CN114620943B - 半透明或透明的防磨损层、具有该层的基底及其制造方法 - Google Patents

半透明或透明的防磨损层、具有该层的基底及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114620943B
CN114620943B CN202111528406.3A CN202111528406A CN114620943B CN 114620943 B CN114620943 B CN 114620943B CN 202111528406 A CN202111528406 A CN 202111528406A CN 114620943 B CN114620943 B CN 114620943B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
layer
wear
wear layer
glass
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.)
Active
Application number
CN202111528406.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114620943A (zh
Inventor
C·亨恩
S·诺奇
F·席林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of CN114620943A publication Critical patent/CN114620943A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114620943B publication Critical patent/CN114620943B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C03C17/225—Nitrides
    • 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
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • 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
    • C03C10/0018—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 containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0027—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 containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
    • 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
    • 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
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
    • 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
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3429—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating
    • 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
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3429—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating
    • C03C17/3435—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating comprising a nitride, oxynitride, boronitride or carbonitride
    • 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
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • 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
    • C03C2217/214—Al2O3
    • 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
    • C03C2217/22—ZrO2
    • 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
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/24—Doped 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
    • 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
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/90—Other aspects of coatings
    • 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
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/365—Coating different sides of a glass substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于基底的半透明的或透明的防磨损层。本发明也涉及具有半透明的或透明的防磨损层的基底及其制造方法。在此，防磨损层至少局部地构造在基底的至少一个表面上并且具有在CIELAB色系中的色度C*小于14、优选小于7、特别优选小于4，这在用标准光源A或标准光源C的光的漫反射的光入射下或在温度在2500K和10000K之间的黑体辐射下测得。在此，所述防磨损层具有在波长380nm和780nm之间的可见的波长光谱中至少60％、优选至少75％、特别优选至少80％的透光度。

Description

半透明或透明的防磨损层、具有该层的基底及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于基底的半透明或透明的防磨损层。本发明还涉及具有这种半透明或透明的防磨损层的基底及其制造方法。
背景技术
由现有技术已知用于保护物体(例如工具)的表面以防损伤(例如划伤)的各种涂层。基于钛的这种硬质材料层系统例如由文献DE 11 2014 001 619 A1已知。该层系统提供高度耐磨性。例如DE 10 2017 102 642 A1或DE 10 2012 107 129 A1示出了用于工具的其他的硬质材料层。
在例如用于工具的多种硬质材料涂层中光学性能并不突出，在物体是如玻璃或玻璃陶瓷的基底时则表现不同，该基底应在表面上设有防磨损层以提高抗划伤性或避免磨损。
这种玻璃陶瓷基底例如可包括灶面或炊具。借助灶面上侧上的防磨损层例如可确保，灶面即使在使用多年之后仍然保持形态美好的外观。因此，文献DE 10 2011 081 234A1描述了玻璃陶瓷构造的基底上的这种硬质材料涂层。
其他的层系统例如在文献EP 2 994 784 B1或WO 2017/048700 A1中描述。
然而，缺点是，涂层和基底的热膨胀系数应该仅轻微地彼此偏差。由于玻璃陶瓷具有非常低的热膨胀系数，这大大限制了合适涂层的数量。所以例如基于氮化铝或氮化硼的硬质材料层通常具有过高的热膨胀系数，使得该硬质材料层不能或难以用于玻璃陶瓷基底的涂层。在此，在玻璃陶瓷基底中涂层的膨胀系数不应大于+/-5*10-6K-1。
因此用于提高抗划伤性或用于保护以防磨损的涂层不仅具有高硬度。而其他的特性，尤其是弹性(E模量)、表面粗糙度、由于基底和涂层的不同热膨胀系数引起的层应力以及基底的表面特性是相应涂覆的基底的防划伤的涂层或防磨损层的品质的重要因素。
此外期望的是，例如玻璃或玻璃陶瓷物体的相应涂层的表面除了高度防划伤性以外，也具有对例如在生产期间以及后期的应用期间出现的磨损和抛光负载的高度耐受性。
用于玻璃或玻璃陶瓷的防磨损层的另一挑战是，这些层或设有这些层的基底、例如灶面也应该满足特定的光学特性。例如，在某些应用中可能期望防磨损层的高透明度。
因此期望的是用于例如由玻璃或玻璃陶瓷构成的基底的防磨损层，其除了防护机械作用以外具有高透明度。
发明内容
因此，本发明的目的是提供这种层，其一方面是耐划伤的并且保护表面以防磨损，而另一方面也是透明的或至少半透明的。
对此，除了高度的防划伤性以外防磨损层也应相对于磨损和抛光负载以及相对于环境负载具有更高的耐受性。
本发明的目的还在于，提供至少部分地用至少半透明的或透明的防磨损层涂覆的基底。该基底在此尤其应包括由玻璃或玻璃陶瓷构成的物体，例如灶面。
本发明的另一目的是提供相应的制造方法。
令人惊奇地，本发明的目的简单地通过独立权利要求的主题实现。本发明的有利设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
