DD214369A1

DD214369A1 - Verfahren zur herstellung duenner opalglasoberflaechen

Info

Publication number: DD214369A1
Application number: DD24890683A
Authority: DD
Inventors: Edgar Richter; Andreas Kolitsch; Joerg Schneider; Bernd Rauschenbach
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1983-03-17
Filing date: 1983-03-17
Publication date: 1984-10-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung duenner opaler Schichten auf Gegenstaenden aus Silikatglas. Es kann angewendet werden zur Herstellung truebglasaehnlicher Bezirke auf der Oberflaeche von Glasgegenstaenden, zum Anbringen von Marken oder Skalen sowie fuer dekorative Zwecke. Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Glasgegenstaenden mit definiert getruebten Oberflaechenbezirken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auf Silikatglasoberflaechen duenne opale Regionen erzeugt werden koennen, ohne dass die mechanische Festigkeit oder die chemische Resistenz reduziert werden. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass in die Gegenstaende aus Silikatglas Edelgasionen oder Stickstoffionen implaniert werden. Die Dosis der implantierten lonen muss dabei 10 hoch 16 cm hoch -2 sein. Die Leistung des auftreffenden Ionenstrahls bewegt sich im Bereich 3...6W/cm hoch2. Die implantierten Edelgas- oder Stickstoffionenbewirken bei der angegebenen Strahlleistung eine teilweise Kristallisation der Oberflaeche im Bereich der Einbringtiefe dieser Ionen sowie der Ausscheidung mikroskopischer Gasblaeschen in dieser Schicht, wodurch der implantierte Oberflaechenbereich getruebt wird und opal erscheint.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dünner opaler Schichten auf Gegenständen aus Silikatglas. Bs kann angewendet werden zur Herstellung trUbglasähnlicher Bezirke auf der Oberfläche von Glasgegenständen, zum Anbringen von Marken oder Skalen sowie für dekorative Zwecke?·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Trübgläser auf Silikatbasis enthalten in der Regel Fluor oder andere Keirabildner, die eine vollständige Trübung des gesamten Glaskörpers bewirken. Oberflächliche Trübungen der Gläser sind auf diese Weise nur zu erreichen, wenn man den Glasgegenstand mit einem Überfangtrübglas überzieht. Dabei gibt es stets Probleme aufgrund der Unterschiede in der thermischen Dehnung zwischen Grundglas und dem Überfangglas, wobei es häufig zu einem Abplatzen des Überfangs kommt, oder starke Eigenspannungen die mechanische Festigkeit negativ beeinflussen können. Der Einbau von Keimbildnern in der Glasoberfläche durch Beschichtung beispielsweise mit TiOp und nachfolgender Diffusionsbehandlung führt zwar zur Ausbildung opaler glaskristalliner Oberflächen, jedoch ist für eine gesteuerte Oberflächenkristallisation eine definierte Temperbehandlung nötig (Silikattechnik 30 (1979) 71).

Durch Ionenaustausch in Lithiumsalzschmelzen kann man bei Temperaturen um 400 ⁰C ebenfalls oberflächlich getrübte Gläser herstellen (DD 127 794). Allerdings werden dabei die mechanische Festigkeit stark reduziert (Zugspannungsaufbau führt zum Aufreißen latenter Mikrorisse in der Glasoberfläche (Silikattechnik 29 (1978) 73) und die chemische Beständigkeit verringert.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Glasgegenständen mit definiert getrübten Oberflächenbezirken.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auf Silikatglasoberflächen dünne opale Regionen erzeugt werden können, ohne daß die mechanische Festigkeit oder die chemische Resistenz reduziert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die Gegenstände aus Silikatglas Edelgasionen oder Stickstoffionen implantiert werden. Die Dosis der implan-

16 —2 tierten Ionen muß dabei > 10 cm sein. Die Leistung des auftreffenden Ionenstrahls bewegt sich im Bereich 3 .·« 6 w/cm · Die implantierten Edelgas- oder Stickstoffionen bewirken bei der angegebenen Strahlleistung eine teilweise Kristallisation der Oberfläche im Bereich der Einbringtiefe dieser Ionen sowie der Ausscheidung mikroskopischer Gasbläschen in dieser Schicht, wodurch der implantierte Oberflächenbereich getrübt wird und opal erscheint. Höhere Strahlleistungen führen zur Blisterung und zum Aufschmelzen der Glasoberfläche. Die chemische Resistenz sowie die mechanische Festigkeit werden durch die lonenstrahlbehandlung im Bereich der angegebenen Parameter nicht verändert.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird durch die folgenden Ausführungsbeispiele noch näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.

Beispiel 1

Ein Objektträgerglas wurde gereinigt und anschließend

auf einer 5 · 5 mm großen Fläche in einem Massenseparator mit Stickstoffionen der Energie I65 keV beschos-

17 + ? sen. Die implantierte Dosis betrug 1 . 10 H/cm .

2 Die Strahlstromstärke lag bei 25 /UA/cm . Nach Äusschleusung aus der Targetkammer des Implanters zeigte

ρ der Objektträger eine 5.5 ram große opale Fläche, deren Durchlässigkeit mittels Schnellphotometer zu 14 % gegenüber dem unveränderten Objektträgerglas bestimmt wurde.

Beispiel 2

Ein Objektträgerglas wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit Argonionen der Energie 330 keV implantiert. Die

1Ύ + 2 Dosis betrug diesmal 3 · 10 Ar /cm , das entspricht

2 einem Strahlstrom von 17 /UA/cm · Die implantierte Fläche des Glases war milchig trüb. Die Durchlässigkeit für Licht war kleiner 1 % bezogen auf das unveränderte Objektträgerglas. Die Dicke der opalen Schicht lag unter 1 /Um.

Claims

Erfindungsanspruch

Verfahren zur Herstellung dünner opaler Regionen auf Silikatglasoberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß in die gut gereinigte Oberfläche des Silikatglasgegenstandes Edelgas» oder Stickstoffionen eingeschossen werden, deren Dosis größer 10 Ionen/cm sein muß, wobei der sur Implantation verwendete Ionenstrahl eine

2 Strahlleistung von 3-7 Watt/cm besitzen muß*