CN113562985A - 盖板、其制造方法及用途 - Google Patents
盖板、其制造方法及用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113562985A CN113562985A CN202110467478.5A CN202110467478A CN113562985A CN 113562985 A CN113562985 A CN 113562985A CN 202110467478 A CN202110467478 A CN 202110467478A CN 113562985 A CN113562985 A CN 113562985A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- glass
- cover plate
- ceramic substrate
- main surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 310
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 266
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 115
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 97
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims description 87
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 36
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 27
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002468 ceramisation Methods 0.000 claims description 6
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 6
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 claims description 3
- 239000004173 sunset yellow FCF Substances 0.000 claims description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 description 40
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 33
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 27
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 24
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 23
- 238000013461 design Methods 0.000 description 20
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 15
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 12
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 10
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 7
- 229910026161 MgAl2O4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- -1 titanium nitrides Chemical class 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 3
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000002320 enamel (paints) Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000006120 scratch resistant coating Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 229910003430 FeCr2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002590 FeV2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020105 MgCr2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000004814 ceramic processing Methods 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001602 chrysoberyl Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010952 cobalt-chrome Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 229910052840 fayalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007770 physical coating process Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000005315 stained glass Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
- C03C17/23—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
- C03C17/23—Oxides
- C03C17/245—Oxides by deposition from the vapour phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/02—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3464—Sputtering using more than one target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/58—After-treatment
- C23C14/5806—Thermal treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
- C03C2217/21—Oxides
- C03C2217/23—Mixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/78—Coatings specially designed to be durable, e.g. scratch-resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/151—Deposition methods from the vapour phase by vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/152—Deposition methods from the vapour phase by cvd
- C03C2218/153—Deposition methods from the vapour phase by cvd by plasma-enhanced cvd
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/154—Deposition methods from the vapour phase by sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/154—Deposition methods from the vapour phase by sputtering
- C03C2218/156—Deposition methods from the vapour phase by sputtering by magnetron sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
- C03C2218/32—After-treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
- F24B1/00—Stoves or ranges
- F24B1/18—Stoves with open fires, e.g. fireplaces
- F24B1/191—Component parts; Accessories
- F24B1/192—Doors; Screens; Fuel guards
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C15/00—Details
- F24C15/004—Windows not in a door