本发明的第一方面涉及一种基底，该基底包括玻璃或玻璃陶瓷或由其构成，具有至少半透明或透明的、硬的防磨损层，其中防磨损层至少局部地或优选整面地施加或构造在基底的至少一个表面上。在一个优选的实施方式中，根据本发明的防磨损层还是温度稳定的。
防磨损层具有的在CIELAB色系中的色度C*小于14、优选小于7、特别优选小于4，这在用标准光源A或标准光源C的光的漫反射的光入射下或在色温在2500K和10000K之间的黑体辐射下测得。标准光源D55、D65或D75对应于色温5500K(D55)、6500K(D65)或7500K(D75)下的黑体发射器。
在本发明的优选的改进方案中，防磨损层具有的在CIELAB色系中的色度C*小于14、优选小于7、特别优选小于4，这在用标准光源A或标准光源C的光、甚至用标准光源A或标准光源C和D55的光、甚至用标准光源A或标准光源C和D55以及D65和D75的光的漫反射的光入射下测得。这意味着，防磨损层对于这些标准光源中的每一个单个的标准光源都具有相应低的色彩。
在CIELAB色系中的色度C*通过
限定，其中a*和b*是该系统中的颜色坐标。CIELAB系统中的颜色坐标L*、a*和b*能按本领域技术人员已知的方式换算成CIE色系的颜色坐标x、y和亮度Y。在此，标准光源A对应于2856K的真空中的普朗克辐射器(Planck′schen Strahler)，其中x＝0.4476以及y＝0.4074，标准光源C对应于约6800K的平均日光，其中x＝0.3101以及y＝0.3162。
此外，防磨损层在380nm和780nm波长之间的可见的波长光谱中具有高的透射性。对此防磨损层具有至少60％、优选至少75％、并且特别优选至少80％的透射度。
由此例如将发光或显示元件定位在涂有防磨损层的基底之下成为可能，即使使用者从相对侧、即从上方看向基底，使用者也可良好地感知发光或显示元件的光。使用者的良好可见性有利地改进了操作可靠性，因为例如可更好且更可靠地识别作为发光或显示元件的警告标志。
防磨损层的对于防磨损层和基底至少所需的透光度在此也可低于98％，例如也可为96％或更低，或低于92％。在个别情况下有利的是，使防磨损层的具体透光度与基底的透光度和/或预设的应用相协调。原则上在本发明的意义中较高的透光度比较低的透光度更好。在本发明中，术语“半透明”看作是在可见的波长范围中至少60％的透光度，其中，80％或更大的透光度相应地称为“透明的”。
在优选的实施方式中，防磨损层在可见的波长光谱中的透光度例如在70％和92％之间、在78％和90％之间、在80％和95％之间或例如在82％和98％之间或在80％和88％之间。
在另一同样优选的实施方式中，防磨损层在可见的波长光谱中的透光度在至少80％或至少85％、至少88％、90％、甚至至少92％或95％。
这使得提供根据本发明涂层的在波长380nm和780nm之间的可见的波长光谱中具有非常高的透光度的基底，其中在基底本身在可见的波长范围中具有相应高的透光度时，在可见的波长光谱中的总透射率可为至少60％、优选至少75％、特别优选至少80％、至少85％、至少88％、90％、92％、95％。
但是本发明尤其也能够以较低的透光度将至少半透明的防磨损层施加到基底上。因此在本发明的意义中，体积着色的基底、即经着色的玻璃或玻璃陶瓷以较低的或总体低的透光度设有根据本发明的防磨损层。尤其这可为着深色或黑色的基底，即着深色或黑色的玻璃或玻璃陶瓷，其具有的透光度低于40％、低于20％、低于10％、甚至更低，约在0.5％和8％之间或在0.5％和5％之间，或在1.5％和3％之间。
在此当选择具有相应高的透光度的防磨损层时，即使在基底具有较低的透光度时也可确保通过涂覆有防磨损层的基底可看见发光或显示元件。为此必须考虑，防磨损层的透光度应较高，基底的透光度较低。如果基底的透光度例如低于20％，则防磨损层的透光度优选应至少80％、优选至少85％、特别优选至少90％。
防磨损层的透光度可如下地确定：首先根据DIN EN 410确定没有涂层的基底τS的透光度。然后根据DIN EN 410确定经涂覆的基底τB的透光度，其中，涂层布置在基底的面对光源的一侧上。涂层的透光度此时对应于商τB/τS。为了测量透光度，可将防磨损层施加到具有4mm厚度的基底上，该基底具有低于90％或更高的透射率。
这没有影响基底也可具有包括不同透光度的其他层或区域。在一种特别的实施方式中，在基底的与防磨损层相对的表面上基底可具有另一涂层，例如呈底面涂层形式。在底面涂层包含元素使用者人眼可视觉看见的元素时，例如在装饰层作为底面涂层的情况下，基底此时至少构造成透明的是有利的。
由此本发明能够提供一种具有与底面涂层、例如与作为底面涂层的装饰层相结合的硬的防磨损层的基底，其中由于在可见的波长光谱中非常高的透光度使用者在其看向基底的设有防磨损层的表面时也可看见底面涂层的非常精细的结构。
换句话说，在涂层的基底的可见的波长光谱中非常高的透光度使得人眼本身可在从约25cm的距离穿过涂层的衬底观察时看见具有约0.15mm的距离的底面涂层的极其精细的结构。
根据本发明的防磨损层的特征还在于，防磨损层是颜色中性的。该特性例如与底面涂层相结合具有的优点是，底面涂层的颜色印象不会因防磨损层或底面涂层与基底、例如玻璃陶瓷的组合或仅基底(在基底没有底面涂层的情况下)、例如玻璃陶瓷的颜色而改变。
在本发明的意义中通常分别将在具有根据本发明的防磨损层的基底上以及没有防磨损层的基底上测得的色差为ΔEp,v＜4、优选ΔEp,v＜2、特别优选ΔEp,v＜1看作是颜色中性的。
在优选的实施方式中根据本发明的防磨损层具有相对高的E模量。该E模量在平行于基底表面的方向上最大。高的E模量是有利的，因为在将防磨损层施加在基底上，该基底反复地经受较高的温度时较高的E模量可有助于防磨损层的更好的或更高的耐高温性。
这是由于E模量随温度上升而略微降低。而令人惊奇地，即使该E模量微小地降低，较高的E模量使得即使在较高温度下也始终有足够高的E模量。
对此，根据本发明的防磨损层具有至少100GPa、优选至少250GPa、并且特别优选至少300GPa的E模量。在其他的优选实施方式中，E模量为至少320GPa、至少350GPa、至少370GPa、或甚至至少400GPa。在此，根据本发明的防磨损层的E模量不大于700GPa、优选不大于680GPa、尤其优选不大于650GPa。
在温度负载下，防磨损层的高刚度可能是有利的，尤其在基底具有低的膨胀系数时。因此根据本发明的防磨损层也可特别有利地应用在具有低的热膨胀系数的基底中，如例如在玻璃陶瓷中是这种情况。
对于本发明可使用包括半透明的、透明的或半透亮的、无色的或体积着色的玻璃或玻璃陶瓷的基底。
玻璃在此理解为通过熔融工艺制造且具有X射线无定形结构的材料。
术语玻璃陶瓷理解为可通过受控结晶由玻璃熔体制造的材料，其中首先制造可陶瓷化的玻璃或绿玻璃，该绿玻璃通过随后的陶瓷化转变成玻璃陶瓷。
体积着色理解为在380至780nm的可见光谱范围中着色。在此体积着色可通过对金属离子进行着色实现，其中着色的离子溶解在绿玻璃中或玻璃陶瓷中。如果元件包含可陶瓷化的绿玻璃，则该元件可在为了改变光学特性而施加电磁辐射之后通过陶瓷化过程转变成玻璃陶瓷。
作为基底，一般使用玻璃，优选硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、合成石英玻璃(所谓的“熔融石英”玻璃)、锂铝硅酸盐玻璃或光学玻璃。用于光学应用的晶体，例如蓝宝石或氟化钾晶体也可用作基底。此外，可以使用玻璃陶瓷，优选锂铝硅酸盐玻璃陶瓷。
优选地使用具有低的热膨胀系数的玻璃和玻璃陶瓷，因为这提高了耐温度变化性。因此对于玻璃，热膨胀系数α20-300优选在2*10-6K-1至7*10-6K-1的范围中、优选在2.5*10- 6K-1至5*10-6K-1的范围中、特别优选在3*10-6K-1至4.5*10-6K-1的范围中。具有这种玻璃的基底尤其适用于具有感应加热元件的烹饪设备。
在另一优选的实施方式中，基底为玻璃陶瓷，尤其是热膨胀系数α20-300在-1*10-6K-1至2.5*10-6K-1的范围中、优选在-0.5*10-6K-1至2.2*10-6K-1的范围中、特别优选在-0*10-6K-1至2.0*10-6K-1的范围中的玻璃陶瓷。对于具有感应加热元件的烹饪设备，具有在1.5*10- 6K-1至2.5*10-6K-1的范围中、优选在1.7*10-6K-1至2.2*10-6K-1的范围中、甚至在1.8*10-6K-1至2.1*10-6K-1的范围中的热膨胀系数α20-300的玻璃陶瓷是特别优选的。这例如在基于玻璃LAS体系(锂铝硅酸盐玻璃陶瓷，Lithium-Aluminosilikat-Glaskeramik)的玻璃陶瓷中是这种情况。自然也可使用例如基于MAS体系(镁铝硅酸盐玻璃陶瓷，Magnesium-Aluminosilikat-Glaskeramik)的其他玻璃陶瓷。
热膨胀系数可以根据ISO 7991确定。
低的热膨胀系数CTE使得能够实现涂覆的基底的良好耐高温性。玻璃或玻璃陶瓷的膨胀系数的绝对值越高，防磨损层的应力引起的断裂的风险越高。
这可通过以热或化学方式钢化玻璃或玻璃陶瓷来克服。通过这种应力在玻璃的表面上产生压应力，该压应力抵消热应力。
相应的玻璃陶瓷例如可用作灶面。因为根据本发明的防磨损层相对于至少300℃、优选至少400℃或更高的温度也是持久温度稳定的，该涂层也可没有问题地施加到灶台的热区上。
根据本发明的防磨损层的特征还在于具有大的硬度。根据DIN EN ISO 14577(马氏硬度)在10mN的检测力下例如用别尔科维奇(Berkovich)压头测得的硬度在此优选至少5GPa、优选至少7GPa、特别优选9GPa、甚至11GPa或更高。与此相比，未处理的玻璃陶瓷表面的马氏硬度约3至4GPa，由此明显低于根据本发明的防磨损层中的情况。
这是有利的，因为除了硬度以外，涂层的耐划伤性也与涂层在基底上附着的良好程度相关。如果涂层和基底还显示出不同的热膨胀系数，则这会在涂层中构建应力并且引起裂纹、甚至导致涂层脱落。
在具有如上所述的E模量的涂层中，在此可更好地吸收产生的应力，使得涂层更好地附着在基底上。
由玻璃或玻璃陶瓷构成的没有根据本发明的防磨损层的基底的E模量的相当的值约在40至90GPa，其中玻璃陶瓷例如具有约3至4GPa的马氏硬度。这里，显示出防磨损层的突出的机械特性。
发明人已经发现，在固有的层应力、优选压应力处于特定范围内时，可提供根据本发明的防磨损层在基底上的良好附着性。这通过层应力与前述的高的E模量进一步改进。
在此防磨损层的固有的层应力不应过高，因为否则在热负载下防磨损层会剥落。已经观察到，在层应力大于1500MPa时更频繁地出现该风险。另一方面，过低的固有的层应力导致硬度总体上不好。因此发现固有的层应力如通常在基于离子束的溅射中所实现的低于约500MPa可能是过低的。
根据本发明，在防磨损层的固有的层应力、优选压应力大于500MPa并且低于1500MPa、优选大于525MPa和/或不大于1000MPa、特别优选大于550MPa和/或不大于750MPa时可实现特别好的附着性。这还提供了很大的优势，即也可使用具有高的沉积速率的溅射方法，例如磁控溅射来施加防磨损层。这是有利的，因为这种方法能相对经济地操作。
根据本发明的防磨损层的表面在此可以相对于至少以下所列的物质之一、优选所有是化学惰性的，即水、清洁剂、例如醋酸和柠檬酸以及如在食品制备中使用的其他物质、尤其盐水优选。在本发明中对此理解为，防磨损层在与潜在的反应物、例如与空气、清洁剂或如盐水这样的其他物质接触时不反应或仅以可忽略的小程度反应，类似地例如玻璃制造的表面。
由此以特别有利的方式即使在用这种物质作用的情况下也保持防磨损层的高透明度。这例如可在对比中证实，在该对比中比较防磨损层的在特定时间段、例如24小时中经受潜在反应物负载的在可见波长光谱中的透光度与相同的防磨损层的未经受潜在反应物的在可见波长光谱中的透光度。
潜在反应物、例如醋酸或柠檬酸可在室温下生效，其中一滴液体可被吸取到防磨损层上并且例如遮盖预设时间、例如24小时。
根据本发明，在可见的波长光谱中透光度的偏差小于2％或2百分点、优选小于1百分点、特别优选小于0.5百分点时防磨损层应被认为是惰性的。换句话说，在防磨损层的可见的波长光谱中例如为85％的透光度在这种物质作用之后始终还具有在可见的波长光谱中至少83％、优选至少84％、特别优选至少84.5％的透光度。
根据另外的优选的实施方式，防磨损层的表面以及特别优选防磨损层完全没有有害健康的物质。这尤其涉及包括砷、锑、铅、汞、镉、六价铬或铋的材料，以及增塑剂(邻苯二甲酸盐)或挥发性有机成分(VOC)。因此在一种特别优选的实施方式中，除不可避免的痕量之外，防磨损层不含砷、锑、铅、汞、镉、六价铬或铋，以及增塑剂(邻苯二甲酸盐)和挥发性有机组分(VOC)。
这在防磨损层例如需要施加到由玻璃或玻璃陶瓷构成的灶面或炊具上时特别有利，并且其中防磨损层会与待烹调的食物接触。以这种方式可防止由于在防磨损层和食物之间的接触区域中的不期望的反应或扩散过程引起的健康损害和危害。
由于防磨损层的层特性、尤其高硬度以及高的层应力，只有500nm、优选至少800nm、特别优选至少1000nm的层厚才足以实现根据本发明的机械保护并且由此保护基底免受机械负载、磨损和划伤。在技术上也可实现较薄的防磨损层，例如直至100nm、甚至仅50nm。但是在这些情况下会有损机械保护功能。直至5000nm、优选小于3500nm、特别优选小于2000nm的较厚的层也是可能的，其针对机械作用提供更好的保护并因此提供较长的耐久性，例如在灶面的情况下即使使用多年仍然保持灶面的形态美好外观。但是在此用于产生防磨损层的工艺时间较长并且材料投入较高。
此外，根据本发明的防磨损层，如前所列地，相对于至少350℃、优选至少400℃、特别优选至少500℃是持久地稳定的或温度稳定的并且由此即使在该较高的温度负载下使用也能不损失防磨损层的透明度或其他光学特性。
术语“温度稳定”在本发明的意义中理解为防磨损层在30分钟的保持时间下经过至少100次循环、优选至少1000次循环其在可见波长区域中的透光度和/或其他光学特性没有明显改变。
在此，一个循环可包括将具有防磨损层的基底从室温加热到所提及的温度，即350℃、优选至少400℃、并且特别优选至少500℃，以优选每分钟1℃至50℃之间的温度提升直至预设的温度，然后保持30分钟时间，并且冷却到室温。
在预设次数的循环之后，将该防磨损层与未经受该温度循环的防磨损层进行对比。作为本发明中的温度稳定，指在可见波长光谱中的透光度的偏差小于4百分点、优选小于2百分点、并且特别优选小于1百分点。在此百分数据应理解为绝对差值。例如2百分点对应于从80％到78％的变化。
发明人已经发现，防磨损层可具有多个子层或叠层，包括至少两个、优选至少三个、特别优选多于三个子层。子层或叠层优选依次重叠或重合构造地施加，具有优选相同的化学成分和形态，并且可共同地形成防磨损层。
在优选的实施方式中，防磨损层完全地或基本上构造成无定形的，这意味着，在电子显微镜图像中没有显示出可识别到的结构。换句话说，在X射线衍射光谱中没有出现显著突出的尖锐的干涉线。防磨损层中至多存在纳米晶相或偏析，其中防磨损层的结晶比例在0.001重量％至最高2重量％之间。
可能存在的微晶在此具有优选最高5nm、优选4nm或更低的平均晶体尺寸，因为通过较大的微晶会引起散射效应，该散射效应可能对透光度不利。
在另一优选的实施方式中，防磨损层完全地或基本上构造成结晶的，这意味着，在电子显微镜图像中显示出可识别的结构。换句话说，在X射线衍射光谱中出现了显著突出的尖锐的干涉线。
晶体尺寸例如可借助电子显微镜、尤其借助透射电子显微镜确定。结晶度例如可借助X射线衍射或电子显微镜确定。
根据本发明的防磨损层是或者包括优选至少一个基于以下组分中的至少一种的硬质材料层：氧化铝、氧化锆硅、氧化锆、氮化硅、氮化锆硅、氮化铝硅、氮化铝、氧氮化硅、氧氮化硅锆、氧氮化硅铝、氧氮化铝。
上述层可作为纯的层存在。但是其也可包含其他的成分，例如一种或多种其他的氮化物、氧化物、碳氮化物、碳氧化物和/或氧氮化物，其中优选是元素铝、硅、硼、锆、钛、镍、铬、钨、镁、钼、锌或锰的相应化合物。根据本发明的防磨损层可包含化学元素O、N、C、Al、Si、Mg中的至少一种。其他成分例如能够以0.001重量％至20重量％、优选0.01重量％至10重量％、特别优选0.1重量％至1重量％的份额存在。
由此可对防磨损层的特定特性，例如硬度、层应力、E模量或耐磨性、例如耐抛光性进一步改型。
根据本发明的另一实施方式，涂层除了防磨损层以外还包括其他的层。因此在本发明的改进方案中，在基底的表面和防磨损层之间可施加至少另一层，该至少另一层可包括纯金属或合金或氮化物、氧化物、碳化物、碳氧化物、碳氮化物和/或氧氮化物，其选自元素铝、硅、硼、锆、钛、镍、铬、镁、钼、锌、锰或碳的组。
该另一层例如可包括光学匹配层，以匹配基底和防磨损层之间的折射率。
该另一层也可包括扩散阻挡层或构造成扩散阻挡层，以减少或避免基底和防磨损层之间的扩散过程。
该另一层也可包括增附剂层。增附剂层可布置在基底和防磨损层之间并且改进防磨损层在基底上的附着性。这尤其在基底和防磨损层的热膨胀系数明显不同时是有利的。在此发现这种增附剂层是特别有利的，其由铝、硅、硼、锆、钛、镍、铬和/或碳元素的纯金属、合金或氮化物、氧化物、碳化物、碳氮化物和/或氧氮化物形成。
增附剂层在此可降低出现的应力，其至少引起在基底上的强化学键。因此基底和防磨损层的热膨胀系数的相应匹配不是必需的。这使得能够广泛地选择合适的基底材料。例如可经由PVD、CVD或溶胶-凝胶方法进行沉积。
包括光学匹配层、扩散阻挡层和/或增附剂层的这些层有利地构造成，其具有在380nm和780nm之间的可见的波长光谱中的透光度，该透光度接近根据本发明的防磨损层的透光度。因此优选地，在包括光学匹配层、扩散阻挡层和/或增附剂层的层的可见的波长光谱中的透光度与在防磨损层的可见的波长光谱中的透光度相差不大于2百分点、优选不大于1百分点、特别优选不大于0.5百分点。
根据本发明的另一实施方式，例如可设置遮盖层，遮盖层布置在防磨损层之上。术语之上涉及涂层从基底开始的构造，即防磨损层布置在基底和遮盖层之间。通过将遮盖层施加到防磨损层上，可对各个特性、例如视觉外观或相对于特定抛光剂的抛光特性进行改型。
本发明的一种实施方式是，遮盖层由选择元素铝、硅、硼、锆、钛、镍或碳的组的氮化物、氧化物、碳化物、碳氮化物和/或氧氮化物形成。遮盖层可构造成多个上述化合物的混合层或化合物的层。优选地，通过溅射施加遮盖层。替代地，也可使用CVD或溶胶-凝胶技术。遮盖层例如可为含SiOx的层。可根据遮盖层的折射率和层厚改变反射颜色的色坐标和/或位于其下的防磨损层的反射特性。
在一个优选的实施方式中，可以在防磨损层上施加遮盖层，该遮盖层的氧含量与防磨损层的氧含量相比是不同的。有利的是，遮盖层的氧含量平均高于防磨损层的厚度的中间部分或防磨损层的两个相对置的表面之间的区域的平均值。具有提高的含氧量的遮盖层可以通过溅射的方式进行。
在另一替代实施方式中，防磨损层包括优选一个区域，该区域优选在与基底相对的表面上，该区域的含氧量高于防磨损层的厚度的中间部分或防磨损层的两个相对置的表面之间的中间区域。从防磨损层的表面测量，该区域可以伸入到防磨损层中直至约100nm的深度、优选直至50nm的深度、并且特别优选直至30nm。在此，该区域应是至少10nm厚。
防磨损层的具有提高的含氧量的区域可以例如通过热处理和/或化学处理、例如酸处理在防磨损层中形成，优选在防磨损层的外侧。
在一个优选的实施方式中，具有提高的含氧量的特殊遮盖层或防磨损层的具有提高的含氧量的区域可以构造成上述几种化合物的混合层或一种化合物的层。
在防磨损层以内如此构造的具有提高的氧含量的区域可以通过梯度合并到实际的防磨损层中。换句话说，防磨损层的氧含量可以从防磨损层的两个相对置的表面之间的中间区域的氧含量朝向远离基底的表面增加至氧含量的所期望的提高的值，其中这种增加可以是线性的。
通过具有提高的氧含量的该遮盖层或该区域可以进一步提高防磨损层对酸的抵抗力和/或耐磨损性。
当氧含量提高至少5％、优选至少10％时，已经实现了良好的结果。
在另一实施方式中，防磨损层可具有含碳的遮盖层。遮盖层的含碳量在此引起摩擦系数的降低，这尤其在涂覆的基底用作灶面时是有利的，因为由此能够更轻松地在灶面上移动锅。此外可改进抛光性能以及涂层对抛光剂的抵抗性。遮盖层例如可包括碳化物和/或石墨。
包括遮盖层的该层也有利地构造成，使得其具有在380nm和780nm之间的可见的波长光谱中的透光度，该透光度接近根据本发明的防磨损层的透光度。因此优选地，在包括遮盖层的层的可见的波长光谱中的透光度与在防磨损层的可见的波长光谱中的透光度偏差不大于2百分点、优选不大于1百分点、特别优选不大于0.5百分点。
当然，这并不是用于用作装饰的且例如具有应视觉上可识别的结构的遮盖层。装饰层的透光度优选基于应实现的期望的光学效果。
在本发明的另一实施方式中，防磨损层包括在室温下不导电的至少一个区域。在本发明中这理解为防磨损层具有优选通过四点测量法测得的至少为1kΩ/sq、优选至少0.5MΩ/sq、特别优选至少2MΩ/sq的薄层电阻。如此高的薄层电阻使得尤其可以将电容式触摸传感器布置在具有防磨损层的基底之下，触摸传感器在涂层具有较高导电性的情况下由于寄生电容无法使用或只能灵敏度明显降低地使用。
由此能够在具有防磨损层的基底之下使用感应线圈，因为由这些线圈产生的交变磁场在防磨损层的电阻相应高的情况下不会被涂层衰减或散射。
交变磁场的散射例如发生在电阻小于1kΩ/sq并且层厚小于磁场的渗透深度的情况下，并且引起整个系统的较差的电磁兼容性。感应线圈例如可作为加热元件或用于无线的能量传输。
在本发明的另一实施方式中，防磨损层的表面至少局部地包括结构化的表面、例如蛾眼结构。这应理解为防磨损层的表面包括微米和/或纳米结构，优选锥形或金字塔形的纳米结构。其例如可借助蚀刻、等离子体工艺，如PECVD(等离子体辅助化学气相沉积，Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung)或电子束光刻产生。这有助于降低在表面上的不期望的反射。
由于高的温度稳定性，防磨损层或相应涂覆的基底可用在不同的热区域中、例如在玻璃陶瓷作为灶面的情况下或在玻璃板作为烤箱观察窗的情况下。
根据本发明的防磨损层或涂覆有防磨损层的其他应用方案通常可为具有或没有温度负载的受机械负载的玻璃表面，其中持久的高度透射是重要的。
在根据本发明的防磨损层的可见的波长光谱中的高的透光度提供很大的优点，即防磨损层基本上是人眼不可见的，由此位于其下的基底的表面或在基底透明的情况下位于其下的物体或印刷品保持人眼可见。
尤其在灶面的情况下，通常将装饰印刷到玻璃陶瓷表面上。因此本发明的改进方案提出，基底至少部分地设有装饰层。在此，装饰层可以构造在基底的上侧或下侧上。
根据本发明防磨损层或设有根据本发明的防磨损层的基底可应用到表面经受机械应力和/或要求高透明度的多个其他技术领域中。
当然对此可将基底的整个表面设置根据本发明的防磨损层并且进而对相关表面完全涂覆，或仅基底的表面的经受机械应力的部分区域涂覆。
涂覆根据本发明的防磨损层的基底由此可尤其用作光学构件、用作灶面、用作加热板、用作保温板、用作玻璃或玻璃陶瓷工作台、用于家用电器中的玻璃或玻璃陶瓷构件，用作炉观察窗、用作壁炉观察窗、用作烤箱观察窗、用于冰箱和厨房前面板、用作车辆领域的观察窗、用于手表玻璃、用于眼镜(例如VR或AR眼镜)、或用作显示器(例如用于平板电脑或手机、特别是也用作触摸显示器)。
其他示例是车辆玻璃，例如用于沙地区域的车辆玻璃。在此窗户非常容易由于磨损而不透亮，这甚至在车辆停止时由于风携带砂子以及由于在有砂子覆盖挡风玻璃时使用挡风玻璃雨刷器引起。
其他的应用例如是保护扫描仪收银机玻璃。在此产品的条形码在其被拖过玻璃时被扫描。在这些应用中透明的防划伤层引起使用寿命提高并且基于较高的使用时间而节省成本。
防磨损层或根据本发明涂覆的基底在此可尤其借助至少包括以下步骤的方法制成：
a)在具有标靶的溅射装置中提供基底
b)以每标靶面积在8至1000W/cm2、优选10-100W/cm2的范围的功率从标靶输出溅射颗粒。
在步骤b)中在输出溅射颗粒之前，溅射装置被抽空至一个低的最终压力。因此在涂层设备中最终压力(即自该压力可开始涂覆过程)最高2*10-5mbar、甚至优选在1*10- 6mbar至5*10-6mbar或更低的范围中印刷。通过低的最终压力使得外来气体量、例如水蒸汽或挥发性有机成分(VOCs)的含量最小，即在非常纯的气氛中进行涂覆过程。这确保施加层的高纯度。
因此优选地，可获得氧含量最大10at％、特别优选最大5at％、甚至最大2at％的涂层。而在最终压力在至少5*10-5mbar的范围中的传统溅射中进行涂层，相应地在此在沉积的涂层中的剩余气体含量较高。
在溅射过程中，在达到根据本发明的最终压力之后引入例如含氮的工艺气体。在该示例中总流量中的氮气的含量为至少30体积％、优选至少40体积％、特别优选至少50体积％。经由在溅射过程期间总流量的氮气含量可影响对沉积层的化学耐受性、例如相对于冲洗剂或清洁剂的耐受性。因此，随着氮含量的增加，该层对化学品的抵抗性增加。
以高的溅射功率进行在步骤b)中的涂层。根据本发明的方法中的溅射功率在此为8-1000W/cm2、优选10-100W/cm2。在本发明的一种实施方式中，使用磁控溅射法、尤其反应性中频磁控溅射、基于电弧的溅射法，即真空电弧镀膜、或高功率脉冲磁控溅射法(HiPIMS)。替代地或额外地，可在标靶和基底之间保持负电压或交流电压。替代地或额外地可通过在基底上施加电压的辅助下来涂覆。但是使用离子束的溅射方法出于多种原因对于制造根据本发明的层、尤其对于大的基底来说都不适用。
一方面这种方法的生产量低，这使得其在经济上无利可图。另一方面这种方法难以在基底的整个面上实现足够的层厚均匀性。这种效果同样随着基底尺寸的增加而加剧。这种不合适的方法例如包括离子束溅射，其中通常由氩、氙或氪制成的离子束以预定的图案在标靶面上运动。为此也包括离子辅助的DC溅射，其中用离子束轰击基底表面，而不是标靶。这通常用氧和氮制成的离子束进行。
根据本发明的一种实施方式，通过溅射产生的颗粒在沉淀温度(即开始涂覆的基底温度)大于100℃、优选大于200℃、特别优选大于300℃下沉积。因此通过结合低的过程压力以及高的溅射功率组合可以特别有利的方式影响层的生长、尤其是形态学和结晶程度。但是也可在较低的温度下、例如在室温下沉积。根据该实施方式制造的硬质材料层也显示出上述讨论的机械性能，如高度抗划伤性。
在实践中沉积温度应该优选不高于800℃、优选不高于600℃、特别优选不高于400℃。在较高的温度下需要为设备结构使用温度特别稳定的材料，这出于经济原因是不利的。
溅射工艺可为在基底上连续地沉积。在溅射时通常基底多次地经过一个或多个涂覆源(例如磁控管)。在这种情况下涂层由多个子层构成。每个子层在经过涂覆源时产生。子层可通过分界面彼此分开，分界面例如可通过电子束显微镜看见。这些子层和分界面在此对涂层的光学或机械特性仅有很小影响。因此在本发明中也将具有多个这种子层的涂层理解为根据权利要求1的防磨损层。
在溅射过程中可涉及在基底上连续的沉积。替代地，也可如此进行溅射过程，使得沉积的层具有基于该工艺性在从涂层区域中移出时产生的界面或由界面构成。
在步骤a)中作为基底可提供例如玻璃陶瓷、蓝宝石玻璃、硼硅玻璃、铝硅玻璃、钠钙玻璃、合成石英玻璃、锂铝硅玻璃、光学玻璃和/或用于光学的晶体。
在本发明的实施方式中，标靶包含硅。此外标靶可包括元素铝、硼、锆、镍、铬、镁、锌、锰、钨、钼或碳中的至少一种。在本发明中附加的元素也称为掺杂剂。在该实施方式中，标靶中的硅的含量优选大于50重量％、特别优选大于60重量％、并且十分特别优选大于70重量％。
在本发明的改进方案中，在步骤a)中提供基底，基底具有装饰层和/或增附剂层。因此例如可对至少部分装饰的区域进行涂覆并且即使在高的应用温度下也保持耐受性。平面也可在没有光学改变的情况下进行涂覆并且显示出良好的机械稳定性。
替代地或额外地，在步骤b)之后的方法步骤中将遮盖层施加在防磨损层上。
根据本发明的一种实施方式，增附剂层和/或遮盖层包含选自铝、硅、硼、锆、钛、镍、铬和碳组别中的一种或多种元素的氮化物、氧化物、碳化物、碳氮化物和/或氮氧化物。增附剂层和/或遮盖层在此也可作为金属层存在，尤其包含、优选由以下一种或多种金属构成：铝、硅、硼、锆、钛、镍或铬。
优选地，增附剂层和/或遮盖层也通过溅射过程施加，但是也可通过其他的方式呈现。
下面根据优选的实施方式并且参考附图更详细地描述本发明。
附图说明
图1示出了根据本发明涂层的具有防磨损层的基底的示意图，
图2示出了本发明的在基底和防磨损层之间具有附加的增附剂层的实施方式的示意图，
图3示出了本发明的具有附加的施加在防磨损层上的遮盖层的实施方式的示意图，
图4示出了本发明的具有附加的增附剂层和附加的遮盖层的实施方式的示意图，
图5示出了本发明的在包括底面涂层的基底上具有防磨损层的实施方式的示意图，
图6示出了涂有根据本发明的防磨损层的另外五个基底在约250nm至2500nm的波长下的光谱反射率，
图7示出了图6的基底在波长于380nm和780nm之间的可见波长范围中的光谱反射率，
图8示出了涂有根据本发明的防磨损层的其他各种透明基底在250nm至2500nm的波长下的光谱反射率，以及
图9示出了图8的基底在波长于380nm和780nm之间的可见波长范围中的光谱反射率。
具体实施方式
在下面对优选实施方式的详细描述中，为了清楚，在这些实施方式中相同的附图标记基本上表示相同的部件。但是为了更清楚本发明，在附图中示出的优选实施方式不是始终按尺寸比例示出。
在图1中示意性地示出了根据本发明涂覆的基底2。在此，基底2涂有防磨损层1。
防磨损层1具有的在CIELAB色系中的色度C*小于14、优选小于7、特别优选小于4，这在用标准光源A或标准光源C的光的漫反射的光入射下或在色温在2500K和10000K之间的黑体辐射下测得。在示出的实施例中，色度的值为约2.8，例如在透明的黑色基底、例如玻璃陶瓷上的AlSiN防磨损层中，其可通过美因茨的Schott AG公司的名称为HIGHTRANS eco商品获得。
额外地，防磨损层1具有在可见的波长光谱中高的透射。因此防磨损层1在波长380nm和780nm之间的可见的波长光谱中的透光度为至少60％、优选至少75％、特别优选至少80％。在同样优选的另一实施方式中，防磨损层1具有在可见的波长光谱中的透光度为至少85％、至少88％、90％、或甚至92％或95％。
在示出的实施方式中，防磨损层1具有的在可见的波长光谱中测量的透光度为约90％，例如AlSiN防磨损层在钙钠玻璃上是这种情况，其中钙钠玻璃的透光度从没有涂层的92％降低到具有涂层的约82.9％。
在本发明中，在涂有根据本发明的防磨损层的基底的总透射率、即透光度与未经涂层的基底的透光度偏差不大于30百分点、优选不大于20百分点、特别优选不大于10百分点时，将具有大于50％的透光度的基底看作是有利的。
在本发明的意义中，在涂覆有根据本发明的防磨损层的基底的总透射率、即透光度与未经涂层的基底的透光度偏差不大于16百分点、优选不大于8百分点、特别优选不大于4百分点时，将具有在5％和50％之间的透光度的基底看作是有利的。
在本发明的意义中，在涂覆有根据本发明的防磨损层的基底的总透射率、即透光度与未经涂层的基底的透光度偏差不大于2百分点、优选不大于1百分点、特别优选不大于0.5百分点时，将具有低于5％的透光度的基底看作是有利的。
这种偏差理解为没有涂层和有涂层的基底的透光度的算术差。
在一种实施方式中也通过以下方式促进防磨损层1的高透光度，即该防磨损层可构造成完全地或基本上无定形的。基本上无定形的防磨损层1的结晶比例在1重量％至最高2重量％之间。对此更有利的是，在基本上无定形的防磨损层1中可能存在的微晶具有优选最高5nm、优选4nm或更低的平均晶体尺寸。
基底2可具有高的透光度。具有高的透光度的基底2的透光度例如可在70％至92％的范围中、尤其在80％至92％的范围中。
但是尤其在本发明的意义中也有体积着色的具有较低或总体低的透光度的基底，即经着色的玻璃或玻璃陶瓷，其具有防磨损层。这尤其可为着深色或黑色的基底2，即着深色或黑色的玻璃或玻璃陶瓷。着色的基底2的透光度在0.5％至<70％的范围中，例如可在1％至5％的范围中，尤其20％至40％的范围中、尤其在25％至35％的范围中。
在这种具有低透光度的体积着色的基底2中防磨损层的根据本发明高的透光度具有大的优势，因为经涂覆的基底的总透射此时相对于未经涂覆的基底仅微小地降低。
例如在基底2、例如着深色或黑色的玻璃陶瓷的上侧印刷装饰时获得本发明的该特殊优点，在防磨损层施加到装饰上以保护表面时，该装饰通过强烈吸收光的防磨损层而不再可见。基底2的上侧在此是指在操作中指向使用者的那侧。因此由于防磨损层的高的透光度使用者还可感知到装饰。
例如在着深色或黑色的基底2之下、例如在着深色或黑色的玻璃陶瓷之下布置发光或显示元件、例如在玻璃陶瓷作为烹饪面的情况下用于控制烹饪过程的显示器时获得另一优点。在此强烈吸收光的防磨损层使得基底和防磨损层的总透光度如此低，以致于这些发光或显示单元不再被使用者观察感知到。
在此，防磨损层1具有E模量，E模量为至少100GPa、优选至少250GPa、并且特别优选至少300GPa。在其他的优选实施方式中，E模量为至少320GPa、至少350GPa、至少370GPa、甚至至少400GPa。在此，根据本发明的防磨损层1的E模量不大于700GPa、优选不大于680GPa、特别优选不大于650GPa。
在该示例中，在HIGHTRANS eco的基底上的基于AlSiN的防磨损层中用10mN的检测力测量的E模量为309GPa。在其他的材料体系中，相应地实现其他的E模量。
防磨损层1的特征还在于大的硬度。根据DIN EN ISO 14577(马氏硬度)在10mN的检测力下测得的硬度在此优选至少5GPa、优选至少7GPa、特别优选9GPa、甚至11GPa或更高。在该示例中，防磨损层1的硬度为约14.7GPa。
结合上述用于E模量的值，对于防磨损层1实现根据本发明高的防划伤性，但是也可良好地附着在基底2上。
防磨损层1的特征还在于固有的层应力，优选在500至1500Mpa的范围中的限定的压应力。在该示例中，HIGHTRANS eco的基底上的基于AlSiN的防磨损层1的压应力为约820MPa。
图2示意性地示出了另一实施例，其中在基底2和防磨损层1之间布置有另一层3。附加的层3例如可为装饰层或增附剂层。这些层3由多个子层、例如一个装饰层和一个增附剂层组成是可能的。在此，基底可完全地或仅部分地设有层3。防磨损层1在此布置在附加的层3之上，即，附加的层3因此布置在基底2和防磨损层1之间。
在具有增附剂层作为额外的层3的实施方式中，层3例如为SiO2层，可选地掺杂Al。替代地，其可以例如是由Cr、Ni、SiON、TiO2或Al2O3形成的层。根据增附剂层的组分，该层可具有的热膨胀系数在基底2和防磨损层1的热膨胀系数之间。因此通过增附剂层3降低了基底2和防磨损层1之间的应力。
优选地，增附剂层具有的厚度在1至900nm的范围中、特别优选在1至500nm的范围中、特别优选在1至50nm的范围中。根据一种实施方式，涂覆的物体在基底2和防磨损层1之间具有层厚为50nm的Al2O3涂层作为增附剂层3。较小的层厚度使得符合对透光度的要求成为可能，从而使涂覆的基底2的透光度不受影响。
另一层3也可包括光学匹配层，以匹配基底2和防磨损层1之间的折射率。
另一层3还可包括扩散阻挡层或构造成扩散阻挡层，以降低或避免基底2和防磨损层1之间的扩散过程。
有利的是，至少在扩散阻挡层、增附剂层或光学调节层的情况下，该另一层3构造成具有在380nm和780nm之间的可见的波长光谱中的透光度，该透光度匹配根据本发明的防磨损层的透光度。因此优选地，在层3的可见的波长光谱中的透光度与在防磨损层的可见的波长光谱中的透光度偏差不超过2百分点、优选不超过1百分点、特别优选不超过0.5百分点。由此可实现通过附加的层3没有或至少没有明显地损害在可见的波长光谱中的透光度。
应理解的是，在装饰层的情况下也可设置适用于在可见的波长光谱中偏差的透光度的结构或装饰元件。
在图3中示意性地示出了本发明的另一实施方式。在此将遮盖层4施加到防磨损层1上。在该实施例中，遮盖层4包含SiO2并且具有1至100nm的层厚。关于在可见的波长光谱中的透光度适用于额外地遮盖层4，同样适用于前述讨论的层3。
图4示出了另一实施例，其中涂覆的基底除了防磨损层1以外具有附加的层3以及遮盖层4。
根据本发明的实施例，遮盖层4可以具有与这个防磨损层不同的氧含量。在此，有利的是，遮盖层4的氧含量平均高于防磨损层1的厚度的中间部分或防磨损层1的两个相对置的表面之间的中间区域的平均值。
在另一实施方式中，防磨损层1包括优选一个区域，该区域优选在与基底2相对的表面上，该区域的含氧量高于防磨损层1的厚度的中间部分或防磨损层1的两个相对置的表面之间的中间区域。从防磨损层的表面测量，该区域可以伸入到防磨损层中直至约100nm的深度、优选直至50nm的深度、并且特别优选直至30nm。
通过具有提高的氧含量的该遮盖层4或该区域可以进一步提高防磨损层1对酸的抵抗力和/或耐磨损性。
在此，氧含量优选提高至少5％、优选至少10％。
图5示出了本发明的在基底2上具有防磨损层1的实施方式的另一示意图，该基底还具有底面涂层6。在该实施例中底面涂层6构造成装饰层，因此包括装饰元件和/或结构。
本发明能够基于在可见的波长光谱中的非常高的透光度呈现底面涂层的非常精细的结构，该结构在使用者看向基底的设有防磨损层的表面上时能够被看见。因此在从约25cm的距离看穿经涂层的基底时可看见具有约0.15mm间距的底面涂层的及其精细的结构或线。
在这些实施例中，防磨损层1整面地施加在基底2的表面上。但是也可使仅基底2的部分区域设有防磨损层1。
在这些实施例中，基底2是玻璃陶瓷。但是基底2也可包括半透明的、透明的或半透亮的、无颜色的或体积着色的玻璃、尤其可陶瓷化的玻璃或玻璃陶瓷。
基底2例如可包括蓝宝石玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、合成石英玻璃(所谓的“熔融石英”玻璃)、锂铝硅酸盐玻璃或光学玻璃。用于光学应用的晶体，例如氟化钾晶体或玻璃陶瓷、尤其LAS玻璃陶瓷也可以用作基底2。
在示出的实施方式中，基底2是根据ISO 7991热膨胀系数α20-300在+/-2*10-6K-1范围中的LAS玻璃陶瓷。如此低的热膨胀系数使得能够实现涂覆的基底2的良好耐热性。
防磨损层1的表面相对于空气、水、清洁剂(例如醋酸和柠檬酸)以及如在食品制备中使用的其他物质、尤其盐水是化学惰性的。
在比较防磨损层1的两个面时，其中第一面暴露于具有潜在反应物、在示例中为柠檬酸下持续24小时，防磨损层1的对比面未暴露于潜在反应物下，可以观察到在可见的波长光谱中的透光度的非常小的偏差小于2百分点、优选小于1百分点并且特别优选小于0.5百分点。潜在反应物、在实施例中的柠檬酸在室温下起作用，其中一滴液体被吸取到防磨损层上并且在表面玻璃之下遮盖24小时。
由此显示出，防磨损层1即使在用潜在反应物作用时也保持其光学特性。根据本发明，当在可见的波长光谱中的透光度的偏差小于2百分点、优选小于1百分点并且特别优选小于0.5百分点时，防磨损层1看作是化学惰性的。
防磨损层1的表面以及在示出的实施例中防磨损层1整体地完全没有对健康有害的物质。这尤其是包含砷、锑、铅、汞、镉、六价铬或铋以及增塑剂(邻苯二甲酸盐)或挥发性有机成分(VOC)的材料。因此防磨损层1不含砷、锑、铅、汞、镉、六价铬或铋，以及增塑剂(邻苯二甲酸盐)和挥发性有机成分(VOC)。
在该实施例中的防磨损层1具有1000nm的厚度。但是通常层只有具有500nm、优选至少800nm、特别优选至少1000nm的层厚才足够实现根据本发明的机械保护以及保护基底免受机械负载、磨损和划伤。
防磨损层1的直至5000nm、优选低于3500nm、特别优选低于2000nm的较厚构造同样是可能的，其针对机械作用提供更好的保护以及较长的耐久性，并且例如在灶面的情况下即使在使用多年之后灶面也有形态美好的外观。
在高温500℃持续作用30分钟、经受至少100次循环、优选至少1000次循环时，防磨损层1的光学特性、尤其在可见的波长光谱中的透光度没有明显改变，并因此在本发明中看作是温度稳定的。
对此，防磨损层1已经通过室温以优选在1℃至50℃之间、在示例中约5℃每分钟的温度提升加热到500℃的温度，保持时间30分钟并且冷却到室温。在此观察到，该层在可见的波长光谱中的透光度的偏差小于5％(绝对)，优选小于2％、特别优选小于1％。在此基础上，在本发明中将防磨损层1看作是温度稳定的。
根据图1中示出的实施方式的防磨损层1是基于氮化铝硅(AlSiN)的硬质材料层。其他的同样优选的实施方式基于AlN或Si3N4。
替代地，基于Al2O3、SiON、AlSiON、ZrO2、BN、TiAlON、MgAlO、MgAlON或AlON的防磨损层1也是可能的。
术语“基于”理解为，这些层除了该成分以外还可包含其他的成分，尤其掺杂物，以便有针对性地优化层的特性。在此，掺杂材料的含量低于该层的50重量％、优选低于40重量％、并且特别优选低于30重量％。层的化学计量可以根据掺杂而改变。
由此可进一步改变防磨损层1的特定性能，例如硬度、E模量或抗剥蚀能力，例如耐抛光性。
因此，防磨损层例如可使用以下元素进行掺杂：氮、氧、碳、铝、硅、硼、锆、钛、镍、铬、镁、钼、钨、锌、锰、钪、钇或稀土。例如，钇可与ZrO2或BN结合使用，以实现涂层的热稳定性。
在另一实施方式中，防磨损层1优选包括在室温下不导电的区域。一般地，在本发明中通过四点测量测得的至少1kΩ/sq、优选至少0.5MΩ/sq、特别优选地至少2MΩ/sq的薄层电阻看作是有利的。
下面示例性地示出了根据本发明的施加到玻璃或玻璃陶瓷制成的透明基底上的不同防磨损层的各种特性。
表格1示出了施加在各种透明基底上的各种防磨损层的实施例以及获得的经涂覆的基底的特性。
# 1 2 3 4
材料 AlSiN AlSiN:Mo AlSiN:B MgAl2O4
基底 GK GK GK GK
厚度[μm] 1.3 >1 >1 >1
L* 45.09 45.58 45.25 29.89
a* -1.44 -0.19 0.89 0.3
b* -1.56 -0.88 -0.85 -0.85
τvis[％] 1.27 0.32 1.21 1.38
雾度 19.2 44.9 29 31.1
清晰度 74.8 70.6 60.9 59.3
# 5 6 7
材料 AlSiN Si3N4 SiOxNy
基底 SL SL SL
厚度[μm] >1 >1 >1
L* 49.4 47.73 39.62
a* -1.78 -0.3 -5.59
b* -0.14 -2.3 -1.71
τvis[％] 79.1 81.6 86.8
雾度 0.63 0.34 1.01
清晰度 99.8 99.8 100
表格1：各种透明的防磨损层的实施例
在此防磨损层施加在由玻璃制成或包括玻璃的透明基底上，在示例中是商业钠钙玻璃(表格1中的称为“SL”)或由玻璃陶瓷材料制成或包括玻璃陶瓷材料，在示例中例如可从美因茨的Schott AG公司的名称为CERANeco获得(表格1中的称为“GK”)。
玻璃陶瓷材料是具有约1.5％的透光度τvis的体积着色的玻璃陶瓷。未经涂层的钠钙玻璃的透光度约92％。在表格1中给出的透光度显示出相应涂覆的基底的相对于黑色标准测量的透光度。在此涂覆有根据本发明的防磨损层1的基底2的透光度相比于未经涂覆的基底发生很小的改变。
还给出相应的经涂层的基底的主要颜色参数，根据国际标准ASTM D1003相应的防磨损层的在CIELAB色系中对于光源D65相应的颜色空间，雾度值、即在角＞2.5°时的散射性能，以及透明度(清晰度)、即在角＜2.5°时的散射性能。
图6和图7示出了未经涂层的基底以及涂有根据本发明的防磨损层的另五个透明基底的光谱反射率。基底是在表格1中示出的基底，因此是CERAN eco玻璃陶瓷材料或钠钙玻璃。
图6示出了经涂层的基底在250nm至2500nm之间的波长范围中的光谱反射率；图7示出了经涂层的基底在380nm至780nm之间的可见的波长范围中的光谱反射率。
在此涉及以下的实施例：
1)eco玻璃陶瓷材料(“GK”)，具有基于AlSiN的根据本发明的防磨损层(黑色线)；
2)具有基于AlSiN的根据本发明的防磨损层(粗的虚线)的钠钙玻璃(“SL”)；
3)具有基于Si3N4的根据本发明的防磨损层(层厚1200nm)(细的虚线)的钠钙玻璃；
4)具有基于SiOxNy的根据本发明的防磨损层(具有两个点的虚线)的钠钙玻璃；
5)具有基于AlSiN:Mo的根据本发明的防磨损层(点线)的CERAN eco玻璃陶瓷材料。
光谱的反射率显示出例如在可见的波长光谱中最大值在约30％的范围中并且最小值在约5％的范围中的周期性走向。
图8和图9示出了涂覆由AlSiN构成的根据本发明的防磨损层的另三个透明基底的光谱的反射率，其中在这些实施例中涉及玻璃陶瓷CERAN eco。
图8示出了基底在250nm至2500nm之间的波长范围中的光谱反射率；图9示出了基底在380nm和780nm之间的可见的波长范围中的光谱反射率。
在此涉及以下的实施例：
1)具有基于AlSiN(75:25)的根据本发明的借助Co溅射施加的防磨损层(黑色线)的CERANeco玻璃陶瓷材料
2)具有基于AlSiN(69:31)的根据本发明的防磨损层(点状线)的CERANeco玻璃陶瓷材料
3)具有基于AlSiN(8:92)的根据本发明的防磨损层(虚线)的CERANeco玻璃陶瓷材料。
表格2示出了基于AlSiN的根据本发明的施加到由玻璃陶瓷材料制成的透明基底上、在示例中玻璃陶瓷CERANeco的各种防磨损层的实施例及其机械、化学和光学特性。
表格2：施加到玻璃陶瓷材料制成的透明基底上的由AlSiN制成的根据本发明的各种防磨损层的实施例
所有五个实施例是AlSiN防磨损层，其被施加到玻璃陶瓷材料CERANeco上。在行中示出的实施例的区别在于其相应的Al:Si的比例，从Al:Si的比例10:90直至Al:Si的比例42:58。因此，相应防磨损层中的铝与硅的比例从第一实施例中的0.1经由0.2、0.3、0.5变化直至第五实施例中的0.7。较高的比例也是可能的。/>
通过磨蚀试验检查防划性。通过该试验分析砂粒对涂覆的基底的作用，以获得关于表面的机械负载能力的结论。未经涂覆的玻璃陶瓷具有磨蚀值5。小于“1”的值意味着，磨蚀试验“非常好地”通过。根据表格清楚，具有在0.27和0.49之间的值的实施例8-11的经涂覆的基底在最差的情况下“非常好地”通过磨蚀试验。仅根据实施例12的具有较高铝含量的防磨损层实现了1.01的值，这意味着“好”。由此在表格中示出的所有AlSiN防磨损层都通过了磨蚀试验。AlSiN防磨损层的厚度在这些示例中为1100nm。
检验化学抗性，其中使经涂覆的基底表面暴露于日常使用中也可能出现的各种物质。为此包括物质西多、棕榈橄榄、百分之10的柠檬酸和醋酸。
在此，这些物质被吸取到相应的防磨损层上，然后该区域在室温下被遮盖24小时。
表格中填入的值“0”意味着，在所有实施例中透光度的偏差小于2％，因此通过试验。由此在这些实施例中提供所有防磨损层的耐化学性并且防磨损层被看作是化学惰性的。
最后在表格2中给出在温度负载之后相应的防磨损层的颜色稳定性ΔEp,v。在此，经涂覆的基底暴露于390℃的温度下持续80小时以及650℃的温度下75小时。在标准光源D65下实现颜色稳定性。在此，具有根据本发明的防磨损层的基底在相应的温度影响之后与无防磨损层的基底彼此对比。结果显示出非常小的颜色改变，除了一个例外，该颜色改变处于ΔEp,v＜2。在此，ΔEp,v＜4的色差在本发明中看作是颜色中性的。
在此，前四个实施例的防磨损层具有非常低的颜色偏差，因此可看作是颜色稳定的。换句话说，根据本发明的防磨损层可暴露在至少350℃、优选400℃、并且特别优选500℃的温度下，而没有损失防磨损层的透明度和/或颜色或其他的光学特性。
结果显示出根据本发明的基于AlSiN的防磨损层的非常好的机械特性、化学特性和光学特性，尤其在Al:Si的比例为2或更低、优选1.1或更低、甚至0.7或更低时有利于本发明。
表格3示出了施加到玻璃陶瓷材料上、在示例中施加到玻璃陶瓷材料CERANeco的两个根据本发明的同样基于AlSiN的防磨损层的实施例及其机械特性。
表格3：根据本发明的施加到玻璃陶瓷材料CERANeco上的基于AlSiN的两个防磨损层的机械特性
在两列中示出的实施例的区别在于其各自的Al:Si的比例，其中Al:Si的比例(重量％)在第一实施例中为25:75(Al:Si的比例＝0.3)并且在第二实施例中为33:67(Al:Si的比例＝0.5)。
根据DIN EN ISO 14577借助马氏硬度测试方法得到两个根据本发明的防磨损层的抗机械能力，其中施加5mN的检测力。在根据本发明的第一防磨损层的情况中测得的马氏硬度HM＝9.120GPa并且在根据本发明的第二防磨损层的情况中HM＝8.912GPa。因此根据本发明的防磨损层的硬度明显高于未经处理的玻璃陶瓷表面的硬度，其约3至4GPa。
还给出了两个根据本发明的防磨损层的E模量，在第一种情况中E模量为212HM＝212GPa并且在第二种情况中为209GPa，因此明显高于100GPa，其中，发现E模量自100GPa开始就是有利的。
表格4示出了基于AlSiN和ZrO2的防磨损层的层应力。
表格4：基于ZrO2以及AlSiN的各种防磨损层的层应力和层厚
最后，表格5根据本发明的防磨损层的另两个实施例用不同标准光源照明时对黑色情况反射测量的色坐标。
表格5：根据本发明的两个防磨损层用不同标准光源照明时对黑色情况反射测量的色坐标
两个根据本发明的防磨损层在第一种情况中为厚度1.1μm的施加到陶瓷玻璃基底HIGHTRANS eco上的AlSiN防磨损层(Al/Si＝25/75)，在第二种情况中为厚度1.6μm的施加到陶瓷玻璃基底/>HIGHTRANS eco上的Si3N4防磨损层。
在CIELAB色系中在第一所述防磨损层的情况中显示出色度C*在2.24和5.15之间以及在第二防磨损层的情况中为1.82或1.98。
在所有测量的正常光源中，即在D55/10°、D65/10°、D75/10°以及A/10°、C/10°和F/10°中，色坐标明显低于要求的值C*小于14以及小于7。除了例外，该值甚至低于特别优选的值C*小于4。
根据本发明的防磨损层1或设有根据本发明的防磨损层1的基底2可应用在多个技术领域中，其中表面经受机械应力和/或其中期望在可见的波长范围中的高透射率。
涂有防磨损层1的基底2由此可尤其用作光学构件、用作如放大镜、透镜或过滤器、用作灶面或用作加热面、用作加热板、用作热保持板、用作玻璃或玻璃陶瓷工作台、用于家用电器中的玻璃或玻璃陶瓷构件、用作炉观察窗、用作壁炉观察窗、用作烤箱观察窗、用于冰箱和厨房前面板、用作车辆领域的观察窗、用于手表玻璃、用于眼镜(例如VR或AR眼镜)、或用作显示器(例如用于平板电脑或手机、特别是也用作触摸显示器)。
附图标记列表
1 防磨损层
2 基底
3 层
4 遮盖层
6 底面涂层

Claims (60)

1.一种基底，包括玻璃或玻璃陶瓷或由玻璃或玻璃陶瓷制成，所述基底具有至少半透明的硬质的防磨损层，
其中所述防磨损层至少部分地在所述基底的至少一个表面上构造并且具有在CIELAB色系中的色度C*小于14，这在用标准光源A或标准光源C的光的漫反射的光入射下或在温度在2500K和10000K之间的黑体辐射下测得，并且其中所述防磨损层具有的在波长380nm和780nm之间的可见的波长光谱中的透光度至少60％；以及
其中所述防磨损层的厚度在500nm和5000nm之间。
2.根据权利要求1所述的基底，其中所述防磨损层由多个子层构成。
3.根据权利要求1所述的基底，其中所述防磨损层整面地在所述基底的至少一个表面上构造。
4.根据权利要求1所述的基底，其中所述防磨损层具有在CIELAB色系中的色度C*小于7。
5.根据权利要求1所述的基底，其中所述防磨损层具有在CIELAB色系中的色度C*小于4。
6.根据权利要求1所述的基底，其中所述防磨损层具有的在波长380nm和780nm之间的可见的波长光谱中的透光度至少75％。
7.根据权利要求1所述的基底，其中所述防磨损层具有的在波长380nm和780nm之间的可见的波长光谱中的透光度至少80％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的固有的层应力大于500MPa并且低于1500MPa。
9.根据权利要求8所述的基底，其中所述层应力为压应力。
10.根据权利要求8所述的基底，其中所述层应力在525和1000MPa之间。
11.根据权利要求8所述的基底，其中所述层应力在550和750MPa之间。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层在可见的波长光谱中的透光度在70％和92％之间。
13.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层在可见的波长光谱中的透光度在78％和90％之间。
14.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层在可见的波长光谱中的透光度在80％和88％之间。
15.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述基底包括半透明的、透明的或半透亮的、无色的或体积着色的可陶瓷化的玻璃或玻璃陶瓷。
16.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述基底着深色或黑色，并且其中所述基底具有低于20％的透光度。
17.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述基底着深色或黑色，并且其中所述基底具有低于10％的透光度。
18.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述基底着深色或黑色，并且其中所述基底具有在0.5％和8％之间的透光度。
19.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述基底着深色或黑色，并且其中所述基底具有在0.5％和5％之间的透光度。
20.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述基底构造成透明的或半透明的并且在与防磨损层相对的表面上包括至少另一涂层。
21.根据权利要求20所述的基底，其中所述另一涂层为装饰层。
22.根据权利要求20所述的基底，其中所述另一涂层作为底面涂层。
23.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述基底在涂覆有防磨损层的区域中在波长380nm和780nm之间的可见的波长光谱中的透光度为至少60％，这在厚度为4mm的基底以及厚度为500nm的防磨损层上测得。
24.根据权利要求23所述的基底，其中所述透光度为至少75％。
25.根据权利要求23所述的基底，其中所述透光度为至少80％。
26.根据权利要求23所述的基底，其中所述透光度为至少85％。
27.根据权利要求23所述的基底，其中所述透光度为至少88％。
28.根据权利要求23所述的基底，其中所述透光度为90％。
29.根据权利要求23所述的基底，其中所述透光度为92％。
30.根据权利要求23所述的基底，其中所述透光度为95％。
31.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中，所述基底为具有在+/-2*10-6K-1的范围中的热膨胀系数α20-300的玻璃陶瓷。
32.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层具有根据DIN EN ISO14577马氏硬度在10mN的检测力下测得的至少5GPa的硬度。
33.根据权利要求32所述的基底，其中所述硬度为至少7GPa。
34.根据权利要求32所述的基底，其中所述硬度为9GPa。
35.根据权利要求32所述的基底，其中所述硬度为11GPa。
36.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的表面相对于以下物质中的至少一种是化学惰性的：水、清洁剂、以及应用在食品制备时的物质。
37.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的表面相对于以下所有物质是化学惰性的：水、清洁剂、以及应用在食品制备时的物质。
38.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的表面相对于以下物质中的至少一种是化学惰性的：醋酸、柠檬酸和盐水。
39.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的表面没有对健康有害的物质以及增塑剂邻苯二甲酸盐或挥发性有机成分VOC。
40.根据权利要求39所述的基底，其中所述对健康有害的物质为砷、锑、铅、汞、镉、六价铬或铋。
41.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中塑性指数，即防磨损层的硬度与E模量的比例为至少0.007。
42.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中塑性指数，即防磨损层的硬度与E模量的比例为至少0.03。
43.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中塑性指数，即防磨损层的硬度与E模量的比例为＞0.1。
44.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的厚度至少800nm。
45.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的厚度至少1000nm。
46.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的厚度小于3500nm。
47.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的厚度小于2000nm。
48.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层相对于至少350℃的温度在30分钟的时间下经过至少100次循环时是持久温度稳定的。
49.根据权利要求48所述的基底，其中所述防磨损层经过至少1000次循环时是持久温度稳定的。
50.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层相对于至少400℃的温度在30分钟的时间下经过至少100次循环时是持久温度稳定的。
51.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层相对于至少500℃的温度在30分钟的时间下经过至少100次循环时是持久温度稳定的。
52.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层构造成完全地或基本上无定形的。
53.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层的结晶比例在0.001重量％至最高2重量％之间。
54.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层包括以下成分中的至少一种：氧化铝、氧化锆硅、氧化锆、氮化硅、氮化硅锆、氮化铝硅、氮化铝、氧氮化硅、氧氮化硅锆、氧氮化硅铝、氧氮化铝。
55.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述基底和防磨损层的表面之间施加有另外的层，所述另外的层由选自元素铝、硅、硼、锆、钛、镍、铬、钨、镁、钼、锌或锰的组的氮化物、氧化物、碳氮化物、碳氧化物和/或氧氮化物形成。
56.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层包括在室温下不导电的至少一个区域并且其中薄层电阻至少为1kΩ/sq。
57.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层包括在室温下不导电的至少一个区域并且其中薄层电阻至少为0.5MΩ/sq。
58.根据权利要求1至7中任一项所述的基底，其中所述防磨损层包括在室温下不导电的至少一个区域并且其中薄层电阻至少为2MΩ/sq。
59.根据权利要求1至58中任一项所述的基底用作光学构件、用作灶面或用作加热面、用作加热板、用作热保持板、用作玻璃或玻璃陶瓷工作台、用于家用电器中的玻璃或玻璃陶瓷构件、用作炉观察窗、用作烤箱观察窗、用于冰箱和厨房前面板、用作车辆领域的观察窗、用于手表玻璃、用于眼镜或用作显示器、或用作移动电子设备的外壳的部分的用途。
60.根据权利要求1至58中任一项所述的基底用作壁炉观察窗或触摸显示器的用途。
CN202111528406.3A 2020-12-14 2021-12-14 半透明或透明的防磨损层、具有该层的基底及其制造方法 Active CN114620943B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020133286.6A DE102020133286A1 (de) 2020-12-14 2020-12-14 Semitransparente oder transparente Verschleißschutzschicht, Substrat mit derartiger Verschleißschutzschicht und Verfahren zu deren Herstellung
DE102020133286.6 2020-12-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114620943A CN114620943A (zh) 2022-06-14
CN114620943B true CN114620943B (zh) 2024-02-20

Family

ID=78828086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111528406.3A Active CN114620943B (zh) 2020-12-14 2021-12-14 半透明或透明的防磨损层、具有该层的基底及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4011845A1 (zh)
KR (1) KR20220085027A (zh)
CN (1) CN114620943B (zh)
DE (1) DE102020133286A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115616689A (zh) * 2022-10-17 2023-01-17 苏州晶生新材料有限公司 一种耐磨光学镜片及制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508092A (en) * 1990-09-27 1996-04-16 Diamonex, Incorporated Abrasion wear resistant coated substrate product
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
CN105073673A (zh) * 2013-03-06 2015-11-18 肖特股份有限公司 耐刮玻璃件

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011081234A1 (de) 2011-08-19 2013-02-21 Schott Ag Glaskeramik, die wenigstens teilweise mit einer Hartstoffschicht versehen ist
DE102012107129A1 (de) 2012-08-03 2014-02-06 Walter Ag TiAIN-beschichtetes Werkzeug
US9359261B2 (en) 2013-05-07 2016-06-07 Corning Incorporated Low-color scratch-resistant articles with a multilayer optical film
US9684097B2 (en) * 2013-05-07 2017-06-20 Corning Incorporated Scratch-resistant articles with retained optical properties
EP3300520B1 (en) 2015-09-14 2020-11-25 Corning Incorporated High light transmission and scratch-resistant anti-reflective articles
KR102423776B1 (ko) * 2016-06-13 2022-07-22 코닝 인코포레이티드 내-스크래치성 및 광학적으로 투명한 물질 및 제품
DE102017102642A1 (de) 2017-02-10 2018-08-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Hartstoffbeschichtete Körper aus Metall, Hartmetall, Cermet oder Keramik und Verfahren zur Herstellung derartiger Körper

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508092A (en) * 1990-09-27 1996-04-16 Diamonex, Incorporated Abrasion wear resistant coated substrate product
CN105073673A (zh) * 2013-03-06 2015-11-18 肖特股份有限公司 耐刮玻璃件
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

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220085027A (ko) 2022-06-21
DE102020133286A1 (de) 2022-06-15
EP4011845A1 (de) 2022-06-15
CN114620943A (zh) 2022-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104973797B (zh) 耐刮涂层、具有耐刮涂层的衬底和该衬底的制造方法
CN112130233B (zh) 硬质抗反射涂层及其制造和用途
KR102170171B1 (ko) 내스크래치성 유리 물품
US20050100721A1 (en) Transparent protective layer for a body
CN109956679B (zh) 具有中性色的涂层的盖板
US9884783B2 (en) Coated glass ceramic plate
CN114620943B (zh) 半透明或透明的防磨损层、具有该层的基底及其制造方法
KR100975464B1 (ko) 템퍼링 가능 유리 코팅
US10526241B2 (en) Scratch-resistant coatings with improved cleanability, substrates with scratch-resistant coatings with improved cleanability, and methods for producing same
CN111670170B (zh) 玻璃陶瓷制品
CN111670169B (zh) 玻璃陶瓷制品
CN112585100B (zh) 在银下方具有掺杂的晶种层的低-e可匹配涂覆制品以及对应的方法
CN114620944A (zh) 颜色中性的防磨损层、具有防磨损层的基底及其制造方法
CN114105489A (zh) 含透明基板和具匹配反射率的耐磨层的元件及制造方法
KR20220143588A (ko) 판형 유리 또는 유리 세라믹 부재, 그의 제조 방법 및 이의 용도
CN113825733B (zh) 玻璃陶瓷制品
US10194493B2 (en) Household appliance apparatus
US20220162119A1 (en) Glass-ceramic article
CN113562985A (zh) 盖板、其制造方法及用途

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant