CN105163949B - 用于改变玻璃和玻璃陶瓷透射的方法以及能够根据该方法制造的玻璃件或玻璃陶瓷件 - Google Patents

用于改变玻璃和玻璃陶瓷透射的方法以及能够根据该方法制造的玻璃件或玻璃陶瓷件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有体积染色的整体玻璃件或玻璃陶瓷件的产品以及涉及该产品的一种制造方法，其中玻璃件或玻璃陶瓷件具有第一区域(15)，在该区域中染色发生变化，从而通过第一区域(15)的光透射不同于相邻的第二区域(16)的光透射，其中在染色变化区域的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射与光透射没有变化的相邻第二区域(16)的光散射保持相同。

Description

用于改变玻璃和玻璃陶瓷透射的方法以及能够根据该方法制 造的玻璃件或玻璃陶瓷件
技术领域
本发明涉及一种在至少一部分厚度和/或原材料体积上通过以电磁辐射的处理来局部限制平面地或全面地改变玻璃和玻璃陶瓷材料的吸收性能的方法，从而使得在整体原材料的一部分或者优选整个厚度上的透射以期望的程度发生变化。另外本发明涉及能够借助根据本发明的方法制造的玻璃件或玻璃陶瓷件。
背景技术
对于局部改变由玻璃或玻璃陶瓷构成的构件的透射来说，目前为止有四种不同的变化方案是可能的：
其中一个变化方案是通过接合两个具有不同透射的不同材料能够生成局部具有另一种透射的构件。在此能够应用所有的接合方法，例如钎焊、熔焊和粘结。这里的缺点为，在此需要两种具有不同透射的不同材料。这两种材料必须繁琐地单个地制成，其中调节特定的以及不同的透射是一项挑战或者说在许多情况下根本没有涉及。另外这两种不同的材料能够具有不同的机械、物理和化学性质。这在之后的使用情况下对于温度变化稳定性、化学稳定性和机械断裂强度是不利的。此外接缝也具有其他的物理和化学性质并且可能对构件性能造成不利影响。另外接缝大多在光学上有干扰或者形成断裂起始棱边。此外通常很难接合大型构件中的封闭面，因为必须接合所有的面并且很难保持间隙尺寸；也很难在接缝上施加力从而提高粘附。
另一个变化方案是能够通过局部涂层来进行透射的局部变化。这种技术方案例如在WO 2012/001300 A1中建议。虽然相对于接合方法这里仅还需要一种材料，但是为此额外需要一种涂层材料，该涂层材料必须满足特定要求的透射性能。为了实现局部提高的透射，对构件的应当具有较低透射的区域进行涂覆。对此的前提是，整个构件的基本透射和成品中要求最高的透射一样高。在实际当中这同样会导致增高的成本，因为必要情况下需要改变玻璃组成。
用于部分涂层的成本也不能低估，因为必须以某一种方式进行覆盖。涂层方法的缺陷还在于，需要找到一种合适的涂层，其既能够充分粘附在构件上又不会损害构件的所有之后的使用条件。
另外涂层提供了构件上具有其他化学和物理性质的一个新的表面。这例如在药品包装中可能有缺陷，因为在有内部涂层的情况下发生接触药学产品的现象。在产品的外部涂层中会造成刮痕或其他方面的变化和损坏。此外涂层总是涂覆在表面上，这通常在触觉、光学、刮痕敏感性或摩擦方面是所不期望的。
第三种变化方案是由EP 0233146 B1已知的一种用来激光标记陶瓷材料、搪瓷、陶瓷化的玻璃以及玻璃的方法。在此待标记的材料混合有“陶瓷的颜色体”形式的无机颜料颗粒作为射束灵敏的添加剂，该添加剂通过激光射束而变成另一种颜色。因为这种颜料颗粒只能在熔融过程中添加到玻璃和玻璃陶瓷中，所以这些颜料颗粒一并熔融并且不再产生效果。只有在由粉末共同烧结的陶瓷中能够考虑这种方法。还强制要求脉冲式且聚焦的表面作用的激光射束，因为陶瓷不是透明的。在该方法中选择用于照射的最佳波长在此为这样的波长，在这些波长情况下射束灵敏的添加剂吸收地最多，而待标记的无机材料吸收地最少。因此前提条件是原材料的局部不同的吸收，在陶瓷中也必须包含局部的吸收点，这些吸收点导致待标记原材料的局部不同的吸收(并且因此导致另一种颜色外观)。标记的侵入深度通常也不大于约1mm，因为陶瓷一般是不透明的。
第四种方法是用于透明玻璃和透明玻璃陶瓷的激光内部标记的方法。在此在玻璃内部的点状小体积(通常明显小于1mm3)中通过脉冲式的高聚焦激光射束生成微裂纹并且由此伴随地导致结构或组织的局部破坏。这导致局部的反射面和散射面，其使得照射光偏转、反射或者朝所有方向散射并且由此造成磨砂玻璃效果。玻璃为局部半透明，但是这不一定导致(全部)透射的变化。激光射束的聚焦在此需要点到点地在玻璃体积内部引导，从而生成平面的或空间的扩展图案。此外要求的前提是，玻璃或玻璃陶瓷在处理之前是高透明的。
发明内容
本发明的目的在于，在玻璃或玻璃陶瓷的限制面中以简单的方式在原材料的至少一部分厚度和/或体积上引起吸收性能的变化，从而使整体构件的原材料的整个厚度上的透射发生变化。
在此为了形成局部或全面或者所有体积的透射变化，不需要对整体构件混合无机颜料形式的额外颜色体，也不需要额外的涂层或接合。
还应当能够消除材料中的局部散射中心，这些散射中心通过原材料结构的局部损坏或变化而形成。
根据本发明同样不再需要应用昂贵的脉冲式和高聚焦的激光器，该激光器的焦点必须精确穿过材料并且该焦点只能够处理非常小的体积。
通过本发明应当避免接缝的缺陷，即光学外观以及一个或多个额外构件棱边的存在，这些构件棱边可能导致断裂。
还应当能够以简单的方式和方法改变大面积内部的封闭面的透射，并且不需要为此添加另一种材料。特别是也舍弃了制造具有不同透射的多种不同的原材料。
此外为了局部地影响透射，应当不再需要涂层。由此可以放弃寻找涂层材料以及适合的涂层方法。但另一方面在必要的情况下也能够使用涂层，从而与透射和/或颜色相适应或者提供其他性质、例如抗反射。
也可以取消混合某一种颗粒形式的添加剂，这些添加剂必须与原材料相适应并且在化学方面必须与该原材料相容。由此也能够避免通过混合的颜料使原材料的颜色外观不均匀。
通常来说，对于本发明使用在可见波长范围(380nm-780nm)中染色的材料，例如玻璃和玻璃陶瓷(绿玻璃状态或已经陶瓷化)。这种在可见光谱范围的染色典型地也导致在红外范围中存在的染色。
在此通过电磁辐射、例如波长为1μm的二极管激光器的激光射束的局部和时间限制的作用(其中射束导致材料的局部加热)来改变透射。
通过本发明能够解决许多问题，或者说提供这样的产品，其中：
-在不改变纯的原材料的组成和应用的情况下能够实现陶瓷化的玻璃陶瓷的透射的提高，从而改善显示性能和显色性以及不同(显示)颜色的简单调整，
-在不改变其他原材料的组成和应用的情况下能够调整玻璃和玻璃陶瓷的基本透射，
-可以提高光学构件的透射从而改善光导，
-在不损坏玻璃基体的情况下能够生成按体积引入的持久标记，
-在不损坏玻璃表面的情况下改变透射，或者
-在不改变玻璃体积的情况下能够形成透射的变化，
-在不强制使用其他颜色的第二种材料的情况下实现玻璃颜色的变化。
为了实现玻璃或玻璃陶瓷的局部透射变化，使玻璃或玻璃陶瓷的温度提高，直至发生透射变化。随后进行优选非常快速的冷却。加热引起相应的物理-化学反应和/或提高了原材料中的电子和离子迁移。
相应地，本发明提供了一种用来制造具有局部变化的透射的玻璃件或玻璃陶瓷件或者说玻璃部件或玻璃陶瓷部件的方法，其中
-提供通过颜色中心或者染色的离子、特别是染色的金属离子体积染色的玻璃件或玻璃陶瓷件，并且
–将电磁辐射局部限制地对准于玻璃件或玻璃陶瓷件的表面的一定区域，该电磁辐射被吸收在玻璃材料或玻璃陶瓷材料的体积中，并且
-其中选择电磁辐射的功率密度，从而加热玻璃件或玻璃陶瓷件的经照射区域，其中至少加热到在经加热区域的体积中玻璃材料或玻璃陶瓷材料在至少一个光谱范围的吸收系数和光透射发生变化，并且其中
-在加热后结束电磁辐射的入射并且冷却经照射的区域。
典型地，加热进行至一个最高温度，在该温度下玻璃或玻璃陶瓷的黏度处在低于1014dPa·s。优选地，不加热到软化点，在该软化点时的黏度具有107.6dPa·s的值，从而避免在经处理区域中的形状变化。
体积染色的玻璃或玻璃陶瓷在本发明的意义中理解为这样的材料，该材料中的颜色中心或染色的离子分布在材料中。即不像染料那样局部聚集为染色晶体的形式。与色料相对应地，提供颜色的离子或颜色中心因此溶解在玻璃或玻璃陶瓷中，而染料则是分散在材料中。因此体积染色虽然影响了透射，但是没有影响散射，相反地，染料本身就是散射的颗粒。但是没有排除在可能的情况下额外存在的染料。
通过该方法提供了一种玻璃件或玻璃陶瓷件或者具有体积染色的整体玻璃部件或玻璃陶瓷部件的产品，其具有第一区域，在第一区域中的染色不同于相邻的第二区域，从而第一区域的吸收系数和通过第一区域的光透射不同于相邻的第二区域的吸收系数和光透射，其中在第一区域的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射比在第二区域的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射高出最多绝对值20％，优选最多绝对值10％，特别优选最多绝对值5％，特别优选最多绝对值1％。在第一区域的玻璃陶瓷中的光散射因此基本上与光透射没有变化的相邻的第二区域的光散射相同。提高了最多绝对值20百分比的光散射的上限也包括这样的情况，即，第一区域中的光散射比第二区域中的小。通过任何情况下都略微提高的光散射使其不成为明显的效果。光散射是入射的总强度扣除直接透射的光、菲涅耳(Fresnel)反射和吸收的份额。以百分比给出的散射的绝对值提高涉及在光束透射过程中散射的光的份额。如果在第二区域中的散射的光强度的份额例如为总强度的3％，那么在第一区域中5％的绝对值提高意味着在第一区域中的散射的光强度的份额为3％+5％＝8％。换言之，通过以百分比给出的散射提高绝对值显示出按百分点的增高。如在本发明的意义中所使用的透射、散射、吸收和漫反射的概念对应于根据DIN5036-1的定义并且可以根据ISO15368的测量标准来确定。
如果只有材料的表面通过根据本发明的方法进行处理，在整个体积上来看吸收变化和透射变化的效果通常仅仅非常小并且大多不充分。因此通过根据本发明的方法这样选择射束的波长，即，该射束被吸收在材料的体积中，由此实现了不仅加热和改变玻璃的表面而且同时加热和改变玻璃体积的至少特定区域，从而使效果足够强，由此符合应用期望的程度，并且从而在处理过程中不过度加热材料的表面。
如前所述，优选使用激光器来局部加热玻璃材料或玻璃陶瓷材料。通过激光射束可以使射束功率局部地狭窄限制地引到材料中。
本发明的另一个重要特征在于，照射的波长不必为实现效果的波长，即产生透射变化的波长。因此在本发明中可能的是，例如在1μm波长的红外波长范围内进行照射，因为该波长范围内在玻璃或玻璃陶瓷中具有吸收带。但是产生的效果可能是例如在380nm和780nm之间的可见范围内并且在该区域中通过在玻璃中存在的元素和化合物的物理-化学反应造成在一种或多种波长下的透射变化。这归因于，照射的能量虽然仅与玻璃或玻璃陶瓷的特定元素相互作用，但是对玻璃或玻璃陶瓷的整个结构都有影响。
也应当能够相应地处理塑料，从而该方法不局限于玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷和光学陶瓷。为了实现局部的透射变化，对此也局部地在体积中引起温度升高。这通过在这种波长范围内的电磁辐射而进行，玻璃或玻璃陶瓷在该波长范围中对于受到的电磁辐射部分透明。由此能量不仅引入玻璃件或玻璃陶瓷件的表面也引入玻璃件或玻璃陶瓷件的整个厚度或部分体积中。如果辐射密度和吸收的乘积足够高，则会导致(局部)令人意外的温度提高并且由此导致透射的变化。如果该乘积过大，则只有表面受到加热并由此而过度加热而且在不损坏材料的情况下体积中的效果不够强。如果该乘积过小，则加热太慢并且或者没有效果或者不再局部显著地限制效果，即弄模糊。
根据本发明的一个扩展方案，因此这样选择电磁辐射的辐射密度、或功率密度和/或玻璃材料或玻璃陶瓷材料的吸收系数α，使得功率密度和吸收系数α的乘积P为至少P＝0.25(W/mm3)·(1/mm)。根据本发明的另一个扩展方案，为了避免只有表面的加热，该吸收系数在此应当为最高2/d，其中d表示玻璃部件或玻璃陶瓷部件的厚度。
吸收特性以及由此引起的透射的变化的效果可能是由材料中染色元素的氧化还原反应引起或者通过之前引入的颜色中心消失(例如通过曝光作用或者其他极短波的照射能量)而引起。通过照射源的选择以及能量的引入形式可以使得透射变化的区域从点状经线状变成面状。在此点状仅仅是指激光射束在表面上的几何图案，而不是指以空间上的点的形式的聚焦。沿材料厚度的形状可以是柱形或具有锐角的锥形。在点状地引入能量的情况下可以通过照射源的移动或者构件的移动使得透射变化的区域具有任意形状，例如字母、字符或三角形、四角形或任意其他的几何形状。透射变化区域的尺寸可以从0.1mm的直径变化直至数个平方米的面积。透射变化的大小在初始透射率上可以增大0.1％的绝对值直至大于50％的绝对值。优选的是，特别在染成深色的玻璃陶瓷或玻璃中，在可见光谱范围内在第一区域中的透射相对于相邻的第二区域中的透射提高到至少2倍。
如前所述，优选快速的冷却。这有利于在加热之后快速减少离子迁移并且由此冻结颜色变化的效果或者防止在加热过程中进行的氧化还原反应重新逆转。因此在本发明的扩展方案中设置成，将玻璃或玻璃陶瓷在加热之后以至少1K每秒，优选至少5K每秒，特别优选至少10K每秒的冷却速率至少在最高温度直至最高温度以下100K的温度范围内冷却。
根据本发明的一个实施方式，借助电磁辐射进行玻璃或玻璃陶瓷的加热，使得玻璃件或玻璃陶瓷件的表面保持比体积的位于表面下方的区域更冷。由此该体积在时间上在表面之前达到需要的过程温度。过程可以在表面的软化/变形之前结束。以这种方式使得表面保持刚硬，并且不会产生持久的塑性变形以及不会产生拉应力或者产生较小的拉应力。
对此可能的是，在加热过程中通过电磁辐射也冷却玻璃件或玻璃陶瓷件的表面。特别是在此这样理解冷却，该冷却比其他情况下通过热辐射和导热而具有的热损失引起更大的热量输送。特别能够通过表面与排热的液体或冷却液相接触来进行冷却。在此特别优选的是，在表面上流动的液流。冷却可以在玻璃件或玻璃陶瓷件的一侧上进行或者也可以在两侧上进行。例如水或水-乙醇混合物是适合的。这种混合物比水吸收更少的红外辐射。
通过加热过程中的这种冷却在必要的情况下可以避免或者至少减少表面挠曲或体积膨胀。根据本发明的另一个扩展方案可以在临近表面的区域中生成压应力区域，或者防止形成更高的拉应力，因为减少或避免了表面上的扩张。
根据本发明的另一个扩展方案，可以在冷却之后设置热学后处理步骤。通过这样的后处理步骤可以重新消除之前由于加热而引起的拉应力。通过热学后处理步骤也能够各自微调所生成的透射。
热学后处理的可能变形为：
-借助电磁辐射，优选借助激光的第二加热步骤，该第二加热步骤使体积加热到应力消除温度并且保持在该温度。
-借助电磁辐射，优选借助激光的第二加热步骤，该第二加热步骤仅加热表面并且在那里减少应力。这可以是有利的，因为表面附近的应力明显比体积中的应力更关键。为了实现这种更多的表面加热，可以为第二加热步骤使用这样的电磁辐射，该电磁辐射具有不同于第一加热步骤的电磁辐射的波长。
-在传统炉中，例如在冷却炉中的热学再加热和消除应力。
作为辐射源可以使用紫外辐射源；具有钨丝的红外辐射器；例如二极管激光器、纤维激光器的激光源；或者其他的辐射源。根据待处理玻璃的吸收特性在辐射源的波长范围内选择正确的辐射源。对于陶瓷化的恻然(Ceran-)玻璃陶瓷来说适合的例如为波长在1μm范围内的二极管激光器。在该波长情况下4mm厚的恻然板(Ceranplatte)的透射在50％和80％之间，从而有足够多的辐射穿透板的整个厚度，由此在引入能量的位置上在板厚度上均匀地加热该板。在功率足够高的情况下，由此可以在仅仅数秒内在引入能量的位置上达到大于700℃的温度。
一般来说优选为，以至少250K每分钟的温度变化率加热玻璃或玻璃陶瓷。这样快速的加热确保了，能够严格限制染色变化的区域，或者染色变化的区域具有清晰的轮廓。也抑制了不期望的成核或者在玻璃中的结晶。
如果假设仅仅通过玻璃材料或玻璃陶瓷材料中的温度升高来进行吸收系数的变化或颜色变化，那么原则上除了辐射加热之外还能够考虑其他类型的能量输入，例如通过煤气灯的局部加热，从而实现颜色变化。然而优选通过引入材料中的电磁辐射进行根据本发明的快速加热，从而实现对受照射表面下方的体积的快速加热。由此能够获得颜色变化的区域的清晰轮廓。在仅仅表面的照射情况下，热量沿表面的侧向扩散基本上和从表面朝体积方向的扩散一样快。如果在仅仅表面的加热情况下形成表面下方或者特别是玻璃或玻璃陶瓷板两个侧面之间整个区域体积的颜色变化，则相应地获得颜色变化区域的不清晰棱边。
将板冷却到室温之后，在引入能量的位置上的透射比辐射处理之前高。引入能量的区域既能够由能量照射的形状也可以是待处理板的额外掩盖处确定，从而保护玻璃的不需要变化的部分以免受到照射。
该方法相对于现有技术的优势在于，可以使用整体的构件并且不需要调整组成、接合或镀层。该方法能够非常快速地实施(在数秒范围内)，高度灵活并且能够非常好地适应不同的几何结构和应用。还能够处理三维成型的构件。
根据本发明的方法非常适合于局部减弱通过氧化钒体积染色的玻璃陶瓷件的染色。相应地在此，通过加热提高了局部的第一区域在380纳米和780纳米之间的可见光谱范围内的光透射，因此吸收系数降低。以这种方式能够以简单的方式例如在原本深色外观的玻璃陶瓷炉灶中生成具有较高透射的窗口。这种窗口的下方随后可以放置显示装置，对于观测者来说能够清楚看见该显示装置发光。作为通过根据本发明的方法制造的颜色变化区域的特别优选形式的窗口理解为这样的区域，该区域在至少三个侧面或者在其外围的至少50％由相邻的、没有增亮的第二区域包围。优选地，第一区域完全由第二区域，或者说由颜色没有变化的玻璃材料或玻璃陶瓷材料所包围。
通常也有意义的是，玻璃件或玻璃陶瓷件的表面的主要部分的颜色不变化，例如增亮，因为在这种情况下更容易的是，提供相应染成其他颜色的物品并且随后局部地使限制区域的颜色发生变化。因此根据本发明的一个实施方式设置成，在玻璃件或玻璃陶瓷件整个侧面上一个或多个第一区域的面积份额最高为该侧面面积的三分之一。如果存在更多增亮的区域，那么根据本发明的该实施方式优选为，所有这些区域的总面积最高为玻璃件或玻璃陶瓷件一个侧面面积的三分之一。
根据本发明的一个实施方式，由此制造具有通过氧化钒体积染色的玻璃陶瓷部件的产品，其中在第一区域中在可见光谱范围内的整体光透射相对于相邻的并且不经根据本发明处理的第二区域被提高。在此整体的光透射理解为在一波长范围内，例如380纳米和780纳米波长之间的可见光谱范围的平均光谱的光透射。光谱的光透射是在特定波长下的光透射。如果不是涉及光谱的光透射，那么在本说明书范围内的光透射概念应理解为整体的光透射。
本发明，或者说根据本发明的玻璃件或玻璃陶瓷件可以应用在光纤、药物包装、家用设备、光学装置、扁平玻璃等的领域中，特别是适用于以下应用：
-在产品下方构建的显示装置区域内通过局部提高对于光学显示装置的透射改善强烈染色的产品(例如体积染色的玻璃陶瓷炉灶)的特性，
-在(例如管形瓶或喷射器的)玻璃壁中引入1D(柱)或2D(点阵)条形码从而持久识别，
-在容器(例如管形瓶，管或喷射器)的玻璃壁中引入加注量标尺(Füllmengenskala)或装料高度标记或其他标记，
-在扁平玻璃(例如建筑玻璃)中引入光学设计部件，例如公司标志或几何对象(作为指路标、逃生路径的箭头)，
-通过在玻璃体积中的标志而持久防伪地标记产品，
-在用于移动电话遮盖部或其他电子设备的触摸应用中引入图示、字母、几何对象，
-为了光学目的，例如光学系统中的射束引导、用于吸收散射光的光照限制，局部地改变光输送和光传导，
-改善光学玻璃的基本透射，从而减少散射并且提高透镜和光学系统的整体透射，
–生成严格限制的“光缝”或者照明应用(例如用于汽车等中的仪表盘照明)中的光窗口。
附图说明
接下来根据多个实施例和附图详细阐述本发明。在此，在附图中相同的附图标记指代相同或相应的部件。
其中：
图1和图2示出了用于实施根据本发明方法的装置，
图3示出了体积染色的玻璃陶瓷的增亮区域以及未变化区域的X射线衍射光谱，
图4示出了玻璃陶瓷板的经处理区域以及未经处理区域的光谱透射率，
图5示出了玻璃陶瓷炉灶面的经处理区域以及未经处理区域的与波长相关的吸收系数，
图6示出了曝光的硼硅酸盐玻璃的经处理区域和未经处理区域的光谱透射率，
图7示出了扩散染色的硼硅酸盐玻璃的经处理区域和未经处理区域的光谱透射率，
图8示出了具有根据本发明的玻璃陶瓷板的玻璃陶瓷灶台，以及
图9示出了具有扁平棱角的玻璃件或玻璃陶瓷件。
具体实施方式
借助图1详细描述根据本发明的用于制造具有局部变化透射的玻璃件或玻璃陶瓷件的方法。提供陶瓷化的玻璃陶瓷板1，其具有第一侧面3和第二侧面5以及50mm*50mm的尺寸和4mm的厚度。如常规地，能够使该玻璃陶瓷板1在一个侧面起绒(genoppt)。特别是通过染色的金属离子对玻璃陶瓷板进行体积染色这种金属离子例如可以是锰离子；铁离子；稀土离子，例如特别是铈离子、铬离子、镍离子、钴离子或钒离子。这些离子的染色作用在此也能够跟与玻璃或玻璃陶瓷的其他组分的相互作用有关。因此染色可能通过与其他金属离子的相互作用而增强或者反过来也可能减弱。锰离子和铁离子例如显示出与锡和/或钛的相互作用，由此在组成中优选氧化锰或氧化铁作为染色剂，优选与氧化锡和/或氧化钛结合使用。稀土元素的染色离子，特别是像铈离子与铬、镍或钴离子相互作用。因此，优选地，稀土元素的氧化物作为染色剂与所述金属的氧化物结合使用在玻璃组成或玻璃陶瓷组成中。对于钒预计还可能与锡、锑或钛相互作用。
因此通常来说—并不局限于特定的实施例—玻璃或玻璃陶瓷具有下述金属中的至少一个的离子或者下述金属的离子的组合：
-钒，特别与锡和/或钛结合，
-稀土元素，特别是铈，与铬和/或镍和/或钴结合，
-锰与锡和/或钛结合，
-铁与锡和/或钛结合。
氧化钒是非常强烈的染色剂。在此强烈染色一般在陶瓷化的情况下才进行。已表明，借助本发明通过氧化钒的体积染色可能又至少部分地减弱。因此，为了在通过氧化钒染色的玻璃陶瓷情况下实现明显可见的效果，根据本发明的一个实施方式(但不局限于该实施例)设置成，玻璃陶瓷包含至少0.005重量百分数、优选至少0.01重量百分数、特别优选至少0.03重量百分数的氧化钒。这导致足够强烈的染色以及相应的在局部增亮的区域15中显著的透射变化。
玻璃陶瓷板1置于以流铸法(Schlickerguss，粉浆浇注)制成的100mm*100mm以及30mm厚的氧化硅-陶瓷基底7上。紧靠在氧化硅-陶瓷基底7上的第一侧面3例如是玻璃陶瓷板1的光滑的正面。朝上指向的第二侧面5则是起绒的底面。
一般来说有利的是，也如在该实施例中一样，在以后远离使用者的侧面上射入电磁辐射。在玻璃陶瓷灶台中通常使玻璃陶瓷板的一侧起绒并且该侧形成远离使用者的侧面。有利的是入射在远离使用者的一侧上，因为靠近辐射源的一侧会逐渐更热并且这可能导致表面变化。这种变化在远离使用者的一侧上干扰较少。
氧化硅-陶瓷基底7和玻璃陶瓷板1处于室温下。在该结构的上方这样安装具有聚焦透镜以及250mm焦距的激光扫描器13，即，激光射束90垂直地射到玻璃陶瓷板1的表面。在焦点处激光射束90的直径为1.5mm。由氧化硅-陶瓷基底7和玻璃陶瓷板1构成的结构以这样的距离放置，即，玻璃陶瓷板1不在激光射束90的焦点中并且激光射束因此不聚焦。在该实施例中激光射束90在玻璃陶瓷板1上具有10mm的直径。通过传输纤维11将具有波长在900nm和1100nm之间的激光器9的激光射束输送至激光扫描器13。在此，例如laserline公司的二极管激光器用作激光器9，该激光器提供0W和3000W之间的可调功率。激光器9激活之后，对玻璃陶瓷板1以1000W的功率以及10秒的持续时间进行局部照射。由此玻璃陶瓷以每分钟高于250K的速率进行加热，其中在照射持续时间内会超过这个温度，该温度时玻璃陶瓷材料的整体的光透射率发生提高。在该温度下典型的是，玻璃陶瓷的黏度为小于1014dPa·s。随后切断激光并且在空气下冷却玻璃陶瓷板。至少在最高温度至低于最高温度100K，优选直至玻璃陶瓷具有1014dPa·s黏度值的温度的温度范围内，这样获得的冷却速率在大于1K每秒，一般情况下甚至大于5K每秒或者大于10K每秒。由此冻结染色效果，在此特别为增亮效果。在通过激光射束90加热的局部区域15中，透射率局部地在板的整个厚度上显著增高，即可见射束能够更好地穿过玻璃陶瓷板1。板的相邻区域16，或者说玻璃陶瓷板1的剩余部分保持深色，即该区域在可见区域内维持低的透射率。此外玻璃陶瓷板1在几何结构上没有变化，特别是在入射的区域15中的几何结构也没有变化。这关系到平整度以及局部的厚度波动。
根据另一个实施方式借助激光扫描器也可以在玻璃件或玻璃陶瓷件的表面上扫描激光射束，从而加热区域15，该区域的表面大于激光射束在玻璃件或玻璃陶瓷件表面上的光点。
在本发明的扩展方案中，玻璃件或玻璃陶瓷件可选地在照射期间或者说在加热期间同时在表面上冷却。为此使冷却液18接触玻璃件或玻璃陶瓷件的表面。在此冷却液18也可以在玻璃件或玻璃陶瓷件的表面上流动，从而加强冷却效果。在图1所示的实施例中特别在玻璃陶瓷板1的受照射的第二侧面5上设置冷却液膜。这也能够例如通过倾斜设置第二侧面5和/或不断输送冷却液而以简单的方式造成在表面上、或者说沿着第二侧面5的流动。不同于图1所示地，也可以设置这样一种结构，其中两个侧面3、5都接触冷却液18，优选接触流动的冷却液18。乙醇/水混合物是适合的。一般来说(但不局限于所示的实施例)在此优选地，混合物的乙醇含量不超过50体积百分比。这种混合物是有利的，因为该混合物比纯水吸收更少的红外辐射。通过该冷却液能够避免或至少减少表面的变化、例如翘曲或隆起。通过在照射过程同时进行冷却能够有利地影响玻璃件或玻璃陶瓷件1的性质。根据本发明的另一个扩展方案，能够在表面上生成压应力。至少也能够防止或降低在照射和冷却之后在表面上的高的拉应力。因此一般可以制造这样的玻璃件或玻璃陶瓷件，其中在根据本发明处理的第一区域15中在表面上的应力低于在第一区域15的体积的中间中的应力。较低应力的概念在此不应按照数值大小来理解，而是以符号来理解。由此，表面可能几乎是无应力的，而体积中间具有拉应力，即具有符号为正的应力。在此，在表面上的应力也可能更高，因为内部的应力是正的。
借助图2说明另一个实施例，其中通过曝光引起的染色发生变化，特别是至少部分地消除，从而产品局部地在可见光谱区域内具有更高的透射率。在该实施例中经短波辐射曝光的玻璃管10由透明的硼硅酸盐玻璃(Fiolax玻璃)构成并具有15mm的直径和60mm的长度，该玻璃管水平放置在200mm*200m和30mm厚的氧化硅-陶瓷基底7上方10mm处。通过曝光将玻璃管10的整个体积都染蓝。玻璃管10在处理开始时处于室温。
激光-线性光学装置14由圆的激光射束生成3mm宽和56mm长的线条，该线性光学装置这样安装在该结构上方，即，以激光线条形式的激光射束90垂直于玻璃管10的纵轴射到玻璃管的外侧面100上。通过纤维11对激光-线性光学装置14施加波长在900nm和1100nm之间的激光射束。在此还是二极管激光器(例如laserline公司的二极管激光器)用作为激光源，该二极管激光器提供在0W和3000W之间可调的功率。激活激光器9之后以1000W的功率和10s的持续时间局部地照射玻璃管10。随后关闭激光器9并且在空气中自由地冷却玻璃管10。在照射的区域中沿玻璃管10的圆周生成亮的透明的无色环。剩余的玻璃管10保持染为深色，即剩余部分在可见波长区域中维持较低的透射率。此外玻璃管在几何结构上完全没有变化，即使在照射的区域15中也没有变化。这关系到粗糙度以及局部的平整度波动。
因此通过该方法(并不局限于前述的实施例)能够制得由曝光的以及因此体积染色的整体玻璃件构成的或者具有这种玻璃件的产品，其中曝光由于在可见光谱区域内的光吸收而引起体积染色并且在第一区域中相对于第二区域提高了整体的光透射率。
另外，两个实施例的共同点在于，第一区域15从玻璃件或玻璃陶瓷件的第一表面延伸至相对的第二表面，该第一区域具有与相邻区域不同的透射率，特别是在第一区域中具有更高的透射率。这通过电磁辐射穿透该部件并且因此加热在两个相对立侧面之间的整体玻璃材料或玻璃陶瓷材料来实现。在第一个实施例中第一区域从作为第一表面的第一侧面3延伸至作为第二表面的第二侧面5。在第二个实施例中，通过玻璃管10的外侧面100和内侧面101而给出相对立的表面。但是为改善显示的可见度而实现透射率增高也可能的是，不是两个表面之间的整体体积增亮，而是仅一个层(其例如具有对应玻璃陶瓷板一半厚度的层厚)增亮。当然通过根据本发明的方法一般也可在玻璃件或玻璃陶瓷件中生成更多的区域15。
对于该方法，在本发明的扩展方案中一般(不局限于图1和2的特定实施例)有利的是，设置一个装置，该装置将透射通过玻璃件或玻璃陶瓷件的电磁辐射反射回玻璃件或玻璃陶瓷件中。为此特别能够将玻璃件或玻璃陶瓷件放置在基底上，该基底将电磁辐射反射回玻璃件或玻璃陶瓷件中。
通过该反射可以增强加热过程的效率和速度并且因此也缩短了过程时间。例如图1所示的实施例中，如果使用红外激光器，特别可以使用对波长为0.9μm至1.1μm范围内的激光射束的范围进行反射的基底。
例如在图1所示的实施例中，如果使用以流铸法制造的氧化硅-陶瓷基底，对此能够使用相应细粒度的氧化硅-陶瓷。在此一般来说、但不局限于氧化硅-陶瓷地，在本发明的扩展方案中优选的是，用作玻璃件或玻璃陶瓷件基底的陶瓷、优选上述流铸法的SiO2陶瓷的平均粒度小于电磁辐射的波长。由此避免了射束在基底表面上的强烈散射。在宽频的射束源的情况下则应当使陶瓷的平均粒度小于通过玻璃件或玻璃陶瓷件透射射束的最大光谱功率密度的波长或者替换性地小于通过玻璃件或玻璃陶瓷件透射射束的光谱平均波长。
根据本发明的另一个扩展方案，代替陶瓷的表面、如根据图1和图2的氧化硅-陶瓷基底7那样，也可以使用金属反射的基底。合适的例如为铝或抛光的铜。该实施方式当然也可以通过在陶瓷基底上设置金属反射层或反射板而与陶瓷-基底相结合。为此图2示出了选择性的、设置在氧化硅-陶瓷基底7上的金属板70，该金属板对波长优选在0.9μm至1.1μm范围内的经透射的激光进行反射。
在区域15的加热和由此引起的颜色变化以及接下来的冷却之后能够选择性地进行热学后处理步骤(thermischer Nachbehandlungs-schritt)，从而减少拉应力。在800℃的温度和5分钟的保持时间下的热学后处理就已经在玻璃陶瓷板1中引起了拉应力的明显降低。在热学后处理步骤中可以借助另一电磁辐射源的激光或者也可以在适当的加热炉中加热至应力消除温度。在通过电磁辐射加热的情况下也可以使用这样的辐射源，该辐射源的辐射相比用于在改变颜色的第一步骤中加热的电磁辐射被更强烈地吸收。由此特别是加热了玻璃或玻璃陶瓷的表面。存在于表面上的拉应力在玻璃件或玻璃陶瓷件的强度方面特别重要。
在图1所示的实施例中设有可选的冷却液，从而避免表面的过度加热。用于生成温度梯度从而使表面在照射期间保持比表面下方的玻璃或玻璃陶瓷区域更低的温度的另一种手段为，待处理的玻璃件或玻璃陶瓷件的相应温度起始分布。由此能够通过低温冷冻和/或预热而在玻璃或玻璃陶瓷的厚度上形成具有适当梯度的温度起始分布。在适当的起始分布情况下，在电磁辐射实际起作用之前特别已经能够使内部体积比表面更热。例如涉及在电磁辐射作用之前预热玻璃件或玻璃陶瓷件并伴随表面淬火。
根据本发明的另一个实施方式也可以与图1和图2所示的不同，激光射束90聚焦在玻璃或者玻璃陶瓷的体积中。以这种方式必要情况下能够在经过程处理的材料的表面上形成压应力。
一般情况下在完成颜色变化之前或之后也可对玻璃件或玻璃陶瓷件进行强化。这可以通过热学或化学预张紧从而有针对性地引入表面附近的压应力区域来进行，由此材料耐受或补偿由过程引起的可能的拉应力。
图3示出了在整体玻璃陶瓷件上的X射线衍射光谱，该玻璃陶瓷件由根据图1描述的方法制造。研究的玻璃陶瓷是通过氧化钒体积染色的锂-铝硅酸盐-玻璃陶瓷，其例如用于炉灶。通过X射线衍射使通过激光照射增亮的区域15的晶相、晶相含量和晶粒尺寸与相邻的未增亮的区域16相比较。
额外地以菱形、正方形或圆形来表示不同晶相的相对强度。在此以正方形表示高石英-混合晶体(Hochquarz-Mischkristall,HQMK)的X射线衍射峰值，以菱形表示锂-铝硅酸盐或者热液石英(Keatit)混合晶体(KMK,LiAlSi3O8)的X射线衍射峰值，以及以圆形表示同样在玻璃陶瓷中证实存在的钛酸锆(ZrTiO4)的X射线衍射峰值。在此，曲线150是在增亮的、即根据本发明处理的区域15处的X射线衍射光谱，而曲线160是相邻的未变化区域16的X射线衍射光谱。可以看出，这两个曲线实际上完全相同，除了由于图示原因而不同的偏移。通过确切地分析X射线衍射峰值的强度唯独热液石英混合晶相的含量获得非常少的提高。该结果再次总结在下表中：
对于在“经校准”表示的列中的吸收校准采用的是玻璃陶瓷的化学组成以及ρ＝2.5g/cm3的假设密度。
根据上表和图3所示，高石英混合晶体的相含量在测量误差范围内没有变化。只有热液石英混合晶体含量显示出变化，该变化由于该晶相的较低含量而对玻璃陶瓷的结构没有明显影响。即使玻璃陶瓷件的经处理区域和未经处理区域由此不具有明显的结构差异，也可根据一个扩展方案根据热液石英混合晶体的较高含量识别出铝硅酸盐-玻璃陶瓷、特别是锂-铝硅酸盐-玻璃陶瓷的根据本发明经处理的区域。
晶相和/或其比例的变化可能影响光散射。如果材料中的光散射发生变化，这也会导致在照射经处理的区域时发生变化的散射。如上述实施例所展示的那样，经处理和未经处理的区域在其组织形态方面，特别是在具有的晶相方面实际上相同。因此在根据本发明的产品中在经处理和未经处理的区域之间的散射也没有变化或者仅非常略微地变化。因此在本发明的扩展方案中不局限于前述实施例地设置成，对于可见光来说第一区域的漫反射与第二区域的漫反射相差最高绝对值20％，优选最高绝对值10％，特别优选最高绝对值5％。
图4示出了根据本发明处理的、通过氧化钒体积染色的玻璃陶瓷板的光谱透射率(spektralen Transmissionsgrade)作为波长的函数。图4中的曲线151在此表示根据本发明经处理的区域15的光谱透射率，曲线161表示相邻的未处理区域16的光谱透射率。根据这两条曲线可以看出，在经处理的区域15中在420纳米和780纳米之间的整个光谱范围内的透射显著提高。当应改进透明度而较少地影响色调，从而将用于发亮或不发亮显示部件的玻璃件或玻璃陶瓷件的目的性区域变得更透明或者基本上适用于可视窗时，上述情况有利的。因此根据本发明的一个扩展方案并且不局限于特定的实施例，在420纳米和780纳米之间的整个光谱范围内在第一区域中的光谱透射(spektrale Transmission)大于在相邻的第二区域中的光谱透射。
此外，对于根据图4的光谱透射率还应注意到，在蓝色和绿色光谱范围中的透射相对看起来比红色范围中的提高更多。由此在500纳米情况下的透射从0.0028提高到0.027，即提高了九倍多。在600纳米情况下提高的倍数较低并且在此为4.7倍。这恰恰特别有利于在体积染色的、特别是通过氧化钒染色的玻璃陶瓷中改善对于蓝色和/或绿色显示部件或者对于彩色显示器的显示性能。因此根据本发明的另一个扩展方案，在400至500纳米范围内的波长情况下第一区域和第二区域光谱透射率的比例大于在600至800纳米范围内的波长情况下的比例。
以下列出了对于不同的颜色模式(xyY、Lab、Luv)和不同的标准光源在4mm厚玻璃陶瓷板的穿透照射中于经处理和未经处理的区域15、16上测量的颜色：
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
在Lab、xyY和Luv的颜色模式中参数L或者Y分别表示亮度。在此，当使用标准光类型C或标准光类型D65时参数Y在xyY颜色模式中对应于可见光谱范围内的透射率τvis并且根据Y值的比较能够确定透射提高的量。根据上面给出的值显示出，在可见光谱范围中的透射提高到至少2.5倍。在此大致可以发现，透射还与穿透照射的玻璃件或玻璃陶瓷件的折射率以及厚度有关。但是一般情况下，根据本发明的一个扩展方案，在380和780纳米之间的可见光谱范围内在4毫米厚度上的透射提高到至少2.5倍。
如前述的、图3和4的实施例中展示的通过氧化钒V2O5的染色也由DE 10 2008 050263 B4已知。由此描述了作为复杂过程的染色机制。根据该文献为了将氧化钒转变到能够染色的状态，前提是氧化还原过程。在可结晶的原材料玻璃中V2O5的染色还比较弱并且导致有点绿的色调。在陶瓷化过程中发生氧化还原，氧化钒被还原而氧化还原搭档(Redoxpartner)被氧化。
净化剂(refining agent)作用为主要的氧化还原搭档，这是由对Sb净化和Sn净化的组成进行默斯鲍尔研究得到的。在陶瓷化过程中在原材料玻璃中的一部分Sb3+或Sn2+转化为较高氧化阶Sb5+或Sn4+。可以假定为，钒以经还原的氧化阶作为V4+或V3 +而构建在晶核中并且在那里通过电子-电荷-转移反应而强烈染色。TiO2也可以作为另外的氧化还原搭档增强由氧化钒的染色。除了在原材料玻璃中的氧化还原搭档种类和量以外，根据DE 10 2008 050 263 B4在玻璃中对熔体调节的氧化还原状态也会有影响。较低的氧分压，即例如通过高的熔融温度以还原方式调整的熔体增强了氧化钒的染色效果。
但是也可能的是，还原的V4+或V3+不是构建在晶核中或者不仅仅构建在晶核中，而是也可能构建在其他的结构环境中，例如构建在高石英混合晶体中或者构建在簇(Cluster)中。
通过本发明通过照射高能量射束和加热玻璃陶瓷使染色局部地发生变化。
这可以与提供颜色的电荷-转移过程的影响相关联。因为在电荷转移过程中在供体中心和受体中心之间的假定电子转移对于吸收来说很重要，假定为在此通过作用的高能量照射和加热而在这些中心处进行结构变化。该结构变化降低了电子转移变化和吸收的频率/可能性。
由于钒的染色对于氧分压和陶瓷化时氧化还原过程的反应灵敏度，对此可能产生竞争性的价态变换。这意味着，照射与加热相结合可能能够从供体中心或受体中心去除电子并且由此这些电子对于电荷转移过程来说发生钝化。
减少的染色通过热学处理再次逆向的观察结果可以支持该假设。中心的热力学较稳定的结构状态可以重现(恢复)。由此重新提高了提供颜色的电荷转移变化的频率。
图5中示出了根据本发明增亮的区域以及未处理的区域的测得吸收系数的走势作为波长函数的曲线图。如图4中所示的光透射走势一样，测得该走势的玻璃陶瓷是通过氧化钒染色。增亮的区域15的较高的光透射在此显示出，在可见光谱范围内增亮区域的光谱吸收系数152小于相邻的未增亮区域16的吸收系数162。也如图4中所示的实施例一样，在整个可见光谱范围内，特别是增亮区域15的玻璃陶瓷的吸收系数可以小于相邻的未增亮区域16的材料的吸收系数。在可见光谱范围内，吸收系数随着波长的增大而减小。相应地类似于图3中所示的实施例，光谱的光透射增大。
另外显而易见的是，在大约1000纳米波长的红外光谱范围内光谱的吸收系数152、162的曲线相交。从该波长开始，第一区域15的吸收系数大于相邻的第二区域16的吸收系数。
在该所示的实施例中，在此在最高1650纳米波长的红外线中第一区域15的吸收系数大于第二区域16中的吸收系数。
一般来说并且不局限于该实施例，因此根据本发明的一个实施方式设置成，第一区域15在至少一个波长大于900纳米的光谱范围内的吸收系数大于相邻的第二区域16的吸收系数，并且由此第一区域15在波长大于900纳米的光谱范围内的整体光透射小于相邻的第二区域16在该光谱范围内的整体光透射。优选地，所述光谱范围至少在1100纳米和1400纳米之间，这也适用于图6所示的实施例。
所述的光谱范围特别适用于通过氧化钒染色的玻璃陶瓷。在通过稀土元素，特别是铈，优选结合铬和/或镍和/或钴染色；通过锰，优选结合锡和/或钛染色；或者通过铁，优选结合锡和/或钛染色的情况下，在第一区域15中具有更高吸收系数的这个效果也会出现在红外光谱范围内。但是在可能的情况下波长范围不同于图6中所示的实施例。
第一区域15在红外光谱范围内更高的吸收系数例如能够有利于设置在玻璃陶瓷板的区域15下方的显示装置23。由此减少了通过炉灶上的加热源通过玻璃陶瓷过度加热并损坏显示装置的危险。
图6示出了曝光硼硅酸盐玻璃的经处理和未经处理区域的光谱透射率。硼硅酸盐玻璃以商品名Fiolax出售。通过伽马射线的照射形成曝光。随后，如图2中所描述的那样，通过波长为1μm的激光射束将玻璃加热到Tg和软化点之间的温度。与图4相对应地，曲线151再次示出了玻璃的经如此处理的区域15的光谱透射率，曲线161示出了相邻的未经激光处理的区域16的光谱透视率。通过根据本发明的激光处理使透射提高引起的颜色变化明显可见。经处理的区域15在可见光谱范围内显示出几乎保持不变的透射率，这表明，基本上完全消除了曝光(Solarisation)。
在此还有，在蓝色和绿色光谱范围内的透射提高比红色光谱范围内的更强烈。在该实施例中，在蓝色以及直至波长为300纳米的紫外光谱范围内的透射的相对和绝对提高都大于红色光谱区域。
下面给出了通过标准光源的穿透照射对经处理的区域15和相邻的区域16测量的颜色值：
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
由xyY颜色测量的Y值得出在可见光谱范围内的透射率τvis提高了至少10％。
根据本发明的另一个实施方式，对扩散染色的玻璃件或玻璃陶瓷件根据本发明进行处理并且以这种方式通过扩散色而局部改变染色。扩散色扩散进入玻璃或玻璃陶瓷中并且在此同样引起体积染色。但是这里材料通常没有完全染色，而是从表面直至延伸到材料中一定深度的体积染色层而发生体积染色。
在接下来的实施例中硼硅酸盐玻璃(也是Fiolax玻璃)通过扩散色染成棕色，并且随后通过图2中所述的激光局部进行处理。由此由扩散染色的玻璃件或玻璃陶瓷件构成的产品中或者含有扩散染色的玻璃件或玻璃陶瓷件的产品中，第一区域15在可见光谱范围内的光透射比相邻的未经处理的区域16中的更高。
图7对于本发明的该实施方式示出了扩散染色的硼硅酸盐玻璃的光谱透射率，其中曲线151还是示出经处理的区域15的透射，而曲线161示出未经处理的区域16的透射。这里也出现，在经处理的区域15中的透射明显提高并且因此引起颜色变化。如同图4和图6的实施例，在蓝色和绿色光谱范围内的透射还是比红色光谱范围内的透射相对提高地更多。扩散染色的玻璃在550纳米的波长情况下具有小于0.05的透射率。通过激光处理使得在该波长下的透射率提高到0.2以上，即提高到4倍多。
下面给出了通过标准光源的穿透照射对扩散染色的玻璃的经处理的区域15和相邻的区域16测量的颜色值：
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
标准光类型A
标准光类型D65
标准光类型C
根据Y值得出在可见光谱范围内透射提高到2倍多。
图8示出了作为本发明的优选应用中的一种的玻璃陶瓷炉灶20。该玻璃陶瓷炉灶20包括玻璃陶瓷板1，其具有第一侧面3和相对立的第二侧面，第一侧面在此形成顶面，第二侧面形成底面。在底面或者说第二侧面5的下方设有加热部件22，用来加热放置在加热部件22上方的第一侧面3上的容器。玻璃陶瓷板1具有第一区域15，其由两个侧面3、5的一个表面到相对面地延伸穿过玻璃陶瓷板1并且在该第一区域中的光透射相对于相邻的区域16提高。在第一区域15的下方设有优选自发光的显示装置23，该显示装置发出的光能够通过第一区域15看见。在此通过根据本发明的以激光或者其他局部作用的电磁辐射源的处理、加热以及随后的冷却而生成该第一区域15。为了避免设置在玻璃陶瓷板1下方的部件、例如加热部件22在观测顶面3时会被看到，可以使用例如氧化钒含量高于0.02重量百分比的体积染色的玻璃陶瓷。通过在区域15中吸收的局部减弱或者说玻璃陶瓷的局部增亮使得显示装置23的光仍能够透射穿过玻璃陶瓷板1并且能够被操作者清楚看到。
因为通过本发明能够实现非常显著的增亮，因此本方法也特别适合于深色的玻璃陶瓷板，从而使其对于显示来说光透射。因此不局限于该实施例，根据本发明的一个实施方式设置成，使用一种玻璃陶瓷板，其中在与第一区域15相邻的第二区域16的可见光谱范围内的整体光透射为最高5％，优选最高2.5％。换言之，形成用于炉灶面的原材料的玻璃陶瓷板具有相应低的透射率，其最高5％，优选最高2.5％。
显示装置也可以设置在扁平棱角(Flachfacette)的下方。图9示出了具有这种扁平棱角26的玻璃陶瓷板1的示例。在例如图8中所示的实施例中，当显示装置应当放置在扁平棱角26的下方时，对于体积染色的玻璃以及玻璃陶瓷来说会出现这样的问题，即，由于在扁平棱角26区域中材料的变化的厚度而使得光透射沿表面同样发生变化。本发明在此基本提供了对玻璃材料或玻璃陶瓷材料的厚度变化的情况下的透射变化进行补偿的可能性。为此能够根据厚度使入射的电磁辐射的处理持续时间和/或功率相应进行变化。为此在图9中在玻璃陶瓷板1上方示意性地描绘出吸收系数α的变化作为沿着玻璃陶瓷板1的表面的位置坐标x的函数。扁平棱角26在此起始于玻璃陶瓷板的边缘，在该边缘玻璃陶瓷板相应地具有最小的厚度以及因此在没有根据本发明处理的情况下具有最高的透射。为了使得沿着扁平棱角26的透射保持恒定，吸收系数α从边缘开始到扁平棱角26的内侧棱边逐渐降低。由此设有扁平棱角26的区域也形成第一区域15，在该区域中的染色不同于在扁平棱角26旁边相邻的第二区域16(即具有平行平面侧面的区域)。
由此沿着扁平棱角26的光透射恒定地保持在板边缘上的数值。吸收系数随后在扁平棱角26的内侧棱边上又能够迅速提高到未经处理的玻璃陶瓷的值。因此吸收系数的曲线在此显示出一个梯级。由此扁平棱角26看起来是均匀增亮的区域。不局限于图9中所示的特定应用情况地，因此玻璃件或玻璃陶瓷件能够设有沿表面的至少一个区域变化的厚度，其中通过根据本发明的处理在第一区域15中的吸收系数与厚度相关地局部发生变化，特别是从而使得由于变化的厚度而局部变化的光透射至少部分地得到补偿。为此随着增加的厚度特别是调节了较小的吸收系数。
在图8的实施例中增亮的第一区域15是局部限制的窗口，该窗口典型地仅在第一侧面3面积的一小部分上延伸。如图9的实施例示出的扁平棱角26也典型地不在第一侧面3的大部分上延伸。根据本发明的一个实施方式，因此在玻璃部件或玻璃陶瓷部件的一个侧面上的一个或多个第一区域15的总面积份额占到最高为该侧面3的面积的三分之一。
本领域技术人员显而易见的是，本发明不局限于所描述的实施例，而是在权利要求技术方案的范围内能够进行多种变化。由此除了激光器之外还考虑其他的射束源。例如能够使用高功率短弧灯。为了实现局部限制的光作用，为此能够适当地掩盖玻璃件或玻璃陶瓷件。同样可能的是使用具有适当掩盖的微波源。
附图标记列表
1 玻璃陶瓷板
3 1的第一侧面
5 1的第二侧面
7 氧化硅-陶瓷基底
9 激光器
10 玻璃管
11 传输纤维
13 激光扫描器
14 线性光学装置
15 透射变化的局部区域
16 透射没有变化的区域
18 冷却液
20 玻璃陶瓷-炉灶
22 加热部件
24 显示装置
26 扁平棱角
70 金属板
90 激光射束
100 10的外侧面
101 10的内侧面
150 15的X射线衍射光谱
160 16的X射线衍射光谱
151 15的光谱透射率
161 16的光谱透射率
152 15的光谱吸收系数
162 16的光谱吸收系数

Claims (33)

1.一种用于制造具有局部变化的透射的玻璃件或玻璃陶瓷件的方法，其中，在第一区域(15)的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射比在第二区域(16)的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射高出最多绝对值20％，在所述方法中，
-提供通过颜色中心或染色离子体积染色的玻璃件或玻璃陶瓷件并且
-将电磁辐射局部限制地朝向玻璃件或玻璃陶瓷件的表面的一定区域，所述电磁辐射被吸收在玻璃材料或玻璃陶瓷材料的体积中，并且
-其中选择电磁辐射的功率密度，从而加热玻璃件或玻璃陶瓷件的经辐射区域，其中至少加热到在经加热区域的体积中玻璃材料或玻璃陶瓷材料在至少一个光谱范围中的吸收系数和由此光透射发生变化，并且其中
-在加热后结束电磁辐射的辐射，并且经辐射的区域冷却，其中，
-将玻璃或玻璃陶瓷在加热之后以至少1K每秒的冷却速率至少在最高温度直至最高温度以下100K的温度范围内冷却，并且其中，在电磁辐射的作用过程中通过冷却液(18)冷却玻璃件或玻璃陶瓷件的表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一区域(15)的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射比在所述第二区域(16)的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射高出最多绝对值10％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将玻璃或玻璃陶瓷在加热之后以至少5K每秒的冷却速率冷却。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将玻璃或玻璃陶瓷在加热之后以至少10K每秒的冷却速率冷却。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过激光器(9)进行加热。
6.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，借助激光扫描器在玻璃件或玻璃陶瓷件的表面上扫描激光射束，从而加热其表面积大于激光射束在玻璃件或玻璃陶瓷件表面上的光点的区域。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，提供通过氧化钒体积染色的玻璃陶瓷件，并且其中在局部区域中在380纳米和780纳米之间的可见光谱范围内的透射通过加热而提高。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，以至少250K每分钟的温度变化率加热玻璃或玻璃陶瓷。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，借助装置，将透射穿过玻璃件或玻璃陶瓷件的电磁辐射反射回玻璃件或玻璃陶瓷件。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述装置是其上支承有玻璃件或玻璃陶瓷件的基底。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在冷却之后进行热学后处理步骤，为了减少拉应力，其中所述热学后处理步骤包括至少一个下述步骤：
-借助电磁辐射的第二加热步骤，
-在炉中的热学再加热和消除应力。
12.具有体积染色的整体玻璃部件或玻璃陶瓷部件的产品，所述产品具有第一区域(15)，在所述第一区域中的染色不同于相邻的第二区域(16)，从而所述第一区域(15)的吸收系数和由此的通过所述第一区域(15)的光透射不同于相邻的所述第二区域(16)的吸收系数和由此的光透射，其中，在420纳米和780纳米之间的整个光谱范围内在第一区域(15)中的光谱透射大于在相邻的第二区域(16)中的光谱透射，其中在所述第一区域(15)的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射比在所述第二区域(16)的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射高出最多绝对值20％。
13.根据权利要求12所述的产品，其特征在于，在所述第一区域(15)的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射比在所述第二区域(16)的玻璃或玻璃陶瓷中的光散射高出最多绝对值10％。
14.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，所述玻璃部件或玻璃陶瓷部件的玻璃或玻璃陶瓷包含下述金属中的至少一种的离子或者下述金属离子的组合：
-钒，或与锡和/或钛结合的钒，
-稀土元素，或与铬和/或镍和/或钴结合的稀土元素，
-锰，或与锡和/或钛结合的锰，
-铁，或与锡和/或钛结合的铁。
15.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，所述玻璃部件或玻璃陶瓷部件的玻璃或玻璃陶瓷包含铈或与铬和/或镍和/或钴结合的铈的离子。
16.根据权利要求14所述的产品，其特征在于具有由氧化钒体积染色的玻璃陶瓷部件，其中在第一区域(15)中在可见光谱范围内的整体光透射相对于相邻的第二区域(16)被提高。
17.根据权利要求16所述的产品，其特征在于，所述玻璃陶瓷包含至少0.005重量百分数的氧化钒。
18.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，曝光的玻璃部件，其中曝光由于可见光谱范围内的光吸收而引起体积染色并且在所述第一区域(15)中相对于所述第二区域(16)提高了整体的光透射。
19.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于扩散染色的玻璃部件或玻璃陶瓷部件，其中所述第一区域(15)在可见光谱范围内具有比相邻的区域(16)高的光透射。
20.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，所述第一区域(15)从玻璃部件或玻璃陶瓷部件的第一表面延伸直至相对的第二表面。
21.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，
-所述第一区域(15)是窗口，所述窗口由至少三个侧面包围或者其外周的至少50％由相邻的、没有增亮的第二区域包围，或者
-在玻璃陶瓷炉灶的一个侧面(3)上一个或多个所述第一区域(15)的总面积份额最高为该侧面面积的三分之一。
22.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，所述第一区域(15)在波长大于900纳米的至少一个光谱范围内的吸收系数大于相邻的第二区域(16)在该光谱范围内的吸收系数，并且由此在波长大于900纳米的光谱范围内第一区域(15)的整体光透射小于相邻的第二区域(16)在该光谱范围内的整体光透射。
23.根据权利要求22所述的产品，其特征在于，所述第一区域(15)在波长在1100纳米至1400纳米的至少一个光谱范围内的吸收系数大于相邻的第二区域(16)在该光谱范围内的吸收系数。
24.根据权利要求12或13所述的产品，具有铝硅酸盐-玻璃陶瓷部件，其特征在于，所述第一区域(15)具有与所述第二区域(16)相比较高含量的热液石英混合晶体。
25.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，对于可见光来说第一区域(15)的漫反射与第二区域(16)的漫反射相差最多绝对值20％。
26.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，对于可见光来说第一区域(15)的漫反射与第二区域(16)的漫反射相差最多绝对值10％。
27.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，对于可见光来说第一区域(15)的漫反射与第二区域(16)的漫反射相差最多绝对值5％。
28.根据权利要求27所述的产品，其特征在于，在可见光谱范围内在第一区域(15)中的透射相对于相邻的第二区域(16)中的透射提高到至少2倍。
29.根据权利要求12或13所述的产品，其特征在于，在所述第一区域(15)中，在表面上的应力比在所述第一区域(15)的体积中间的应力高。
30.根据权利要求12或13所述的产品，所述产品具有厚度沿至少一个表面区域变化的玻璃部件或玻璃陶瓷部件，在该区域中的吸收系数根据厚度局部变化。
31.根据权利要求30所述的产品，其特征在于，所述第一区域(15)是窗口，所述窗口由至少三个侧面包围或者其外周的至少50％由相邻的、没有增亮的第二区域包围。
32.一种玻璃陶瓷炉灶(20)，具有根据权利要求12至31中任一项所述的、以玻璃陶瓷板(1)形式的产品，其中所述玻璃陶瓷板(1)具有第一区域(15)，所述第一区域从所述玻璃陶瓷板的两个侧面(3、5)的一个表面到相对表面地延伸穿过所述玻璃陶瓷板，并且在所述第一区域中的光透射相对于相邻的第二区域(16)提高，并且其中在所述第一区域下方设置显示装置，所述显示装置的光通过所述第一区域(15)能够看到。
33.根据权利要求32所述的玻璃陶瓷炉灶(20)，其特征在于，所述显示装置是自发光的。
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