底上沉积低发射率的光学涂层或包含反射红外线的金属的光学涂层以降低入射到基底上的一些或者所有红外辐射的透射。已经发现抗反射的薄银涂层反射高比例的红外辐射但允许可见光通过。这些理想的性质已经使得抗反射的银涂布的基底用于各种应用，例如窗户玻璃，其中涂层改善了窗户的热绝缘。美国专利第4,749,397号和4,995,895号描述了低发射率的银涂层。目前在门窗设计市场中销售真空沉积的包含银的低发射率涂层。
美国专利第4,995,895号教导了使用可氧化的金属作为用于防护可回火的低-e涂层的雾度降低的外涂层。该专利旨在降低由暴露于600℃以上的温度下而导致的雾度的方法。
金属、金属合金和金属氧化物涂层已经应用于低发射率的银涂层以改善涂布的物体的性质。美国专利第4,995,895号描述了作为施加到玻璃基底上的所有层的最外层而沉积的金属或金属合金层。该金属或金属合金层被氧化并且用作抗反射涂层。美国专利第4,749,397号描述了作为抗反射层沉积金属氧化物层的方法。在抗反射层之间夹入银层最优化了光透射。
不利地是，在装运和处理期间，划伤、暴露于腐蚀环境下和在热处理或弯曲期间的热损伤经常会损伤光学涂层。基于银的低发射率涂层特别容易受到腐蚀问题的影响。现在使用的大多数低发射率的叠层在低发射率的薄膜叠层中或之上使用阻挡层来减少这些问题。薄膜阻挡层用来从水蒸汽、氧气或其它流体中降低银层的腐蚀。如果它们形成外层，由于其硬度或通过降低摩擦，它们会降低来自低发射率叠层物理划伤的损伤。
目前使用纯金属作为可氧化的抗腐蚀和抗划伤层。已知金属层由于其能够在物理上和化学上抑制扩散而成为有效的阻挡层。如果该层是无孔的，则物理上的扩散被阻塞。
如果由于层中存在缺陷而有流体通过时，金属化合物层还可以通过与氧气或水反应而化学地阻塞扩散，从而阻止所有化学结合的流体分子的运动。该反应过程不仅阻止了流体的运动，而且当时附着在针孔壁上的流体分子可能会物理地阻塞随后分子的运动。反应性更高的金属化合物对于化学阻塞是特别有效的。通常，金属不如金属化合物或者金属与金属化合物的混合物的硬度大并且在划伤防护方面也不起作用。通常通过使用沉积到光学叠层空气侧上的碳或金属氧化物层来实现划伤防护。
已经使用溅射的碳防护层来提供划伤防护，但是仅提供了非常少的腐蚀防护。另外，碳只能在400℃以上的温度下氧化。
已经使用可氧化的化学计量的金属氮化物作为防腐蚀和抗划伤层。与碳相似，化学计量的金属氮化物只在高温下氧化并且提供了良好的划伤防护但是很少的腐蚀防护。
回火可以减少与基于银的低发射率涂层有关的腐蚀问题。回火可以导致原子级的重构至更低能量状态并且可以使银更不易腐蚀。回火还可以提高光学涂层的硬度和抗划伤性。但是，在回火这些光学涂层以前，这些涂层特别容易受到划伤和腐蚀的损伤。在可能引起划伤生长和扩大的对涂层加热以及回火以前，光学涂层中的划伤经常是不可见的。
因此，本领域需要具有足够硬度和耐用性的防护层以降低腐蚀和划伤同时允许可见光透射。
本发明的不同实施方式的目的是实现上述本领域中的需要，和/或一旦给出下面的公开内容对于本领域技术人员将变得明显的其它需要。
发明内容
本发明的主要目的是通过给防护层提供足够的硬度和耐用性以降低来自腐蚀和划伤的损伤同时允许可见光透射来克服上述现有技术的缺陷。
本发明的另一个目的是制备防护层，其在对光学涂层的性能或外观最小改变的情况下基本上降低腐蚀和划伤。防护层还必须在最小的破裂下应用于光学涂层工艺。
本发明通过使用可氧化的金属化合物或者金属与金属化合物的共沉积混合物作为光学涂层的外层中的一层来提供抗腐蚀和抗划伤阻挡层而实现了上述目的。该层初始地以主要是未氧化或未氮化的状态沉积。在这种化学状态下，该层对下面的层提供了腐蚀防护。该层还具有大于大多数金属的硬度性质，因此提供显著的划伤防护。
下面将参照附图详细地说明本发明的其它特征和优点，以及本发明优选实施方式的结构和组成。
附图说明
参照下面的附图将详细地说明本发明的优选实施方式。这些附图旨在解释本发明的各种实施方式并且不打算以任何方式限制本发明。
图1显示了ZrSi2抗腐蚀和划伤层的数据。ZrSi2在氩气氛下以14.875×4.75英寸的矩形ZrSi2化合物靶溅射。
图2显示了Ti3Al抗腐蚀和划伤表面涂层的数据。
图3是具有抗腐蚀和划伤表面涂层的可回火的低-e叠层的图。
图4是具有抗腐蚀和划伤表面涂层的双银层可回火的低-e叠层的图。
图5-7是具有抗腐蚀和划伤表面涂层的低-e叠层的图。
图8显示由Scotch Brite test 200次笔划后，玻璃上没有抗腐蚀和划伤表面涂层的单银层可回火的低-e涂层的照片。
图9表示由Scotch Brite test 200次笔划后，玻璃上具有ZrSi共溅射的抗腐蚀和划伤表面涂层的单银层可回火的低-e涂层的照片。
具体实施方式
本发明提供了抗腐蚀和划伤的防护涂层，其作为沉积在含银薄膜光学涂层的空气接触面上的光学涂层上的外层以抑制光学涂层上划伤的形成及其腐蚀。
透明基底是优选的，并且可以是任何阻热的透明材料。优选地，透明基底是可以通过加热和淬火来回火的玻璃。
防护涂层涉及使用金属化合物，例如硅化物或金属间化合物、金属和硅化物的混合物或者金属和金属间化合物的混合物，其能够化学反应成非吸收性氧化物。划伤和腐蚀防护层可以介于3-10纳米(nm)厚并且优选介于3-6nm厚之间。通常，当以金属化合物存在时比其转化成氧化物后，对腐蚀的防护更好。在任一状态下抗划伤性可能是高的。防护涂层可能在热处理后导致更高的雾度。
金属化合物层任选地是光学吸收的并且适合用于需要更低透射的低-e叠层或者用于将防护层热氧化成透明氧化物的热处理涂层。
如果将金属暴露到例如热的能量源或者比空气化学反应性更强的环境下，发生氧化过程。因此，如果在氧化性气氛中加热薄膜叠层(例如可热处理的或者可弯曲的低发射率涂层)，可以使用更厚的金属化合物层。厚度可以从3-10nm。厚度越大产生更好的腐蚀和划伤防护。沉积厚度大于3nm的金属化合物层，以使在热处理之前该层提供有效的腐蚀阻挡。为了在热处理之前提供有效的划伤防护，优选沉积厚度为4nm或以上的金属化合物。为了保证在热处理过程期间将金属化合物层完全氧化，优选将该层沉积成厚度为8nm或以下，更优选6nm或以下。当金属化合物层被完全氧化时，它对吸收具有很小的影响，但是可能具有小的光学干涉效应。
合适的可氧化的金属化合物和金属间化合物包括硅化物和铝化物。这些金属间化合物的金属部分可以是：铬、铁、钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、铁、镍、和/或铝。金属化合物的非金属部分可以是硅。在优选的实施方式中，化合物的金属部分是锆。可以略微掺杂氮(0-30原子％)或氧(0-30原子％)的金属化合物。金属化合物以未氧化的或者部分氧化的或氮化的状态沉积在光学涂层上。用氧或氮掺杂改善了由该层提供的抗划伤性，但是掺杂大约20原子％以上可能降低抗腐蚀性。
可以使用任何合适的方法或方法的组合来在光学叠层中沉积划伤和腐蚀防护层。这些方法包括但不局限于蒸发(热或电子束)、液相热解、化学气相沉积、真空沉积和溅射(例如磁控溅射)以及共溅射。使用不同的技术可以沉积不同的层。
可以通过加热至在400-700℃范围内的温度，接着淬火至室温来热处理低-e结构或含银的薄膜叠层。可以通过加热至低于银熔点960℃的温度，接着淬火至室温来热处理包括银层的光学涂层。举例来说，可以通过加热至大约730℃的温度几分钟，接着淬火来热处理包括银层的低发射率光学涂层。优选地，在至少550℃的温度下热处理玻璃和光学涂层。
根据本发明的金属化合物防护层可以在未氧化或部分氧化或氮化的状态下沉积到任何合适的光学叠层上以提高抗腐蚀和划伤性。图3-7提供了合适的光学叠层的实例。如美国专利第4,995,895和4,749,397所示，光学叠层中各种层的组合在本领域是公知的。光学叠层优选包括至少一层银层、至少一层在溅射过程期间保护银层的阻挡层、以及任选地至少一层在热处理期间防止银层氧化的阻滞(blocker)、阻挡或牺牲层(sacrificial layer)。在本发明优选的实施方式中，光学叠层包括TiO2、NiCrOx、TiO2、Ag、NiCr、Ag、NiCrOx和SiAlNx层(Szczyrbowski，J.，等，Temperable Low Emissivity CoatingBased on Twin Magnetron Sputtered TiO2 and Si3N4，Society of VacuumCoaters，第141-146页，1999年)，防护层由例如硅化锆的金属化合物组成。本领域技术人员理解为了提高或改变叠层的性质，可以排列并改变叠层中的各层。
光学叠层中的上述各层组成了可以提供在玻璃基底上的日照控制涂层(solar control coating)(例如低-E或低发射率型涂层)。可以在基底上重复叠层一次或多次。还可以在上述层的上面或下面提供其它的层。因此，当层系统或涂层位于基底上面或者由基底支撑(直接或间接)时，可以在其间提供其它的层。另外，在不背离本发明的总体精神下，在某些实施方式中可以去除涂层的某些层，而在本发明的其它实施方式中可以添加其它层。
本说明书中使用的语言“沉积到……上面”或者“在……上面沉积”意指直接或间接地在参考层上施加物质。在基底和参考层之间可以施加其它层。
根据本发明不同实施方式的涂布的物品可以用于建筑窗户(例如IG单元)、汽车窗户、或者任何其它合适的应用范围中。在本发明的不同实施方式中可以热处理或不热处理在此的涂布的物品。
某些术语在玻璃涂层领域，特别是当定义涂布的玻璃的性质和日照操作特性时普遍使用。本文根据它们熟知的意义使用这些术语。举例来说，本文使用：
反射的可见光波长的光的强度，即“反射比”由其百分数定义并且以RxY或Rx记录(即RY值指适光反射比(photopic reflectance)或者在TY的情形中为适光透射比)，其中“X”对于玻璃侧是“G”，或者对于薄膜侧是“F”。“玻璃侧”(即“G”)意指从与有涂层的玻璃基底相对侧观察，而“薄膜侧”(即“F”)意指从有涂层的玻璃基底侧观察。
本文使用CIE LAB1976a*，b*坐标和标度(即CIE1976a*b*图，III.CIE-C2度观察者)测量并报道彩色特性，其中：
L*是(CIE1976)亮度单位
a*是(CIE1976)红绿单位
b*是(CIE1976)黄蓝单位。
可以等价地使用其它相似的坐标，例如通过下标“h”表示传统地利用Hunter方法(或单位)III.C，100观察者，或者CIE LUV u*v*坐标。本文中根据下列文献定义这些标度：ASTM E-308-95增补的ASTM D-2244-93“Standard Test Method for Calculation of ColorDifferences From Instrumentally Measured Color Coordinates”，1993年9月15日；Arnnual Book of ASTM Standards，第06.01卷，“StandardMethod for Computing the Colors of Objects by 10 Using the CIESystem＂”和/或如同在IES LIGHTING HANDBOOK 1981 ReferenceVolume中报道。
术语“发射率”(或发射度)和“透射比”在本领域中很好理解，并且本文根据其熟知的意义使用。因此，举例来说，术语“透射比”意指太阳能透射比，由可见光透射比(TY或Tvis)、红外能量透射比(TIR)和紫外光透射比(TUV)组成。总的太阳能透射比(TS或Tsolar)可以作为这些其它值的加权平均来表征。至于这些透射比，可见光透射比对于建筑用途由the Standard Illuminant C，2 degree technique来表征，而可见光透射比对于汽车用途由the Standard III.A2 degree technique来表征(对于这些技术，例如参见ASTM E-308-95，引入本文作参考)。对于发射率，使用特定的红外范围(即2,500-40,000nm)。在本文要求优先权的上述临时申请中可以找到计算/测量任何和/或所有上述参数的各种标准。
术语Rsolar指太阳能反射比(本文中指玻璃侧)，并且是IR反射比、可见光反射比和UV反射比的加权平均。对于汽车应用，可以根据公知的DIN 410和ISO 13837(1998年12月)第22页表1计算，并且对于建筑应用根据已知的ASHRAE 142标准计算，两个标准均引入本文作参考。
“雾度”定义如下。在许多方向散射的光引起对比度损失。本文根据ASTM D 1003定义术语“雾度”，其定义雾度为在穿透中平均偏离入射光束大于2.5度的光的百分数。本文中可以通过Byk Gardner雾度计测量“雾度”(本文中的所有雾度值通过这种雾度计测量并且以散射光的百分数给出)。
“发射率”(或发射度)(E)是在给定波长下对光的吸收和反射的测量或特性。它通常由公式：E＝1-反射比薄膜来表示。
对于建筑应用，发射率值在红外光谱所谓的“中红外范围”，有时也称作“远红外范围”，即2,500-40,000nm内变得十分重要，如下面引用的Lawrence Berkeley Laboratories的WINDOW 4.1程序，LBL-35298(1994)所指定。因此本文使用的术语“发射率”用来指在如标题为“Standard Test Method for Measuring and CalculatingEmittance of Architectural Flat Glass Products Using RadiometricMeasurements”的ASTM标准E 1585-93所指定的该红外范围中测量的发射率值。该标准及其条款引入本文作参考。在该标准中，发射率以半球发射率(Eh)和标准发射率(En)记录。
用于测量所述发射率值测定的实际数据的累加是常规的并且举例来说可以使用配备了“VW”附件的Beckman 4260型分光光度计(Beckman Scientific Inst.Corp.)来进行。该分光光度计测量与波长相对的反射比，并且从中使用上述ASTM标准1585-93计算发射率。
本文使用的另一个术语是“薄层电阻(sheet resistance)”。薄层电阻(Rs)是本领域熟知的术语，并且根据其熟知的意义使用。本文以每平方单位欧姆来记录。一般而言，该术语指对于穿过层系统的电流，在玻璃基底上任一平方层系统的电阻(单位欧姆)。薄层电阻是层或层系统能如何反射红外能量的表示，因此通常与发射率一起用作该特性的度量。举例来说，可以使用4-点探针欧姆计(4-point probeohmmeter)，例如由Santa Clara，Calif的Signatone Corp.生产的具有Magnetron Instruments Corp.探头的M-800型分配的4-点电阻率探针常规测定“薄层电阻”。
本文使用的“化学耐用性”或“化学耐用的”与本领域术语“化学耐性”或“化学稳定性”同义。由浸渍试验测定化学耐用性，其中将2＂×5＂或2＂×2＂的涂布的玻璃基底浸渍入约36℃的大约500毫升包含4.05％ NaCl和1.5％ H2O2的溶液中20分钟。
本文使用的“机械耐用性”由下面的试验定义。试验使用Erichsen494型刷涂试验机(brush tester)和Scotch Brite 7448研磨剂(由粘附到矩形垫纤维上的SiC粗砂制成)，其中使用标准重量的刷子或者改进的夹刷器(brush holder)来保持研磨剂相对于样品。使用刷子或夹刷器进行100-500次干或湿划。以三种方式测量划伤引起的损伤：发射率的变化、Δ雾度和薄膜侧反射比的ΔE。该试验可以与浸渍试验或者热处理结合以使划伤更明显。在样品上负载135克下，使用200次干划产生良好的结果。如果需要，可以降低划的次数或者可以使用侵蚀性不太大的研磨剂。根据样品之间所需的区分水平，可以调节负载和/或划的次数是这个试验的优点之一。为了更好地划分等级，可以进行更侵蚀性的试验。可以在规定的时期内测量相同薄膜的多个样品来检查试验的可重复性。
本文使用的术语“热处理”、“热处理的”意指将物品加热至足以使包括玻璃的物品能够热回火、弯曲或者热增强的温度。举例来说，该定义包括将涂布的物品加热到至少大约1100华氏度的温度(即从大约550摄氏度至700摄氏度的温度)下足够长的时间以能够回火、热增强或弯曲。
术语表
除非另有说明，下面所列的术语在本说明书中打算具有下面的意义。
Ag                  银
TiO2                二氧化钛
NiCrOx              包含氧化镍和氧化铬的合金或混合物。氧化态可以从化
                    学计量到低于化学计量变化。
NiCr                包含镍和铬的合金或混合物
SiAlNx              可以包括硅氧氮化物的反应性溅射的硅铝氮化物。尽管
                    比例可以改变，溅射靶典型地为10重量％Al和平衡的
                    Si。
SiAlOxNx            反应性溅射的硅铝氧氮化物
Zr                  锆
沉积到              直接或间接地施加到前面施加的层的上面，如果间接施
                    用，可以插入一层或多层。
光学涂层            施加到基底上的一层或多层涂层，其共同影响基底的光
                    学性质。
低-e叠层            透明基底以及由一层或多层组成的具有低发射率的光
                 学涂层。
阻挡层           沉积的以在加工期间保护另一层的层，可以提供上层更
                 好的粘合性，在加工后可以存在或不存在。
层               具有功能和化学组成的一定厚度的材料，通过与具有不
                 同功能和/或化学组成的一定厚度的另一材料的界面结
                 合到每侧上，由于加工期间的反应在加工后沉积的层可
                 以存在或不存在。
共溅射           从两种或多种不同材料的两个或多个单独的溅射靶同
                 时溅射到基底上。所得沉积的涂层可以由不同材料的反
                 应产物、两种靶材的未反应的混合物或者以上两者组
                 成。
金属间化合物    由两种或多种金属元素的特定化学计量比组成的合
                金系统中的某种相。金属元素是电子或空隙结合的，而
                不是以标准合金典型的固溶体存在。金属间化合物通常
                具有与构成元素明显不同的性质，特别是增加的硬度或
                脆性。增加的硬度有助于它们优于大多数标准金属或金
                属合金的抗划伤性。
实施例
下面的实施例旨在阐述而不是限制本发明。
实施例1
在由玻璃/TiO2/NiCrOx/TiO2/Ag/NiCr/Ag/NiCrOx/SiAlNx组成的光学叠层上面沉积各种可氧化的阻挡层。可氧化的阻挡层包括Zr金属、掺杂氮的但是基本上是金属的Zr、硅化锆、掺杂氮的硅化锆和Ti3Al。
对于测试的所有可氧化阻挡层，基本上都提高了对含银叠层的腐蚀防护，但是硅化锆比锆金属提供了更好的腐蚀防护。只要掺杂水平是低的，氮掺杂不改变基础金属的腐蚀防护。增加氮的用量最终会降低金属的腐蚀防护。硅化锆也提供了比锆金属更好的划伤防护。图1和图2显示了对于ZrSi2和Ti3Al的结果。
实施例2
浸渍试验程序
制备储备溶液
称量320克NaCl，加入于加热搅拌台上的装满热的反渗透过滤水的烧杯中。
缓慢加入NaCl，使其在添加更多前完全溶解。一旦NaCl完全溶解，将混合物倒入1加仑的容器中。用RO水冲洗烧杯并且倒入水罐中以从烧杯完全除去NaCl。
向1加仑的容器中加入测量的240毫升0.1N KOH。
添加足够的RO水，使最终体积达到3.95L。
样品制备
将样品切成所需尺寸。2＂×2＂是目前典型的尺寸。如果要在不同的时间段一次一个地除去样品，5＂×2＂的尺寸容易处理。
必须保持样品无指纹、切削油或者划痕。污染或划痕将使结果产生偏差。
制备使用的溶液
将250毫升储备溶液加入1L的烧杯中，然后添加250毫升3.0％的过氧化氢。将储备溶液与3.0％的过氧化氢1:1地混合。
最终体积为500毫升。该溶液的pH值为9.0。NaCl的最终浓度为4.05％，H2O2的最终浓度为1.5％。
将该溶液在加热板上加热至36℃，并且检验溶液的pH。
进行浸渍试验
将样品放入架中置于加热的溶液中。
将烧杯放入36℃的恒温水浴中。水位与烧杯中的浸渍流体一样高。
试验进行20分钟。在试验结束时，从溶液中取出样品并且放入清洁的RO水中，洗去任何残留的浸渍流体。
从RO水中取出架子并且接至纸巾上以除去水。将样品膜侧朝上放到下面的棉擦上以擦干水。样品的膜侧轻拍干燥但不擦拭。如果膜严重受损，擦拭样品可能除去薄膜。同样擦干玻璃侧。
保证不会形成水滴。水滴会影响浸渍损伤的计算。
分析样品
可以通过各种方法，包括Δ雾度检测、ΔE检测和视觉检查来分析样品。为了确定Δ雾度，在浸渍前测量样品的雾度。为了确定ΔE，在浸渍前测量样品的膜侧反射。在完成浸渍试验后重复这些测量。
为了计算Δ雾度，从试验后的雾度减去试验前的雾度。为了计算ΔE，ΔE＝(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)1/2，其中ΔX是试验前X减去试验后X。
表1显示了腐蚀试验的结果。视觉检查样品，并且在1-5个等级上记录结果。1级表示样品表面看起来没有被腐蚀或损伤。2-5级相应于损伤增加大概5％的增量。5级表示大约20％或以上的薄膜表面受到损伤。
表1 标准溅射的Zr和ZrSi2的腐蚀数据
Figure A200480041862D00181
实施例3
划伤试验程序-使用Scotch BriteTM划伤试验确定抗划伤性(机械耐用性)。试验使用Erichsen 494型刷涂试验机和Scotch Brite 7448研磨剂。按照三种方式测量损伤的量：发射率、雾度和膜侧反射的变化。
将Scotch BriteTM垫(由粘附到纤维上的SiC粗砂制成)从6＂×9＂切成2＂×4＂。使用Erichsen刷涂试验机作为在样品上方移动研磨剂的机械。使用标准重量的刷子或改进的夹刷器来保持研磨剂相对于样品。对于每个样品使用新的研磨剂。
按照三种方式测量划伤引起的损伤：发射率的变化、Δ雾度和膜侧反射比的ΔE。作为划伤前和划伤薄膜之间的差异测量发射率的变化。然后，将这些测量值用于下面的公式中：
(ε划伤-ε膜)/(ε玻璃-ε膜)         等式1
通过从划伤前膜的雾度减去划伤的膜的雾度计算Δ雾度。对于热处理的样品，从划伤的热处理膜的雾度减去划伤前膜的雾度。
通过测量未损伤的和划伤的膜的膜侧反射(Rf)来测量ΔE。对于热处理的样品，还测量未划伤区的Rf。
将ΔL*、a*和b*代入该公式中，计算由于划伤引起的ΔE：
ΔE＝(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)1/2         等式2
按照3种不同的方式评价损伤：
-划伤试验后没有任何其它的后处理
-划伤试验后接着进行酸浸渍试验
-划伤试验后热处理。
结果
浸渍和热处理试验显示了由Scotch BriteTM产生的损伤。因为浸渍试验是快速的(20分钟)并且同时可以处理大的或者多块样品，所以在划伤试验后使用浸渍试验，因为这样会使小的划痕更加明显。涂层已经被划伤削弱，并且一旦浸渍或热处理，表示出更多的损伤。
实施例4
共溅射工艺装置
在同轴的真空涂布机中进行共溅射，该真空涂布机具有向下溅射的静态磁控阴极，并且在真空涂布机内包括以每分钟0-15米的速度移动阴极下方基底以进行涂布的装置。共溅射阴极由两个一米长的相距40毫米的溅射阴极组成。溅射装置由Leybold Corporation开发并且商标名为“Twin-mag”。两个磁控阴极由在大约50千赫的频率下工作的AC双极电源供电。电源是由Huttinger制造的BIG 100型。
用于抗腐蚀和划伤层的溅射靶是含有10重量％铝的锆和硅(购自Heraeus的SISPA10)。两种材料的沉积比例由溅射靶和基底之间的屏蔽设置来控制。从两个靶上溅射熔剂同时沉积到基底的相同区域中，产生两种溅射靶材的混合物的反应产物。
可以使用其它的设备来共溅射，例如使用两个或多个直流阴极。作为控制材料沉积比的可选方法，单独的电源允许改变相邻阴极之间的功率。可以使用并排的可旋转的或者管状阴极来共溅射抗腐蚀和划伤层。
可以使用硅和金属靶的其它组合来沉积其它硅化物或者金属与金属的组合来产生金属间化合物层，以沉积抗腐蚀和划伤层。
使用三室装置，产生三种不同的ZrSi比，以用于共溅射的抗腐蚀和划伤层。将Zr靶放在阴极的负载端侧，并且将SISPA10 SiAl靶放在未负载侧。沉积期间，基底从负载端向未未负载端移动。沉积层中的原子比和溅射条件如下面的表2所示。原子比由XPS表面分析技术测定。
表2 沉积参数和原子比
Figure A200480041862D00211
备注：对于21原子％的样品，Al不包括在XPS测量中。原子％仅从Zr:Si来计算。
对于具有抗腐蚀和划伤表面涂层的样品，发现雾度是更高的，尽管该值在回火后规定的0.6％之内。表3显示了对于具有抗腐蚀和划伤表面涂层的低-e叠层的雾度和颜色趋势。通常，对于有表面涂层的样品，增加表面涂层厚度并且降低Si含量，雾度更大。
表3
Figure A200480041862D00221
本发明不应解释为局限于上述的特殊实施方式。应当将这些实施方式看作是举例说明性的并且是非限制性的。本领域技术人员在不背离本发明的范围下可以做出改变。

Claims (25)

1.具有改善的腐蚀防护和划伤防护的物品的制备方法，其包括：
在基底上沉积包括一层或多层的光学涂层，
在所述光学涂层上沉积包括未氧化的、或部分氧化的、或氮化的金属化合物或金属间化合物的层，以提供腐蚀防护和划伤防护层，其中，所述金属化合物或金属间化合物选自金属硅化物和金属铝化物，和
氧化或部分氧化所述金属化合物或金属间化合物层。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述光学涂层上沉积所述金属化合物或金属间化合物层后，在含氧的气氛中加热所述基底。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述金属化合物层沉积至3-10nm的厚度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述金属化合物层沉积至4-6nm的厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属化合物的金属部分选自铬、铁、钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、铁、镍、铝和硅。
6.根据权利要求6所述的方法，其中，所述金属部分是锆。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属化合物是硅化锆。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基底是透明物品。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基底是玻璃。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述光学涂层包括TiO2、NiCrOx、Ag、NiCr和SiAlNx中的一层或多层。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述金属化合物是硅化锆。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属化合物通过从分别包括金属和硅的至少两个靶源共溅射而沉积到所述基底上。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属间化合物通过从分别包括能够形成金属间化合物的第一金属和第二金属的至少两个靶源共溅射而沉积。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述金属间化合物是金属间化合的化合物。
15.具有改善的腐蚀防护和划伤防护的物品，其包括：
基底，
在所述基底上的包括一层或多层的光学涂层，和
包括防护性金属化合物或金属间化合物涂层的最外层，其中所述金属化合物或金属间化合物选自金属硅化物和金属铝化物。
16.根据权利要求15所述的物品，其中，所述金属化合物至少被部分氧化。
17.根据权利要求11所述的物品，其中，所述金属化合物层的厚度介于3-10nm之间。
18.根据权利要求15所述的物品，其中，所述金属化合物层的厚度介于3-6nm之间。
19.根据权利要求11所述的物品，其中，所述金属化合物的金属部分选自铬、铁、钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、铁、镍、铝和硅。
20.根据权利要求18所述的物品，其中，所述金属部分是锆。
21.根据权利要求15所述的物品，其中，所述金属化合物是硅化锆。
22.根据权利要求15所述的物品，其中，所述基底是透明基底。
23.根据权利要求22所述的物品，其中，所述透明基底是其上沉积有光学涂层的玻璃。
24.根据权利要求23所述的物品，其中，所述光学涂层包括TiO2、NiCrOx、Ag、NiCr和SiAlNx中的一层或多层。
25.根据权利要求24所述的物品，其中，所述金属化合物是硅化锆。
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