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C15/00—Details
- F24C15/02—Doors specially adapted for stoves or ranges
- F24C15/04—Doors specially adapted for stoves or ranges with transparent panels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C15/00—Details
- F24C15/10—Tops, e.g. hot plates; Rings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
本发明总体上涉及一种盖板、其制造方法及用途。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种盖板、其制造方法及用途。
背景技术
盖板例如在家具中使用并且将在其中例如布置有电子部件的区域与使用者区域分开。例如,盖板也可以用作炊具中的所谓的烹饪板。盖板的另一个应用领域例如是在烤箱、壁炉或其他加热设备中将盖板用作壁炉观察窗。
因此,通常在操作使用中盖板可能会承受相当大的热应力。
然而,已经一再表明,盖板在使用中所承受的机械应力也可能是相当大的。例如,这包括磨损或刮擦负荷,这会导致这种盖板的表面和/或涂层(例如所谓的装饰层,其例如用于识别加热板的所谓功能区)的表面或布置在盖板表面上的其它涂层的表面相当大的磨损。
在此还应注意,不仅材料的耐热性及其耐磨性(例如层的硬度)很重要,而且耐化学性也很重要。因为,例如当将盖板用作烹饪表面或作为观察窗用于热应用(例如在烤箱或壁炉中)时,腐蚀性物质会与盖板接触,特别是在较高温度下。
为了改善特别是这种盖板的表面的耐磨性,特别是将所谓的耐刮擦层施加到盖板的表面上。然而,已经表明,要获得足够硬的并且在高温下仍具有足够的耐化学性的涂层仍然一直存在困难。另外,如果可能的话,用于耐刮擦层的材料在视觉上也应该是不显眼的。这意味着,如果可能的话,它们不应使穿过盖板的光的颜色失真,和/或如果可能的话,也仅具有很少的吸收,从而,例如光指示器(例如显示器)即使在相对较低的照度水平下也能容易被观察到。
例如适合用于耐磨损层的材料例如是金属的氮化物或碳化物,例如铝或钛的氮化物或碳化物,或半金属,如硅。然而,这些材料对于在高温下使用没有足够的耐化学性。
氧化物,特别是金属的氧化物,也是至少原则上被作为耐刮擦层考虑的材料。它们也是非常稳定的材料,并且有些还是透明或未着色的。但是,就其机械性能而言,它们大多不如碳化物和氮化物,后者的硬度明显更高。一些单金属的金属氧化物,即仅包括一种金属作为主要金属成分的金属氧化物的缺点是,它们是着色的,例如氧化铁或氧化铬。另一方面,二氧化钛尽管是无色的,但是具有非常高的折射率,并且因此太强地反射可见光,这增加了这种涂层的视觉显眼性。
作为材料替代物,例如考虑金属混合氧化物,特别是二元或双金属氧化物。
在本发明的范围内,金属混合氧化物应理解为是指包括多种金属成分作为主要成分的氧化物。换句话说,金属混合氧化物包括作为负离子或阴离子的氧离子O2-以及至少两种元素的阳离子,特别是至少两种金属的阳离子,其中,由混合氧化物包括的第二种金属不是以掺杂的形式存在或仅作为不可避免的痕量存在,而是作为必不可少的成分存在。
双金属或二元金属氧化物或混合氧化物在此应理解为是指包括两种金属作为主要成分的氧化物。特别地,术语双金属或二元金属氧化物或混合氧化物包括具有通式AB2O4的尖晶石结构的氧化物或混合氧化物。其中,在本发明的范围内,不仅以尖晶石结构结晶的氧化物或混合氧化物,还有以反尖晶石结构结晶的氧化物或混合氧化物都被术语具有尖晶石结构的氧化物所涵盖。
在尖晶石结构或在所谓的反尖晶石结构中,根据它们的尺寸,金属阳离子存在于最紧密球状排列的间隙中,该间隙由氧离子形成。尖晶石结构(以及所谓的反尖晶石结构)在此是本领域技术人员已知的晶体结构,并以矿物尖晶石MgAl2O4命名。
尖晶石MgAl2O4特别令人感兴趣,因为这种材料耐受最高至1000℃以上的温度,特别是其还具有足够的耐化学性。另外,已知该材料即使在几厘米的厚度下仍可以被制成透明的,并且可以由尖晶石获得非常坚硬的物体。
基于尖晶石的材料,例如陶瓷,是已知的。例如出版物Gatti,A.,“Development ofa process for producing transparent spinel bodies(一种用于制造透明尖晶石体的工艺的发展)”,Final Report(最终报告),通用电气,宾夕法尼亚州费城,1969年,描述了一种用于由尖晶石制造透明体的方法。
此外,EP0334760B1描述了一种用于由镁铝尖晶石制造高性能物体的方法,特别是在红外和可见光中透明的那些高性能物体。
美国专利US4029755A描述了透明的陶瓷,其中,这些用于陶瓷工艺的陶瓷包括直径在50μm和300μm之间的非常小的晶粒,并且是通过冷压工艺获得的。
如EP3502075A1所描述的那样,还已经获得了包括具有尖晶石结构的材料的黑色涂层。
然而,到目前为止,尚不可能在盖板上获得可用作耐刮擦层的透明的、未着色的涂层。因此,EP3502075A1的涂层被设计为着色涂层,并且仅有几百纳米的非常小的厚度,这是因为尽管涂层的颜色是基于吸收,但最终仍应在电磁频谱的红外范围内保证足够的透射率。然而,现有技术的涂层因此不适合用作耐刮擦层,特别是不适合作为无色的耐刮擦层,这是因为根据EP3502075A1的材料包括过渡金属离子,并且因此总是被设计为具有独特的固有颜色。
因此,需要一种盖板,其具有透明的、优选地甚至在高达1000℃的高温下耐机械的和/或耐化学性的涂层,以及需要用于制造这种盖板的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供至少部分地克服或至少减轻现有技术的先前问题的盖板。
本发明的目的通过独立权利要求的主题来实现。优选的和/或更具体的实施方式可以在从属权利要求中找到。
因此,本发明涉及一种盖板,其包括具有第一主表面和第二主表面的玻璃或玻璃陶瓷衬底,以及涂层,其布置在所述盖板的至少一个区域中的所述玻璃或玻璃陶瓷衬底的至少一个主表面上,其中,所述涂层包括至少一种式AxByO4的混合氧化物,或主要(即至少50重量%)或基本上(即至少90重量%)或完全由至少一种式AxByO4的混合氧化物组成,其中,A与B的摩尔比在至少0.3和至多0.7之间,其中,所述混合氧化物和/或所述涂层是至少部分结晶的,特别是多晶的,和其中,A优选地包括Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,和其中,B优选地包括Al、Fe、Cr、V或其混合物,并且其中,所述涂层优选地具有大于70%的透光率。
在本发明的范围内,适用以下定义:
在本发明的范围内,板被理解为一种成形体,其中,在笛卡尔坐标系的一个空间方向上的尺寸比在垂直于该第一空间方向的其他两个空间方向上的尺寸小至少一个数量级。换句话说,成形体的厚度小于其长度和宽度。
在本发明的范围内,板的主表面或更通常的成形体的主表面被理解为成形体或板的这样的表面,该表面包括成形体或板的表面的主要区域。对于板而言,这特别是其尺寸由成形体的长度和宽度确定的表面。根据板的确切布置,这些表面通常也被称为板的顶面和底面或板的正面和背面。
如上所述的盖板的实施例具有一系列的优点。
涂层包括式AxByO4的混合氧化物,或者主要(即大于50摩尔%或原子%,即分别基于摩尔比例)或者基本上(即大于90摩尔%)或者完全由式AxByO4的混合氧化物组成,另一方面,将涂层设计成是高温稳定的。涂层和/或材料的高温稳定的设计在本发明的范围内应理解为,在高温下,例如在最高至小于900℃的温度下,特别是最高至800℃下,没有出现材料或涂层的相变。该材料或涂层也没有显示出降解,例如分解反应或裂纹形成。
通过混合氧化物和/或涂层是至少部分结晶的,有利地支持了材料的非常好的耐性或以相应的方式也有利地支持了涂层的非常好的耐性。例如,混合氧化物可以尖晶石结构或反尖晶石结构或也可以橄榄石结构的形式存在,其中,存在尖晶石结构或可能地存在反尖晶石结构可能是有利的。因为尖晶石结构或可能地反尖晶石结构在结晶学上看是非常稳定的结构,其不倾向于任何相变。因此,如果涂层具有非常高的晶体或微晶含量,则是特别有利的。特别地,材料或涂层或混合氧化物是多晶的。
涂层的有利的设计特别地可以受到材料选择的影响。因此,成分A优选地包括铁Fe和/或镁Mg和/或铍Be和/或锌Zn和/或钴Co和/或硅Si和/或锰Mn和/或钒V和/或其混合物。形成成分A或包括成分A的金属在此优选地以阳离子的形式存在,该阳离子优选地具有氧化数II+,即例如是碱土金属。但是,成分A也可以由硅,半金属形成或包括硅,硅在氧化合物中具有氧化数IV+。此外优选地,B包括铝Al、铁Fe、铬Cr或钒V或其混合物,其中形成成分B或包括成分B的金属在此以阳离子的形式存在。特别优选的是,A的主要部分(即至少50原子%或摩尔%)是镁,和B的主要部分(即至少50原子%或摩尔%)是铝。特别地,也可能的是,除不可避免的微量以外,材料或混合氧化物或涂层仅包括镁和铝作为金属成分或其阳离子,即材料或混合氧化物或涂层由尖晶石MgAl2O4,特别是多晶尖晶石形成。恰恰材料和/或涂层的多晶设计可能是有利的,因为如果存在非常小的、细的微晶,则它们在光学上不显眼,因为不会感觉到晶界在视觉上造成干扰,并且因此透明度不会明显地受这种涂层干扰。
在此以下的金属的组合是优选的:
如果A包括镁和/或铍,则B优选地是铝和/或铁和/或铬和/或钒。
如果B包括铝,则A优选地是镁和/或铍,和/或,镁和/或铍和/或钒的混合物。
如果B包括铬,则A优选地是镁和/或铁和/或锌和/或钴。
如果B包括钒,则A优选地是锰和/或镁。
如果B包括铁,则A优选地是镁和/或硅。
根据一个实施方式,涂层因此包括至少一种式AxByO4的混合氧化物,其中,A与B的摩尔比在至少0.3和至多0.7之间,其中,A包括镁和/或铍,及B包括铝和/或铁和/或铬和/或钒,
和/或至少一种式AxByO4的混合氧化物,其中,A与B的摩尔比在至少0.3和至多0.7之间,其中,B包括铝,及A包括镁和/或铍和/或镁和铍的混合物,和/或钒,
和/或至少一种式AxByO4的混合氧化物,其中,A与B的摩尔比在至少0.3和至多0.7之间,其中,B包括铬,及A包括镁和/或铁和/或锌和/或钴,
和/或至少一种式AxByO4的混合氧化物,其中,A与B的摩尔比在至少0.3和至多0.7之间,其中,B包括钒,及A包括锰和/或镁,
和/或至少一种式AxByO4的混合氧化物,其中,A与B的摩尔比在至少0.3和至多0.7之间,其中,B包括铁,及A包括镁和/或硅。
在此可能的是,涂层仅包括一种结晶相,例如仅包括晶体或微晶或由MgAl2O4制成。这与涂层仅包括一种混合氧化物或者主要或基本上或完全仅由一种混合氧化物组成是同义的。但是也可能的是,涂层包括多种结晶相,也就是说,例如除了MgAl2O4之外,还包括Fe2SiO4和/或另一个种结晶相。这与涂层包括多种混合氧化物,或者主要或基本上或完全由多种混合氧化物组成是同义的。
此外,通常可能的是,涂层是至少部分地非晶的,也就是说,除了至少一个结晶相或可能地还有多个结晶相之外,还包括非晶相。
仅包括一个晶相(或仅包括一种混合氧化物)的涂层的形成应理解为是指该涂层仅包括特定的在晶体学上可确定相的晶体或微晶。包括多个结晶相的涂层的形成相应地应理解为是指在涂层中可以以结晶学方式,例如通过X射线衍射(XRD)检测到不同的结晶相。
优选的晶相例如包括MgAl2O4,BeAl2O4,MgFe2O4,MgCr2O4,MgV2O4,(Be、Mg)Al2O4(例如BeMgAl4O8),FeCr2O4,ZnCr2O4,CoCr2O4,FeV2O4,Val2O4,SiFe2O4,MnV2O4。
此外,涂层性能的有利形成也可以通过适当地选择成分A和B彼此之间的摩尔比来支持。成分A和B彼此之间的摩尔比有利地在至少0.3和至多0.7之间的范围内。特别可能的是,该比率可能恰好为0.5,即一个原子A对应于两个原子B。在这种情况下,化学计量组成根据尖晶石结构或反尖晶石结构AB2O4得出。然而,在上述范围之内可以允许偏离该理想的化学计量比,该偏离例如可以基于成分A和/或B的变化的化合价。特别地,除了成分A和/或B之外,混合氧化物通常还可以包括成分C,即,混合氧化物AxByO4以掺杂的形式存在。由于成分A和B决定了混合氧化物的基本性能,因此仍然可以说化合物或者混合氧化物AxByO4。如果要提到成分C,则在存在掺杂的混合氧化物的情况下,混合氧化物也可以被写为或者指定为AxByO4:C或者AxByCzO4。在本文中,不限于混合氧化物、涂层和/或盖板的任意实施方式,通常应理解:取决于各个组分A、B和/或C的化合价和/或量,氧O的量可以与式中给出的化学计量的量(即指数“4”)有所偏差。但是,只要晶体结构对应于相应的化学计量化合物,就认为这不是关键的。
因此具有式AxByO4的氧化相的形成也是特别有利的,因为以这种方式可以获得耐磨的涂层,例如耐刮擦和/或耐磨损的涂层,但是与已知的耐刮擦层(例如氮化物)相比,该涂层具有降低的层应力。优选地,在根据实施方式的涂层中的层应力的量为至多800MPa,优选地至多500MPA,和特别优选地至多300MPa。换句话说,层应力优选地为±800MPa,优选地为至多±500MPa,和特别优选地为至多±300MPa。这就是说,取决于精确的实施方式,涂层不仅可能具有拉应力或者也可能处于压应力下。由此例如也可能涂覆非常薄的衬底,例如薄玻璃,因为由于减小的层应力,即使薄衬底,其涂覆有根据本发明的实施方式的涂层,特别是被单侧涂覆,也仅具有轻微的弯曲或较少的翘曲。
根据本发明的实施方式的涂层材料的较低的层应力在涂布过程中也是有利的。因为由于在氮化物情况下的高的固有层应力,这些涂层材料经常在涂布单元内的内侧例如在溅射室内部发生层的剥落。
根据盖板的一个实施方式,盖板被如此设计,使得,在根据实施方式的涂层中的层应力的量为至多800MPa,优选地至多500MPA,和特别优选地至多300Mpa。
氧化物体系和/或氮化物体系中的层应力会受到多个工艺参数的影响。特别地,对涂层的孔隙率、堆积密度、结晶状态和/或层结构具有影响的参数起着重要的作用。在此,除其他外应提及参量“工艺压力”和“温度”。此外,温度的影响在很大程度上取决于所涂覆的材料及其相变。在这方面无法推导出一般规则,但是由于温度对层孔隙率和结晶状态的影响,能够预期其也强烈地影响层应力。此外,由于通过进行涂覆之后的冷却过程,热膨胀系数的差异(例如在衬底和层材料之间的线性热膨胀系数的差异)已经可以引发涂层中的应力。
工艺压力是用于调设层应力的另一个重要参数。在大多数情况下,低压会导致缺陷部位的减少和致密层的生长,这通常会导致压应力增加。例如,对于溅射的Si3N4涂层,这可以显示出来。这是因为低的工艺压力会导致非常高的层应力,该层应力的量最高超过2GPa,例如在Ruske等人的著作《固态薄膜351》(“Thin solid films 351”)(1999)的图8(参见158页及以下)中可以看到。
在本文中,涂层的结晶状态通常概括为与涂层的结晶度有关的参数,例如涂层所包含的结晶相的类型、数量和/或大小。
令人惊讶地已经表明,根据本发明的实施方式的方法(如将在下面更详细地描述的)可以获得具有相对低的层应力的层,这带来了上面讨论的优点。
此外,与例如氮化材料或总体上通常已知的耐刮擦涂层相比,由根据本发明的实施方式的涂层所包括的氧化物材料具有例如在1.6至1.8之间,如1.7的低折射率。这是有利的,因为以这种方式,根据本发明的实施方式的涂层的可观察性低,特别是低于常规的耐刮擦涂层的可观察性。特别是在包括着色的玻璃或玻璃陶瓷衬底的盖板中,或在玻璃或玻璃陶瓷衬底中,在与布置有涂层的主表面相对的主表面上配置了其它涂层,该其它涂层例如掩饰或通常降低穿过衬底的透明性,根据本发明的实施方式的涂层在视觉上是不太显眼的。
涂层优选地具有大于70%的透光率。涂层的透光率优选地为至少80%,特别优选地为至少90%。在此,通过确定未涂覆的衬底的透光率并通过在其中仅涂层被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的仅一个主表面上的区域中确定衬底的透光率,以及通过这些透光率的差来确定涂层的透光率,其中,从涂覆的衬底所获得的值中减去未涂覆的衬底所获得的值来确定。以这种方式确定的透射率的降低归因于该涂层。如上所述,此时涂层所产生的透光率分别通过100%减去由涂覆和未涂覆的衬底的透光率所确定的差来获得。在此情况下,优选地根据或按照DIN EN ISO 13468针对380nm至780nm的波长范围来确定涂覆或未涂覆的衬底的透光率。
例如,其中在衬底的仅一个主表面上仅布置有涂层的区域中的被涂覆的衬底的透光率为76%,和对于未涂覆的衬底,透光率为77%,产生衬底的透光率的差为1%。相应地,涂层的透光率此时为100%减去1%,即这里为99%。
换句话说,涂层的透光率根据以下的公式得出:
LTG(涂层)=100%-(LTG(涂覆的衬底)-LTG(未涂覆的衬底))
在此LTG代表透光率,涂覆的衬底的透光率是在其中仅布置有衬底和涂层的区域中盖板的透光率。在此,优选地根据或按照DIN EN ISO 13468针对380nm至780nm的波长范围来确定涂覆的衬底的透光率和未涂覆的衬底的透光率。
具有至少70%的涂层的高透光率的这种实施例是有利的,因为以这种方式不会大大降低穿过涂层的透明度。因此,这种高透光率是优选的,特别是对于在观察窗中的应用。但是,对于例如将涂层施加到已经被涂覆的衬底上的应用,这种涂层作为高透明的涂层的实施例也是有利的。因此,在这种情况下,例如也可以穿过根据本发明的实施方式的涂层很清楚地看到对于根据本发明的实施方式的涂层来说是“面涂层”的其它涂层。对于例如以徽标的形式存在的其它涂层的情况来说,这是特别有利的。
根据本发明的一个实施方式,涂层具有在0.05μm以上和优选3μm以下之间的厚度。这样的最小层厚度是有利的,因为它改善了涂层的机械稳定性。涂层的机械稳定性在此可以是涂层对磨损载荷,例如刮擦或磨损的耐抗性能。在此令人惊讶的是,涂层的有利的性能已经可以在50nm的层厚度下实现。如果增加涂层的厚度,则可以进一步改善涂层的机械性能。然而,将层厚度限制为优选地至多3μm是特别有利的。这是因为可以包括在涂层中的混合氧化物在一些情况下可以具有固有颜色。特别是当所涉及的混合氧化物作为本体材料存在时,会形成这种固有颜色。然而,如果这种作为本体材料具有固有颜色的材料以薄涂层存在,则可以是不同的情况。在这种情况下,涂层可能仅在很小的程度上被着色,并且可能地混合氧化物的固有颜色根本不能被观察到。因此,涂层不应太厚,因为厚的涂层不仅比薄的涂层在视觉上更引人注目,而且也更容易开裂。另外,制造太厚的涂层是不经济的,特别是因为在μm范围内的厚涂层还会降低盖板的断裂强度,例如抗冲击强度或弯曲强度。因此,优选地限制涂层的厚度。涂层的厚度优选地为至多3μm。
根据本发明的另一个实施方式,涂层是透明且未着色的。这是有利的,因为以这种方式涂层在视觉上特别不明显。这不仅确保涂层优选地仅略微降低穿过玻璃或玻璃陶瓷衬底的光透射,而且特别优选地,由于涂层本身,穿透玻璃或玻璃陶瓷衬底的光的颜色位置不发生移动。换句话说,例如以这种方式可以以特别真实颜色的方式来观察到发光显示器,例如布置在这种盖板下方或后面的显示器和/或不需要特别强的发光功率。
关于透明且未着色的形成,涂层的光学性质可以优选地通过比较未涂覆的玻璃或玻璃陶瓷衬底与涂覆有根据实施方式的涂层的玻璃或玻璃陶瓷衬底的颜色位置来表征。因此,在本发明的范围内,优选地,当在其中仅所述涂层被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的仅一个主表面上的部分区域中的盖板的颜色位置E101与在其中玻璃或玻璃陶瓷衬底上未布置任何涂层的区域中的盖板的颜色位置E110之间的差值ΔE至多小于20,优选地小于15,特别优选地小于10时,所述涂层被称为透明且未着色的,其中,特别优选地在L*a*b*颜色系统中确定在部分区域中的颜色位置E110和在区域中的颜色位置E101,并且根据以下公式计算颜色位置差ΔE:
其中,所述颜色位置E110由颜色坐标a*110、b*110、L*110给出,并且所述颜色位置E101由颜色坐标a*101、b*101、L*101给出,并且优选地分别在相对于白瓷砖的测量中来确定,特别是使用Konica-Minolta公司的CM-700d分光光度计。
根据盖板的另一个实施方式,盖板具有在2mm和8mm之间,优选地在4mm和6mm之间的厚度。这是有利的,因为以这种方式,盖板具有足够的抵抗断裂载荷的机械强度,以便能够例如在热应用中用作观察窗或用作所谓的烹饪板。盖板抵抗断裂载荷的机械强度包括所谓的抗冲击强度,其例如可以在所谓的落球试验中确定,以及弯曲强度,其例如可以在三点弯曲中确定。为了在此获得盖板的足够的强度,有利的是,盖板具有的最小厚度为2mm,优选地为至少4mm。然而,盖板的厚度也不应太高,因为否则一方面材料成本太高而另一个方面盖板的重量也太高。因此优选地,盖板具有至多8mm,优选地至多6mm的厚度。根据一个实施方式,盖板可以包括衬底,该衬底具有至少2mm,优选地至少4mm的厚度,以及至多8mm,优选地至多6mm的厚度。
然而,根据另一个实施方式,盖板具有的厚度也可以小于2mm,例如1mm以下,例如至少30μm,例如50μm或100μm。因此,特别地,根据一个实施方式,盖板可以包括被设计为所谓薄玻璃的衬底。特别地,衬底也可以具有小于2mm,例如1mm以下,例如至少30μm,例如50μm或100μm的厚度。通过根据实施方式的涂层可以令人意料地实现这样的实施例,因为在根据实施方式的涂层中的层应力对于所谓的硬质材料层或耐刮擦或耐磨损层来说是非常小的。在设置有这种涂层的盖板的仅轻微弯曲上就特别地显示出这一点。
根据盖板的另一个实施方式,在盖板或玻璃或玻璃陶瓷衬底的区域的部分区域中,在该部分区域中仅所述涂层被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的仅一个主表面上,盖板的根据ASTM-D 1003测量的雾度小于5%,优选地小于2%,并且特别优选地小于1%。
换句话说,在盖板或玻璃或玻璃陶瓷衬底的部分区域中,在该部分区域中仅所述涂层被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的仅一个主表面上,盖板仅具有非常低的浊度(雾度),或者盖板是非常清晰透明的。特别地,这一点也这样地实现,即涂层本身也仅具有非常低的雾度或被设计成没有显著的雾度。这样的设计是有利的,因为以这种方式确保了穿过盖板的特别良好的视野,从而例如可以容易地看到布置在盖板后面或下方的发光元件,例如显示器。这样的设计对用于热应用的观察窗,例如烤箱或壁炉的观察窗也是有利的。
根据盖板的另一个实施方式,涂层具有6至11GPa的硬度,该硬度在按照或根据DINEN ISO 14577-1和EN ISO 14577-4的测量方法中确定(所谓的马氏硬度)。这种设计是特别优选的,因为以这种方式,盖板在布置有涂层的区域中对磨损载荷,例如表面的刮擦或磨损载荷,具有特别好的耐抗性。换句话说,根据该实施方式,盖板至少在其中将涂层布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的主表面上的区域中被设计成耐磨的,特别是耐刮擦和/或耐磨损的盖板。这对于其中盖板与磨损材料和/或物体接触的应用是特别重要的。特别是在所谓的烹饪板或也用于烤箱或壁炉的观察窗的清洁过程中,盖板的这种实施例是特别有利的,特别是在用所谓的刮板进行清洁工作时。但是,例如与烹饪用具接触也可能导致在表面中的刮痕。
这样的设计对于在其中会发生摩擦载荷的盖板的应用是特别有利的,例如在烹饪板的情况下通过锅的移动产生摩擦载荷。在此值得注意的是,例如在烹饪板的表面和烹饪用具之间也可能布置有磨料颗粒,其然后附加地产生磨损作用。因此盖板的一种这样的设计是特别有利的,在该设计中,涂层也具有如上所述的耐磨性。因为由此导致很少的表面磨损。
根据盖板的一种特别有利的实施方式,所述涂层基本上全表面地覆盖玻璃或玻璃陶瓷衬底的主表面。在此在本发明的范围内,基本上全表面的覆盖被理解为是指涂层覆盖相关区域的至少90%,优选地至少95%。特别是当涂层具有高硬度和/或高耐磨性时,这种设计是特别有利的,因为以这种方式,用涂层基本上全表面地覆盖的主表面在几乎整个表面上设计为特别耐磨的,例如耐磨损的和/或耐刮擦的。基本上全表面的涂层在此也被理解为是指这样的实施方式,其中,根据实施方式的涂层不是直接地布置在衬底的一个主表面上,而是例如在衬底和涂层之间存在层。覆盖程度通常由主表面的涂层覆盖的区域与主表面的总表面之比得出。
根据盖板的另一个实施方式,盖板具有其它涂层。该其它涂层例如可以被设计为基于玻璃流(glasflussbasierte)的涂层,该涂层例如通过印刷所谓的搪瓷漆并随后进行烘烤而获得。盖板的基于玻璃流的涂层是已知的。例如,这种涂层用作烹饪区域标记和/或用于标记功能区域。这是特别重要的,因为例如在所谓的感应加热器中用作烹饪板的盖板的情况下,功能区域的标记是特别重要的。因为在此只有正确放置烹饪用具才能确保可以真正地进行烹饪过程。
在此,根据盖板的实施方式,该其它涂层被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的与所述涂层相同的主表面上并且至少或仅部分地覆盖该主表面。该其它涂层布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底和所述涂层之间。特别地,该其它涂层优选地邻接所述涂层。
特别在所述其它涂层本身不是特别耐机械和/或耐化学性的情况下,盖板的这种设计是有利的。例如已知的是,与盖板接触的物质会侵蚀盖板或玻璃或玻璃陶瓷衬底的表面。如上所述,这可能导致机械磨损,例如表面的刮擦和/或磨损,但是某些物质也可能与表面发生化学反应,并且以这种方式使其降解。但是,特别地还已知的是,恰恰是施加到盖板和/或玻璃或玻璃陶瓷衬底的表面上的涂层,例如基于玻璃流的涂层,特别容易受到机械和/或化学的侵蚀。例如,这可能例如是由于这种基于玻璃流的涂层只能在玻璃或玻璃陶瓷衬底上建立不充分的附着力,或者例如由于这种基于玻璃流的着色的涂层的表面非常粗糙并因此对于机械和化学侵蚀均提供较大的侵蚀面。特别是在烹饪板的情况下,例如也可能的是,食物在盖板的在操作使用中面对使用者的表面即顶面上烘烤并且在此期间也与基于玻璃流的着色的装饰面形成紧密的连接。在清洁期间,该清洁优选地借助于所谓的刮刀进行,完全有可能将装饰面的一部分连同脏污一起去除。这不仅在视觉上造成干扰,而且还可能导致功能区域的重要的标记的大部分去除。
因此,根据盖板的一个实施方式,特别优选的是,将其它涂层布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的与涂层相同的主表面上并且至少或仅部分地覆盖该主表面,其中,该其它涂层布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底和涂层之间。在此,该其它涂层可以直接布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的主表面上,即,可以与玻璃或玻璃陶瓷衬底直接接触。例如,如果要在玻璃或玻璃陶瓷衬底的材料与该其它涂层(即例如基于玻璃流的涂层)之间形成紧密连接,例如以形成熔融反应区,则这可能是有利的。然而,也可能的是,在该其它涂层和玻璃或玻璃陶瓷衬底的表面之间还设置有涂层,该涂层例如起粘合促进剂或隔离层的作用,例如以减少在基于玻璃流的涂层周围的所谓晕圈的形成。
有利地将所述涂层施加到该其它涂层上。为此,有利的是,如果所述涂层良好地粘附在所述其它涂层上,从而在所述涂层和所述其它涂层之间的界面处没有出现粘附失效。因为当将所述涂层施加到所述其它涂层上时,所述涂层用作所述其它涂层的面涂层和保护涂层,并且可以以这种方式也同时改善所述其它涂层的耐机械性和/或耐化学性。
根据盖板的另一个实施方式,玻璃或玻璃陶瓷衬底被设计为透明且未着色的或透明且着色的。在此,玻璃或玻璃陶瓷衬底可以不仅在两侧上设计成是光滑的,而且在一侧上,优选地在操作使用中背离使用者的一侧上,可以是拉毛的。当需要通过玻璃或玻璃陶瓷衬底以及以相应的方式也通过盖板的良好的视野时,例如对于观察窗而言,特别是在用于热应用的观察窗的情况下,将玻璃或玻璃陶瓷衬底设计成透明且未着色是优选的。但是,选择透明且未着色的玻璃或玻璃陶瓷衬底,并且在一侧上,优选地在操作使用期间背离使用者或操作者的一侧上至少部分地设置透明度减小的涂层,也可以是有利的。例如对于盖板作为烹饪板的应用,这种设计是可能的,特别是当显示器和/或其他显示元件也被集成到烹饪器具中时,它们被布置在盖板或烹饪板下方。因此在这种情况下可以特别清楚地看见这些显示元件,特别是在此处不会发生显示元件的光被透明且着色的衬底吸收。
然而,特别地,不仅仅是用作烹饪表面,将玻璃或玻璃陶瓷衬底设计成是透明且着色的也可以是有利的。以这种方式,因此布置在盖板后面或下方的组件和/或结构不再能清晰可见。也可能的是,通过在玻璃或玻璃陶瓷衬底中特定颜色的吸收来调整可见光的透射率,从而某些元件或结构能够通过盖板观察到,但是其他的元件或结构不能通过盖板观察到。
在本发明的范围内,玻璃或玻璃陶瓷衬底的透明且着色的设计应理解为是指玻璃或玻璃陶瓷衬底特别是通过着色的金属离子来着色的。在本发明的范围内,这也被理解为体积着色。在本发明的范围内,如果材料和/或产品,例如玻璃或玻璃陶瓷衬底是不散射的,则被称为是透明的。与透明的设计相反,因此特别地存在不透明的和半透明的设计,其中,不透明性或半透明性是由材料中或产品中的散射颗粒引起的。因此,特别地,在本发明的范围内,有可能的是,材料和/或产品尽管是吸收的,但仍被称为是透明的,因为在这种情况下,尽管在透射光中可见光的透射降低了,但是在这种设计中不会发生可见光的散射。
根据盖板的另一个实施方式,涂层被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的主表面上,该主表面在操作使用盖板时面对使用者并且因此被设计为顶面或正面。当涂层被设计为硬和/或耐磨损的涂层,即特别是耐刮擦和/或耐磨损的涂层时,这是特别有用的。这是因为恰好在操作使用中面对使用者的一侧上,通常也会产生盖板的表面上(例如在烹饪板的顶面上)的最大应力。
盖板的顶面或正面在此一般地具有特殊的设计构造。一般地,一方面盖板的顶面或正面被设计成是光滑的,而盖板的底面或背面例如也可以被设计成是拉毛的。对于将盖板设计为烹饪表面的情况,盖板的顶面通常还用其它涂层覆盖,该涂层例如标记功能区域(例如烹饪区域)。最后,盖板的顶面也是确定盖板的强度的顶面。也就是说,确定盖板抵抗断裂载荷的机械强度,即顶面是相应的载荷作用在其上的一侧,即例如在落球试验中钢球掉落在其上的一侧。
本发明的另一个方面涉及一种用于制造根据上述实施方式的盖板的方法。这涉及一种物理涂层工艺(或PVD,物理气相沉积)。该方法包括以下步骤:
-提供玻璃或玻璃陶瓷衬底,
-将所述玻璃或玻璃陶瓷衬底引入涂覆室,
-提供包含成分A和B的陶瓷或金属靶,其中,A优选地包含Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,并且其中,B优选地包含Al、Fe、Cr、V或其混合物,
-提供气体作为反应性气体,其中,所述气体优选地是氧气,
-设定在涂覆室中的压力,其中,所述压力在至少1*10-3mbar和至多5*10-2mbar之间,
-设定在涂覆室中的温度大于40℃,其中,所述制造温度优选地为至多350℃,
-通过气相沉积或溅射进行涂覆,其中,所述溅射可以以直流溅射或脉冲溅射实施,例如以中频或高频溅射实施,
-通过以在烤箱、优选陶瓷化烤箱中热处理的形式的进一步处理步骤、通过激光输入、通过闪光灯处理、通过UV后处理、通过例如借助真空中的氧等离子体或者借助大气中的等离子线或者通过施加火焰来附加地输入等离子体,可选地进行涂层的后处理,
和/或
可选地添加将Si或者Ti形式的其它物质,其中,其它物质的比例小于10%、优选小于5%、特别优选地小于2%,
由此至少一个主表面至少部分地用涂层涂覆,所述涂层包括一种分子式AxByO4的混合氧化物,或者主要或基本上或完全由分子式AxByO4的混合氧化物组成,
其中,A与B的摩尔比在至少0.3到至多0.7之间,
其中,所述混合氧化物和/或所述涂层是至少部分结晶的,特别是多晶的,
其中,A优选地包含Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,并且
其中,B优选地包含Al、Fe、Cr、V或其混合物,并且其中,所述涂层优选地具有大于70%的透光率。
涂覆可以在线实施,但是涂覆也可以以分批工艺的形式实施并且因此不在生产线内实施。
如上述关于层应力已经阐释的那样,利用根据本发明的实施方式的方法,特别是通过利用根据实施方式的溅射方法进行涂覆,令人惊讶地可能得到涂层的非常有利的设计。令人惊讶地表明,特别是利用溅射方法、例如脉冲溅射、特别是优选脉冲中频或高频溅射,可以得到这种涂层:所述涂层是至少部分结晶的、特别是多晶的(或者说,所述涂层包括至少部分为结晶的、特别是多晶的混合氧化物),并且,所述涂层仍具有低的层应力。这种效果能够通过直接在真空中或在大气中对涂层进行附加的后处理来增强。支持该效果的另一种可能性是附加地添加至少一种另外的物质,该物质用作一种晶种成核剂。
涂覆的样品可以直接在涂覆室中或者随后的涂覆工艺后进行后处理。这可以以不同的方式发生:
-特别是在大气压下,在至少约400℃、更好地至少约500℃、更有利的是至少约600℃或者甚至至少约900℃的温度下,但是在至多不超过盖板的最大使用温度1100℃的温度下进行热后处理,该热后处理持续优选至少2小时、更优选至少约4小时或更长,在最佳情况下最少约6小时,但不超过100小时。以这种方式,涂层可以被“退火(annealed)”,其也可以被称为或理解为“退火(ausgeheilt)”或通常被称为或者被理解为热后处理或者热处理。例如,该后处理可以在盖板的热钢化过程中进行(特别是在盖板包括玻璃衬底的情况下)或者在盖板的陶瓷化过程中进行(特别是在盖板包括玻璃陶瓷衬底的情况下)。热后处理的优点特别是,也可以在已经进行涂覆之后在盖板的加工中提供的步骤中进行该热后处理,例如在热钢化或者在陶瓷化过程中进行。也就是说,在这种情况下,不需要对盖板进行单独的钢化,但是在其他工艺步骤期间也可以进行热后处理。因此,有利地可以在陶瓷化烤箱中(即在将生玻璃转变为玻璃陶瓷期间)或者在回火炉中(即在对玻璃衬底进行热钢化的期间)进行热处理;
-在至多约10mbar,优选至多约5mbar,特别优选至多约1mbar,但优选至少0.001mbar的压力下,利用等离子体(例如氩、氧、氨或氢等离子体)进行处理,该处理持续至少5分钟,优选至少15分钟,特别优选至少约60分钟,但优选不超过10小时,优选不超过5小时;
-利用氙气闪光灯以至少8J/cm2,优选至少20J/cm2,特别优选至少40J/cm2的不同能量或能量密度处理至少一次,优选至少五次,特别优选十次或更多次的放电;
-在大气压下,利用UV灯、例如具有线谱的UV灯进行处理至少2小时,优选至少4小时,特别优选至少约6小时,但不超过100小时,其中,优选地,该线谱的特征线在185nm和/或254nm处;
-利用激光处理。
通过添加所谓的成核剂,可以激发和/或促进晶体生长,对于AxByO4形式,该成核剂至少由硅或钛或两种材料的混合物构成。作为后处理步骤的替代或补充,因此也可以添加成核剂或者添加剂。在此,添加剂的量应保持在很低的水平,从而不会对涂层的物理化学性质产生任何负面影响,但会导致结晶温度降低。出于此原因,根据一个实施方式,成核剂的量小于化合物AxByO4的10%、优选小于5%、特别优选小于2%。在本文中,上述百分比基于摩尔比例或者摩尔(所谓的原子百分比或摩尔百分比)。换句话说,在化合物AxByCzO4中,z明显小于数字x和y。C在此优选包含元素钛或元素硅或这两种元素的混合物,或者由元素钛或元素硅或这些元素的混合物构成。
附加的成核剂可以被混入合金靶中的A和B中,使得在该靶中存在所有三种元素A、B和C,其中,与A或B相比,成分C的比例要低得多。如上所述,成分C在此可以由钛或硅或这些元素的混合物形成。由于成分C的量少,这种由三种成分组成的合金靶或包括这三种成分的合金靶可以与两种成分的靶材几乎相同地进行加工。
另一种可能性是通过所谓的共溅射将第三成分C添加到等离子体中,其中,一种靶材料由成分A和B构成或能够构成,并且,第二靶材料由成分C构成或能够由成分C构成。在此,成分C中所提供的原子或离子的比例明显低于通过成分A和B的合金靶所提供的原子或离子的量。因此,根据一种实施方式,本发明还涉及一种用于制造盖板、优选根据本发明所描述的一个实施方式中的盖板的方法,该方法包括以下步骤:
-提供玻璃或玻璃陶瓷衬底,
-将所述玻璃或玻璃陶瓷衬底引入涂覆室,
-提供包含成分A和B的陶瓷或金属靶,其中,A优选地包含Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,并且其中,B优选地包含Al、Fe、Cr、V或其混合物,
-提供气体作为反应性气体,其中,所述气体优选地是氧气,
-设定在涂覆室中的压力,其中,所述压力在至少1*10-3mbar和至多5*10-2mbar之间,
-设定在涂覆室中的温度大于40℃,其中,所述制造温度优选地为至多350℃,
-通过气相沉积或溅射进行涂覆,其中,所述溅射可以以直流溅射或脉冲溅射实施,例如以中频或高频溅射实施,
由此至少一个主表面至少部分地用涂层涂覆,所述涂层包括一种通式AxByCzO4的混合氧化物,或者主要或基本上或完全由通式AxByCzO4的混合氧化物组成,
其中,A与B的摩尔比在至少0.3到至多0.7之间,
其中,所述混合氧化物和/或所述涂层是至少部分结晶的,特别是多晶的,
其中,A优选地包含Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,并且
其中,B优选地包含Al、Fe、Cr、V或其混合物,并且其中,所述涂层优选地具有大于70%的透光率。
此外,还包括以下至少一个特征:
-通过以在烤箱、优选陶瓷化烤箱或回火炉中热处理的形式的进一步处理步骤、通过激光输入、通过闪光灯处理、通过UV后处理、通过例如借助真空中的氧等离子体和/或借助大气中的等离子线和/或通过施加火焰来附加地输入等离子体,进行涂层(2)的后处理,
-添加其它成分,所述其它成分包含钛或硅或两种元素的混合物,或者由钛或硅或两种元素的混合物组成,其中,基于摩尔比例,其它成分的比例小于10%、优选小于5%、特别优选地小于2%,从而获得包含化合物AxByCzO4的涂层,其中z明显小于x和y。
因此,根据该实施方式,涂层可以包含成核剂。由于涂层中成分C的摩尔比例小,因此可以得到通式AxByO4的掺杂的混合氧化物,其中,由于掺杂剂的比例小,混合氧化物的基本性质继续由主要成分A和B决定,例如晶体结构。在本发明的范围内,通式AxByCzO4的混合氧化物在此也被理解为通式AxByCzO4的掺杂的混合氧化物,只要成分C基于摩尔比例的最大比例为10%并且如有必要更小。摩尔比例也可以由指数x、y和z的关系说明,其中,可以根据下式计算摩尔比例(MF):
MF=z/(x+y+z)。
优选地,在通过根据一实施方式的方法获得的盖板中,如上所述,根据实施方式的涂层中的层应力的量为至多800MPa,优选至多500MPa并且特别优选至多300MPa。换句话说,层应力优选为±800MPa,优选为最大±500MPa并且特别优选为最大±300MPa。
在此,还令人惊奇的是,涂层或者涂层所包含的混合氧化物以至少部分结晶的方式存在,特别是当它是存在于尖晶石结构或反尖晶石结构或橄榄石结构中的混合氧化物时。这是因为众所周知此类晶体结构的形成通常需要高温,例如,在制造粉末的情况下(例如参见:由Alhaji等编著的《光学材料98(2019),第2.2节,其中,温度为至少1400℃;或者,Orlinski等编著的《欧洲陶瓷学会杂志(2019)》,第2节,其中提及了1000℃的温度,在这里使用的共晶物)或者在制造单晶的情况下(例如参见:Takebuchi等编著的《辐射物理与化学177(2020)》,第2节,其中,特别提到了1400℃的温度)。
令人惊讶的是,在根据本申请的方法中,已经可以在溅射室中在至多350℃的低温下实现至少部分结晶,另外,所述低温通常至多用于干燥前体材料(参见Orlinski等,同上)。
因此,本发明还特别涉及一种盖板、特别是根据上述实施方式的盖板并且涉及其用途,所述盖板在根据本发明的实施方式的方法中被制造或者能够被制造。
附图说明
下面借助于附图进一步解释本发明。在附图中,相同的附图标记表示相同的或彼此相应的特征。附图显示:
图1至3是盖板的不同的实施方式。
具体实施方式
图1以穿过盖板1的示意性且未按比例的剖视图示出了根据本申请的盖板1的第一实施方式。盖板1包括具有第一主表面11和第二主表面12的玻璃或玻璃陶瓷衬底10以及布置在主表面11、12之一、在此即主表面12上的涂层2。涂层2布置在盖板1或玻璃或玻璃陶瓷衬底10的至少一个区域100中。
涂层2包括式AxByO4的混合氧化物或主要(即至少50重量%)、或基本上(即至少90重量%)、或甚至完全由式AxByO4的混合氧化物组成。A与B的摩尔比在至少0.3与至多0.7之间。特别地,摩尔比可以为0.5。混合氧化物和/或涂层2是至少部分结晶的,特别是多晶的。A优选地包括Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物。B优选地包括Al、Fe、Cr、V或其混合物。涂层2优选地具有大于70%的透光率。
区域100在此如此设计,使得仅涂层2和玻璃或玻璃陶瓷衬底10布置在该区域100中。换句话说,区域100在此形成部分区域101,在该部分区域101中仅涂层2布置在仅一个主表面上,在这里是布置在主表面12上。对于以示意性的且未按比例的剖视图的形式的图2中的盖板1的另一个实施方式,区域100的这种部分区域101也示例性地且未按比例地示出。在图2中还示出了在玻璃或玻璃陶瓷衬底10的主表面12上的其它涂层3。
优选地,盖板1被如此地设计,使得在区域100的至少部分区域101中,在该部分区域中仅涂层2布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的仅一个主表面11、12上,在此处是在主表面12上,盖板具有大于70%的透光率。
但是,一般地,在不限于在此示出的盖板1的实施例的情况下,也可能的是,在玻璃或玻璃陶瓷衬底10的主表面11、12上,特别是也在区域100中,布置其它涂层3。这些其它涂层3例如可以布置在与涂层2相同的主表面上,其中,这些其它涂层通常可以位于涂层2下面或覆盖涂层2。其它涂层3例如可以是导电迹线(Leiterbahnen)或触觉涂层或例如也是基于玻璃流的涂层或搪瓷或搪瓷涂层。在图2中示出,这些其它涂层3被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底10的与涂层2相同的主表面12上,其中,这些其它涂层3在这里与玻璃或玻璃陶瓷衬底10的主表面12直接接触并布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底10和涂层2之间。如果涂层2被设计成在机械上是特别稳定的和/或在化学上是特别惰性的,并且然后其它涂层3也要被作为面层的涂层2覆盖,以便在总体上获得盖板1的特别耐机械的和/或耐化学性的表面,则涂层的这种布置可以是特别优选的。
根据本实施方式,盖板还包括在其中不形成涂层,而是仅存在玻璃或玻璃陶瓷衬底10的区域110。该区域例如在图1中标出。
根据一个优选的实施方式,涂层2具有在0.05μm以上和3μm以下之间的厚度。较薄的涂层通常没有足够的厚度来充分地改善例如玻璃或玻璃陶瓷衬底2的表面的耐磨性,即使该较薄涂层包括耐机械性的和/或耐化学性的材料(例如材料AB2O4)或者主要或基本上或甚至完全由这样的耐抗性材料组成。相反,厚度大于3μm的涂层倾向于形成裂纹并且此外沉积这种厚的涂层要持续很长时间,这在经济上不再是有利的。
如果涂层2是透明且未着色的,则是有利的。因为此时涂层2在视觉上是不显眼的。在此在本发明的范围内,当在其中仅涂层2被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底10的仅一个主表面11、12上的部分区域101中的盖板1的颜色位置E101与在其中玻璃或玻璃陶瓷衬底10上未布置任何涂层的区域110中的盖板的颜色位置E110之间的差值ΔE小于20,优选地小于15,特别优选地小于10时,涂层2优选地被称为透明且未着色的,其中,特别优选地在L*a*b*颜色系统中确定在部分区域110中的颜色位置E110和在区域101中的颜色位置E101,并且根据以下公式计算颜色位置差ΔE:
其中,颜色位置E110由颜色坐标a*110、b*110、L*110给出,并且颜色位置E101由颜色坐标a*101、b*101、L*101给出,并且优选地分别在相对于白瓷砖的测量中来确定,特别是使用Konica-Minolta公司的CM-700d分光光度计。
盖板1优选地具有在至少2mm和至多8mm之间的厚度。盖板优选地至少为4mm厚。此外,盖板1的厚度优选地为至多6mm。如果盖板1被设计得太薄,则它在断裂性能方面没有足够的耐机械性。特别地,例如抗冲击强度和/或弯曲强度可能不足以例如用作烹饪板或用作观察窗,特别是用于热应用的观察窗。然而,如果盖板1太厚,则盖板变得太重。也可能的是,例如在IR范围内和/或在可见光的范围内的透射特性太差。例如可能的是,在盖板太厚的情况下,该盖板例如用作在烤箱或壁炉中的观察窗,则热辐射不再能够充分穿透进入要加热的空间。如果例如将盖板1用作烹饪板,则可能的是,在盖板1的厚度太大的情况下,则不再能够确保足够快的烹饪。
图3示出了通过盖板1的另一个示意性的和未按比例的剖视图。在此,涂层2和3的布置对应于图2中的布置。与图1和2中的玻璃或玻璃陶瓷衬底10相比,在图1和2中两个主表面11、12被设计成是光滑的,而在此处主表面11不是光滑的,而是规则图案化的。例如在需要盖板1具有特别高的抗冲击强度和/或弯曲强度时,盖板的这种设计可以是有利的。这是因为规则图案具有提高强度的作用,特别地规则图案可以被布置到在盖板1的操作使用中背离使用者的主表面上,因为在规则图案的底面上的裂纹不太容易扩散并且因此不能像在光滑的底面的情况下那样容易地导致盖板断裂。
根据盖板1的一个实施方式,盖板被如此地设计,即,在盖板1或玻璃或玻璃陶瓷衬底10或盖板1的区域100的部分区域101中,盖板具有根据ASTM-D 1003测量的小于5%,优选地小于2%,并且特别优选地小于1%的雾度,在该部分区域中仅涂层2被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底10的仅一个主表面11、12上。这意味着在盖板1或玻璃或玻璃陶瓷衬底10的部分区域中的盖板仅具有非常低的浑浊度,在该部分区域中仅涂层被设置在玻璃或玻璃陶瓷衬底10的仅一个主表面11或12上。因此,盖板1在该部分区域101中是非常清晰透明的,因此仅发生很少的光散射。这对于穿过盖板1的特别好的视野是有利的。
此外有利的是,设计盖板1或涂层2使得涂层2具有6GPa至11GPa的硬度,所述硬度是在按照或根据DIN EN ISO14577的测量方法中确定的(所谓的马氏硬度)。因为以这种方式,特别是当涂层2被作为顶涂层施加到盖板上时,涂层2可以特别好地发挥作为耐磨涂层的作用,即例如保护盖板的表面不被刮伤。
此外,根据盖板1的另一个实施方式,盖板被如此设计,即涂层2基本上覆盖玻璃或玻璃陶瓷衬底10的主表面11、12的整个表面,即至少主表面的90%,优选地甚至至少主表面的95%。当涂层2被设计成是非常硬的和/或非常耐磨损时,这是特别有利的,因为此时使基本上全表面地由涂层2覆盖的表面被设计成是特别耐磨的,例如特别是耐刮擦的和/或耐磨损的。
根据盖板1的另一个实施方式,盖板1被如此设计,即盖板具有其它涂层3。在不限于在图中所示的盖板1的实施例的情况下,一般地,盖板可以包括多个其它涂层3,例如导电迹线或诸如掩模的其它涂层,特别是也包括如涂层2那样被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底10的主表面上的涂层。然而特别地,涂层3可以布置在与涂层2相同的主表面上,根据图2和3,这里是布置在主表面12上。该其它涂层3至少部分地或仅部分地覆盖该主表面。特别地,如果该其它涂层3被设计为基于玻璃流的涂层,特别是被设计为基于着色的玻璃流的涂层,即例如被设计为搪瓷涂层,则涂层3不是全表面地被施加,而仅是部分地覆盖主表面。例如,在这种情况下,涂层3可以作为烹饪区标记来施加。也可能的是,将涂层3以网格形式施加到主表面上。如果主表面需要具有特别好的耐刮擦性或耐磨损性,则这可以是特别有利的,因为该其它涂层3,其被设计为着色的基于玻璃流的涂层,通常具有几个微米的厚度,并且可以以这种方式作为例如在烹饪用具的底部与玻璃或玻璃陶瓷衬底的主表面之间的间隔物。在此,其它涂层3布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底10与涂层2之间。这是有利的,因为以这种方式,不仅保持该其它涂层3的间隔物的作用,而且该其它涂层3也被涂层2覆盖。特别是当涂层2被设计成是耐刮擦的和/或耐磨损的和/或特别坚硬的时候,该其它涂层3也因此被涂层2保护免受刮擦和/或磨损。
根据盖板1的另一个实施方式,玻璃或玻璃陶瓷衬底10可以是透明且未着色的或者透明且着色的。对于某些应用,例如对于观察窗,在此,可能特别有利的是,玻璃或玻璃陶瓷衬底10不具有例如由于在玻璃陶瓷或玻璃中存在的金属离子所引起的强的吸收,通过该吸收而着色。在这种情况下,玻璃或玻璃陶瓷衬底10有利地被设计为透明且未着色的。对于其他应用,如果例如应该难以透视,则玻璃或玻璃陶瓷衬底10以设计成透明且着色的形式呈现,例如,在将盖板1用作烹饪板的情况下,则会是更有利的。
根据盖板1的另一个实施方式,涂层2被布置在主表面11、12上,该主表面在盖板1的操作使用中面对使用者,并且因此被设计为顶面或正面。
附图标记列表
1 盖板;
10 玻璃或玻璃陶瓷衬底;
11、12 玻璃或玻璃陶瓷衬底的主表面;
100 盖板的区域;
101 区域100的部分区域;
110 盖板的无涂层的区域;
2 涂层;
3 其它涂层。
Claims (14)
1.一种盖板(1),包括:
具有第一主表面(11)和第二主表面(12)的玻璃或玻璃陶瓷衬底(10),以及
涂层(2),其布置在所述盖板(1)的至少一个区域(100)中的所述玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)的至少一个主表面(11、12)上,
其中,所述涂层(2)包括至少一种式AxByO4的混合氧化物,或者主要或基本上或完全由至少一种式AxByO4的混合氧化物组成,
其中,A与B的摩尔比在至少0.3和至多0.7之间,
其中,所述混合氧化物和/或所述涂层(2)是至少部分结晶的,特别是多晶的,和
其中,A优选地包括Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,以及
其中,B优选地包括Al、Fe、Cr、V或其混合物,并且其中,所述涂层(2)优选地具有大于70%的透光率。
2.根据权利要求1所述的盖板(1),其中,所述涂层(2)具有在0.05μm以上和3μm以下之间的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的盖板(1),
其中,所述涂层(2)是透明且未着色的,
其中,优选地,当在其中仅涂层(2)被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)的主表面(11、12)上的部分区域(101)中的盖板(1)的颜色位置E101与在其中玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)上未布置任何涂层的区域(110)中的盖板(1)的颜色位置E110之间的差值ΔE至多小于20,优选地小于15,特别优选地小于10时,所述涂层(2)被称为透明且未着色的,
其中,特别优选地,在L*a*b*颜色系统中确定在部分区域(110)中的颜色位置E110和在区域(101)中的颜色位置E101,并且根据以下公式计算颜色位置的差值ΔE:
其中,所述颜色位置E110由颜色坐标a*110、b*110、L*110给出,并且所述颜色位置E101由颜色坐标a*101、b*101、L*101给出,并且优选地分别在相对于白瓷砖的测量中来确定,特别是使用Konica-Minolta公司的CM-700d分光光度计。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的盖板(1),其中,所述盖板具有在2mm和8mm之间,优选地在4mm和6mm之间的厚度。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的盖板(1),其中,在所述盖板(1)的区域(100)的其中仅涂层(2)被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)的仅一个主表面(11、12)上的部分区域(101)中,根据ASTM-D 1003测量的所述盖板(1)的雾度小于5%,优选地小于2%,并且特别优选地小于1%。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的盖板(1),其中,在根据或按照DIN ENISO14577-1和DIN EN ISO14577-4的测量方法中确定的所述涂层(2)的硬度为6GPa至11GPa。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的盖板(1),其中,所述涂层(2)基本上全表面地覆盖所述玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)的主表面(11、12)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的盖板(1),其包括其它涂层(3),
其中,所述其它涂层(3)被布置在所述玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)的与所述涂层(2)相同的主表面(11、12)上,并且至少或仅部分地覆盖所述主表面(11、12),
其中,所述其它涂层(3)被布置在所述玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)和所述涂层(2)之间。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的盖板(1),其中,所述玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)
-是透明且未着色的,或
-是透明且着色的。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的盖板(1),其中,所述涂层(2)被布置在所述主表面(11、12)上,所述主表面在所述盖板(1)的操作使用中面对使用者并且由此被设计成顶面或正面。
11.用于制造盖板(1)、优选根据权利要求1至10中的任一项所述的盖板(1)的方法,其包括以下步骤:
-提供玻璃或玻璃陶瓷衬底(10),
-将所述玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)引入涂覆室,
-提供包括成分A和B的陶瓷或金属靶,其中,A优选地包括Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,并且其中,B优选地包括Al、Fe、Cr、V或其混合物,
-提供气体作为反应性气体,其中,所述气体优选地是氧气,
-设定在涂覆室中的压力,其中,所述压力在至少1*10-3mbar和至多5*10-2mbar之间,
-设定涂覆室中的温度大于40℃,其中,所述制造温度优选地为至多350℃,
-通过气相沉积或溅射进行涂覆,其中,所述溅射能够以直流溅射或脉冲溅射实施,例如以中频或高频溅射实施,
从而至少一个主表面(11、12)至少部分地用涂层(2)涂覆,所述涂层(2)包括一种式AxByO4的混合氧化物,或者主要或基本上或完全由式AxByO4的混合氧化物组成,
其中,A与B的摩尔比在至少0.3到至多0.7之间,
其中,所述混合氧化物和/或所述涂层(2)是至少部分结晶的,特别是多晶的,
其中,A优选地包括Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,并且
其中,B优选地包括Al、Fe、Cr、V或其混合物,并且
其中,所述涂层(2)优选地具有大于70%的透光率。
12.用于制造盖板(1)、优选根据权利要求1至10中的任一项所述的盖板(1)的方法,其包括以下步骤:
-提供玻璃或玻璃陶瓷衬底(10),
-将所述玻璃或玻璃陶瓷衬底(10)引入涂覆室,
-提供包括成分A和B的陶瓷或金属靶,其中,A优选地包括Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,并且其中,B优选地包括Al、Fe、Cr、V或其混合物,
-提供气体作为反应性气体,其中,所述气体优选地是氧气,
-设定在涂覆室中的压力,其中,所述压力在至少1*10-3mbar和至多5*10-2mbar之间,
-设定涂覆室中的温度大于40℃,其中,所述制造温度优选地为至多350℃,
-通过气相沉积或溅射进行涂覆,其中,所述溅射能够以直流溅射或脉冲溅射实施,例如以中频或高频溅射实施,
从而至少一个主表面(11、12)至少部分地用涂层(2)涂覆,所述涂层包括一种式AxByO4的混合氧化物,或者主要或基本上或完全由式AxByO4的混合氧化物组成,
其中,A与B的摩尔比在至少0.3到至多0.7之间,
其中,所述混合氧化物和/或所述涂层(2)是至少部分结晶的,特别是多晶的,
其中,A优选地包括Fe、Mg、Be、Zn、Co、Si、Mn或其混合物,并且
其中,B优选地包括Al、Fe、Cr、V或其混合物,并且
其中,所述涂层(2)优选地具有大于70%的透光率,
还包括以下至少一个特征:
-通过以在烤箱、优选陶瓷化烤箱或回火炉中热处理的形式的进一步处理步骤、通过激光输入、通过闪光灯处理、通过UV后处理、通过例如借助真空中的氧等离子体和/或借助大气中的等离子线和/或通过施加火焰来附加地输入等离子体,进行涂层(2)的后处理,
-添加其它成分,所述其它成分包含钛或硅或两种元素的混合物,或者由钛或硅或两种元素的混合物组成,其中,基于摩尔比例或者摩尔,其它成分的比例小于10%、优选小于5%、特别优选地小于2%,从而获得包含化合物AxByCzO4的涂层,其中z明显小于x和y。
13.一种根据权利要求11或12的方法制备或能够制备的盖板,特别是权利要求1至10中任一项所述的盖板。
14.根据权利要求1至10和13中的任一项所述的盖板(1)和/或在根据权利要求11或12的方法中制备的盖板(1)的用途,其用作烹饪表面、显示器、烤箱观察窗、扫描仪罩、光学元件/滤光器、观察窗、工作台面、窗玻璃、在消费电子产品领域中的玻璃板、玻璃包装、钟表玻璃、保护屏。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020111568.7 | 2020-04-28 | ||
DE102020111568 | 2020-04-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113562985A true CN113562985A (zh) | 2021-10-29 |
Family
ID=78161393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110467478.5A Pending CN113562985A (zh) | 2020-04-28 | 2021-04-28 | 盖板、其制造方法及用途 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20210133877A (zh) |
CN (1) | CN113562985A (zh) |
DE (1) | DE102021110208A1 (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1140208A (zh) * | 1995-06-05 | 1997-01-15 | 国际商业机器公司 | 非金属盘镀层 |
JP2000273398A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-10-03 | Central Glass Co Ltd | 着色膜用塗布液および着色透明基体 |
CN101547872A (zh) * | 2006-10-16 | 2009-09-30 | 尤罗科拉公司 | 玻璃-陶瓷板和它的制造方法 |
CN103391904A (zh) * | 2011-02-15 | 2013-11-13 | 旭硝子欧洲玻璃公司 | 用于制造装饰玻璃片材的方法 |
US20150267289A1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | Solar-Tectic, Llc | Method of making ceramic glass |
CN104973797A (zh) * | 2014-04-03 | 2015-10-14 | 肖特股份有限公司 | 耐刮涂层、具有耐刮涂层的衬底和该衬底的制造方法 |
CN106536441A (zh) * | 2014-07-16 | 2017-03-22 | 肖特股份有限公司 | 用于制备涂布基板的方法、包括通过加热涂覆的至少两个层的平面基板、以及涂布基板的用途 |
CN108395117A (zh) * | 2017-02-07 | 2018-08-14 | 肖特股份有限公司 | 涂布的防护玻璃 |
EP3362415A1 (en) * | 2016-01-21 | 2018-08-22 | Ferro Corporation | Modified black spinel pigments for glass and ceramic enamel applications |
CN109956679A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 肖特股份有限公司 | 具有中性色的涂层的盖板 |
DE102018122020B3 (de) * | 2018-09-10 | 2020-02-20 | Schott Ag | Glas- oder Glaskeramikartikel, Verfahren zur Herstellung eines Glas- oder Glaskeramikartikels und dessen Verwendung |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4029755A (en) | 1972-02-07 | 1977-06-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Transparent ultrafine grained ceramics |
FR2629075B1 (fr) | 1988-03-25 | 1990-11-16 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de pieces en spinelle d'aluminate de magnesium a hautes performances, notamment de pieces transparentes dans le domaine infrarouge et visible |
-
2021
- 2021-04-22 DE DE102021110208.1A patent/DE102021110208A1/de active Pending
- 2021-04-27 KR KR1020210054136A patent/KR20210133877A/ko active Search and Examination
- 2021-04-28 CN CN202110467478.5A patent/CN113562985A/zh active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1140208A (zh) * | 1995-06-05 | 1997-01-15 | 国际商业机器公司 | 非金属盘镀层 |
JP2000273398A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-10-03 | Central Glass Co Ltd | 着色膜用塗布液および着色透明基体 |
CN101547872A (zh) * | 2006-10-16 | 2009-09-30 | 尤罗科拉公司 | 玻璃-陶瓷板和它的制造方法 |
CN103391904A (zh) * | 2011-02-15 | 2013-11-13 | 旭硝子欧洲玻璃公司 | 用于制造装饰玻璃片材的方法 |
US20150267289A1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | Solar-Tectic, Llc | Method of making ceramic glass |
CN104973797A (zh) * | 2014-04-03 | 2015-10-14 | 肖特股份有限公司 | 耐刮涂层、具有耐刮涂层的衬底和该衬底的制造方法 |
CN106536441A (zh) * | 2014-07-16 | 2017-03-22 | 肖特股份有限公司 | 用于制备涂布基板的方法、包括通过加热涂覆的至少两个层的平面基板、以及涂布基板的用途 |
EP3362415A1 (en) * | 2016-01-21 | 2018-08-22 | Ferro Corporation | Modified black spinel pigments for glass and ceramic enamel applications |
CN108395117A (zh) * | 2017-02-07 | 2018-08-14 | 肖特股份有限公司 | 涂布的防护玻璃 |
CN109956679A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 肖特股份有限公司 | 具有中性色的涂层的盖板 |
DE102018122020B3 (de) * | 2018-09-10 | 2020-02-20 | Schott Ag | Glas- oder Glaskeramikartikel, Verfahren zur Herstellung eines Glas- oder Glaskeramikartikels und dessen Verwendung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210133877A (ko) | 2021-11-08 |
DE102021110208A1 (de) | 2021-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102313266B1 (ko) | 내스크래치성 코팅, 내스크래치성 코팅을 갖는 기재 및 이의 제조 방법 | |
CN1777690B (zh) | 采用钛与铝材料的混合物涂覆的衬底,制备该衬底的方法和钛与铝金属的阴极靶材 | |
US7018727B2 (en) | Transparent protective layer for a body | |
US9051211B2 (en) | Effects of methods of manufacturing sputtering targets on characteristics of coatings | |
US20150355382A1 (en) | Hard anti-reflective coatings and manufacturing and use thereof | |
KR102170171B1 (ko) | 내스크래치성 유리 물품 | |
EP1893543B1 (en) | Coated glass pane | |
US9884783B2 (en) | Coated glass ceramic plate | |
CN111670170B (zh) | 玻璃陶瓷制品 | |
EP2226567A1 (en) | Top plate for cooking appliance and process for producing the same | |
CN113562985A (zh) | 盖板、其制造方法及用途 | |
KR102698279B1 (ko) | 반투명 또는 투명 마모 방지 코팅, 이러한 마모 방지 코팅을 갖는 기재 및 그의 제조 방법 | |
CN111670169B (zh) | 玻璃陶瓷制品 | |
JP2004211910A (ja) | 調理器用トッププレート | |
JP2005055005A (ja) | 調理器用トッププレート | |
KR102697729B1 (ko) | 중성색 마모 보호 코팅, 이러한 중성색 마모 보호 코팅을 가진 기판, 및 이의 제조 방법 | |
CN113825734B (zh) | 玻璃陶瓷制品 | |
CN115215555A (zh) | 板形玻璃或玻璃陶瓷元件及其制造方法和用途 | |
US20220144695A1 (en) | Glass-ceramic article | |
CN118613453A (zh) | 涂覆基板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |