DE102009051796A1 - Layer system useful for coating a substrate, comprises a silver alloy layer having two alloy elements, where the layer system is dielectrically arranged above or below the silver alloy layer such as oxide layer - Google Patents

Layer system useful for coating a substrate, comprises a silver alloy layer having two alloy elements, where the layer system is dielectrically arranged above or below the silver alloy layer such as oxide layer Download PDF

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Abstract

The layer system for coating a substrate, comprises a silver alloy layer having two alloy elements, where the proportion of silver in the silver alloy layer is 99.90 mass%, and the proportion of the alloying element in the silver alloy is 0.01-0.09 mass%. The silver alloy layer has a thickness of 9-15 nm, and/or the layer system is dielectrically arranged above or below the silver alloy layer such as oxide layer. The layer system has an emission degree of 0.05 against infrared radiation or the emission degree is formed as low E-coating system. Independent claims are included for (1) a substrate having a layer system; and (2) a method for producing a coated substrate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schichtsystem zur Beschichtung eines Substrats, ein Substrat mit einem solchen Schichtsystem und ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Substrats.The invention relates to a layer system for coating a substrate, to a substrate with such a layer system and to a method for producing a coated substrate.

Zur verbesserten Wärmedämmung bei transparenten Scheiben insbesondere Glasscheiben in Gebäuden oder Kraftfahrzeugen, sind sogenannte Low-E-Schichtsysteme bekannt, die einen niedrigen Emissionsgrad von typischerweise unter 0,05 im infraroten Spektralbereich aufweisen. Für die Low-E-Eigenschaften werden eine oder zwei Silberschichten in einem Schichtsystem angeordnet, die mit weiteren, metallischen oder auch oxidischen Schichten in dem Schichtsystem zur Entspiegelung, als Diffusionsblocker oder zur Haftvermittlung kombiniert werden können.For improved thermal insulation in transparent panes, in particular glass panes in buildings or motor vehicles, so-called low-E layer systems are known which have a low emissivity of typically less than 0.05 in the infrared spectral range. For the low-E properties, one or two silver layers are arranged in a layer system, which can be combined with further, metallic or oxidic layers in the layer system for antireflection, as a diffusion blocker or adhesion promotion.

Solche Low-E-Schichtsysteme können beispielsweise mittels Magnetron-Anlagen oder durch Kathodenzerstäubung oder Sputtern hergestellt werden. In der Regel werden solche Schichtsysteme auf plane, transparente Substrate, wie z. B. flache Körper, Bänder (Flachglas, Floatglas) oder Scheiben aus Glas oder Glasersatzmaterialien, wie Kunststoff aufgebracht.Such low-E layer systems can be produced for example by means of magnetron systems or by cathode sputtering or sputtering. In general, such layer systems on flat, transparent substrates, such. As flat body, ribbons (flat glass, float glass) or glass panes or glass replacement materials, such as plastic applied.

Die DE 196 04 699 C1 betrifft ein zur Beschichtung transparenter Substrate wie Glassubstrate vorgesehenes und durch Kathodenzerstäubung hergestelltes wärmedämmendes Schichtsystem mit niedriger Emissivität und hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich. Dieses bekannte Schichtsystem umfasst wenigstens vier Schichten, nämlich wenigstens eine Funktionsschicht aus Silber, eine zwischen der Substratoberfläche und der Silberschicht angeordnete diaelektrische Entspiegelungs-Grundschicht, eine weitere, oberhalb der Silberschicht angeordnete dielektrische Entspiegelungs-Deckschicht und eine zwischen der Silberschicht und der Entspiegelungs-Deckschicht angeordnete Schutzschicht, eine sog. Opfermetallschicht, angeordnet. Die Opfermetallschicht enthält 0,05 bis 10 Gew.-% zumindest eines der Metalle Palladium (Pd), Gold (Au), Iridium (Ir), Platin (Pt) und Rhodium (Rh) zur Erhöhung der chemischen Beständigkeit und der Härte des Schichtsystems. Auch unterhalb der Silberschicht kann eine solche Opfermetall-Schutzschicht angeordnet sein. Die Silberschicht selber besteht aus reinem Silber, die Schutzschichten enthalten kein Silber.The DE 196 04 699 C1 relates to a low-emissivity and high-transmission heat-insulating layer system in the visible spectral range provided for coating transparent substrates such as glass substrates and produced by cathode sputtering. This known layer system comprises at least four layers, namely at least one functional layer made of silver, an antireflection coating layer disposed between the substrate surface and the silver layer, another dielectric antireflection coating layer disposed above the silver layer, and one disposed between the silver layer and the antireflective coating layer Protective layer, a so-called sacrificial metal layer arranged. The sacrificial metal layer contains 0.05 to 10 wt .-% of at least one of the metals palladium (Pd), gold (Au), iridium (Ir), platinum (Pt) and rhodium (Rh) to increase the chemical resistance and hardness of the layer system , Also, below the silver layer may be arranged such a sacrificial metal protective layer. The silver layer itself consists of pure silver, the protective layers contain no silver.

Zur Herstellung von gebogenen, gewölbten oder gekrümmten Glasscheiben, werden die planen, bereits beschichteten Glaskörper thermisch gebogen durch Erhitzen in den Bereich der Glaserweichungstemperatur in speziellen Glasbiegeöfen, wobei das Glas im Allgemeinen nicht vorgespannt ist. Mit solchen Biegeöfen können insbesondere sowohl zylindrische als auch sphärische Krümmungen erreicht werden. Zylindrische Krümmungen können beispielsweise durch Biegen über eine Biegeform hergestellt werden. Sphärische Krümmungen können beispielsweise mittels einer Rahmenform hergestellt werden, wobei die Rahmenform dabei beispielsweise in der Mitte abgesenkt werden kann. Mit den bekannten Biegeverfahren ist es insbesondere möglich, gleichzeitig zwei oder mehr übereinanderliegende Scheiben zu biegen Zum Herstellungsverfahren für derart gebogene Glasscheiben wird beispielsweise auf A. Petzold, H. Marusch, B. Schramm; „Der Baustoff Glas”, 3. Auflage, Seite 88, Verlag für Bauwesen Berlin verwiesen. Solche gebogenen oder gekrümmten Glasscheiben kommen z. B. in Gebäudefassaden, Hauseingangsbereichen, Eckschaufenstern, Möbeln oder Kraftfahrzeugen oder Straßenspiegeln zur Anwendung.For producing curved, curved or curved glass panes, the planar, already coated glass bodies are thermally bent by heating to the glass softening temperature range in special glass bending ovens, the glass being generally un-prestressed. In particular, both cylindrical and spherical curvatures can be achieved with such bending ovens. Cylindrical bends can be made, for example, by bending over a bending mold. Spherical curvatures can be produced, for example, by means of a frame shape, wherein the frame shape can be lowered, for example, in the middle. With the known bending methods, it is in particular possible to simultaneously bend two or more disks lying one above the other. For example, for the production process for glass sheets bent in this way A. Petzold, H. Marusch, B. Schramm; "The building material glass", 3rd edition, page 88, publishing house for building Berlin directed. Such curved or curved glass panes come z. B. in building facades, doorways, corner windows, furniture or motor vehicles or road mirrors for use.

Ein Problem bei diesem nachträglichen Biegen von bereits mit einem Schichtsystem beschichtetem Glas ist die thermische Beständigkeit oder Belastbarkeit des Schichtsystems, das sich bei den hohe Temperaturen im Bereich der Glaserweichungstemperatur von typischerweise 600°C bis 680°C, beispielsweise 635°C bis 640°C nicht hinsichtlich seiner Eigenschaften in unzulässiger Weise verändern darf und sich auch nicht ablösen darf.A problem with this subsequent bending of already coated with a layer system glass is the thermal stability or load capacity of the layer system, which is at the high temperatures in the range of glass softening temperature of typically 600 ° C to 680 ° C, for example 635 ° C to 640 ° C. not allowed to change its properties in an inadmissible way and may not replace it.

Aus der DE 35 43 178 A1 ist ein Schichtsystem zur Beschichtung von Scheiben aus Mineralglas bekannt mit einer ersten Schicht aus einem Oxid, beispielsweise SnO2, einer zweiten Schicht aus einem Metall, einer dritten Schicht aus Silber oder einer Silberlegierung mit mindestens 50 Gew.-% Silber, einer vierten Schicht aus dem Metall wie die zweite Schicht und einer fünften Schicht aus dem Oxid der ersten Schicht, also ein Aufbau mit zwei Metall-Schutzschichten um die Silberschicht. Die Silberschicht kann hierbei als reine Silberschicht oder aber auch als Silberlegierung mit zulegiertem Kupfer (Cu) mit maximal 20 Gew.-%, Palladium (Pd) mit maximal 30 Gew.-% und Platin (Pt) mit maximal 20 Gew.-% ausgeführt sein. Eine Legierung des Silbers mit den genannten zulegierten Anteilen dieser genannten Metalle lässt jedoch die Absorption des Schichtsystems absinken. Es können aber auch Vorteile erzielt werden, wie beispielsweise die Ausheilung von Defekten in der Silberschicht und eine Verbesserung der optischen und elektrischen Eigenschaften. Das Material der zweiten und vierten Schicht ist Tantal (Ta), Wolfram (W), Nickel (Ni) oder Eisen (Fe) oder eine Legierung mit mindestens 50% eines dieser Metalle. Die mit diesem bekannten Schichtsystem beschichtete Mineralglasscheibe wird im Anschluss auf die Erweichungstemperatur des Mineralglases erwärmt und in eine jeweils gewünschte Endform geformt bzw. gebogen. Es wird beschrieben, dass das Schichtsystem bei den für diese Umformung erforderlichen hohen Temperaturen von etwa 640°C thermisch so stabil ist, dass sich die Eigenschaften der Schichten nicht verschlechtern und sich die Schichten auch nicht ablösen.From the DE 35 43 178 A1 is a layer system for coating disks of mineral glass known with a first layer of an oxide, for example SnO 2 , a second layer of a metal, a third layer of silver or a silver alloy with at least 50 wt .-% silver, a fourth layer of the metal as the second layer and a fifth layer of the oxide of the first layer, so a structure with two metal protective layers around the silver layer. The silver layer can in this case as a pure silver layer or as a silver alloy with alloyed copper (Cu) with a maximum of 20 wt .-%, palladium (Pd) with a maximum of 30 wt .-% and platinum (Pt) carried out with a maximum of 20 wt .-% be. However, alloying the silver with the stated alloyed proportions of these metals causes the absorption of the layer system to drop. However, advantages can also be achieved, such as the healing of defects in the silver layer and an improvement in the optical and electrical properties. The material of the second and fourth layers is tantalum (Ta), tungsten (W), nickel (Ni) or iron (Fe) or an alloy containing at least 50% of one of these metals. The mineral glass pane coated with this known layer system is subsequently heated to the softening temperature of the mineral glass and shaped or bent into a respectively desired final shape. It is described that the layer system at the for this deformation required high temperatures of about 640 ° C is thermally stable so that the properties of the layers do not deteriorate and the layers do not peel off.

In der DE 35 03 851 A1 wird ein hochtransparentes wärmedämmendes Schichtsystem für ein transparentes Substrat, insbesondere eine Glasscheibe, mit einer Schichtfolge Metalloxid-Silber-Metalloxid beschrieben, das durch Kathodenzerstäubung hergestellt wird. Dem Silber ist nun mindestens ein Stoff hohen Schmelzpunktes beigemischt, insbesondere Wolfram (W), Rhenium (Re), Tantal (Ta), Osmium (Os), Niob (Nb), Molybdän (Mo) und/oder Iridium (Ir) mit einem Anteil bis zu 10 Gew.-%. Bevorzugt wird Wolfram (W) in einer Konzentration von 0,4 bis 0,6 Gew.-% beigemischt. Dadurch kann beim Aufbringen der dünnen Silberschicht eine bei reinen Silberschichten sonst beobachtete Ausbildung von Inseln und Tröpfchen und auch ein nachträgliches Aufreißen der Schicht beim Aufbringen weiterer Oxidschichten vermieden werden, wodurch die Lichtabsorption beeinflusst und die optischen Eigenschaften verbessert werden können.In the DE 35 03 851 A1 describes a highly transparent heat-insulating layer system for a transparent substrate, in particular a glass pane, with a layer sequence metal oxide-silver metal oxide, which is produced by sputtering. The silver is now mixed with at least one substance of high melting point, in particular tungsten (W), rhenium (Re), tantalum (Ta), osmium (Os), niobium (Nb), molybdenum (Mo) and / or iridium (Ir) with a Proportion up to 10 wt .-%. Tungsten (W) is preferably admixed in a concentration of 0.4 to 0.6% by weight. As a result, the formation of islands and droplets otherwise observed with pure silver layers and also subsequent tearing of the layer during application of further oxide layers can be avoided when applying the thin silver layer, whereby the light absorption can be influenced and the optical properties can be improved.

Der hohe Anteil von 0,4 bis 0,6 Gew.-% Wolfram verursacht im Erzeugnis jedoch eine Verschlechterung der Lichtabsorption nach einem Biegeprozess. Diese der Schutzschicht beigefügten hochschmelzenden Metalle führen lediglich zu einer unwesentlichen Erhöhung der chemischen Beständigkeit und Härte des gesamten Schichtsystems. Die Wirkungsweise der enthaltenen Metalle auf den Vorgang des Auswachsens der Scheibenschicht ist allerdings weitestgehend ungeklärt. Als möglich wird es jedoch erachtet, dass sich Edelmetallkeime ausbilden, und dass auf Grund der Isomorphie der genannten Edelmetalle zu Silber die Kondensation des Silbers bei einem Sputterprozess begünstigt wird, indem die Edelmetalle als metallische Keime wirken.However, the high proportion of 0.4 to 0.6% by weight of tungsten causes a deterioration of light absorption in the product after a bending process. These refractory metals added to the protective layer only lead to an insignificant increase in the chemical resistance and hardness of the entire layer system. However, the mode of action of the metals contained in the process of growth of the disc layer is largely unclarified. However, it is considered possible that noble metal nuclei are formed, and that due to the isomorphism of said noble metals to silver, the condensation of silver is favored in a sputtering process by the precious metals acting as metallic nuclei.

Die DE 10 2006 014 796 B4 offenbart ein thermisch hoch belastbares Low-E-Schichtsystem für transparente Substrate wie Glasscheiben mit einer unteren, gegebenenfalls aus mehreren Teilschichten bestehenden Entspiegelungsschicht, einer aus ZnO:Al bestehenden Schicht, einer daran anschließenden Funktionsschicht aus Silber, einer metallischen Blockerschicht oberhalb der Silberschicht, einer aus mehreren Teilschichten bestehenden oberen Entspiegelungsschicht und einer gegebenenfalls aus mehreren Teilschichten bestehenden Deckschicht, wobei die Schichten durch Sputtern im Vakuum aufgebracht sind. Die obere Entspiegelungsschicht weist eine Teilschicht aus ZnO:Al oder einem ZnO enthaltenen Metallmischoxid ZnMeOx oder einer Metallmischoxidschichtfolge vom Typ ZnO:Al/ZnMeOx eine Teilschicht aus Si3N4 oder SixOyNz und eine zwischen diesen beiden Teilschichten angeordnete und deren unmittelbaren Kontakt verhindernde 0,5 bis 5 nm dicke Trennschicht aus einem Metalloxid oder Metallmischoxid mit kubischem Kristallgitter auf.The DE 10 2006 014 796 B4 discloses a thermally highly loadable low-E-layer system for transparent substrates such as glass with a lower, optionally consisting of several sub-layers anti-reflective coating, a ZnO: Al existing layer, an adjoining functional layer of silver, a metallic blocking layer above the silver layer, one of multi-layer upper antireflective layer and optionally consisting of several sub-layers cover layer, wherein the layers are applied by sputtering in a vacuum. The top anti-reflection coating has a sub-layer of ZnO: metal oxide contained Al or ZnO ZnMeO x or Metallmischoxidschichtfolge type ZnO: Al / ZnMeO 3 N 4 or Si x O y N z, and between these two sub-layers arranged x is a sub-layer of Si and their direct contact preventing 0.5 to 5 nm thick separation layer of a metal oxide or mixed metal oxide with cubic crystal lattice on.

In H. Sankur und W. Gunning, J. Appl. Phys. 66 (1989) wird erwähnt, dass das Kristallisationsverhalten bei der Herstellung eines Schichtsystems zum einen von der Temperatur, zum anderen aber auch von der Schichtdicke der einzelnen Schichten abhängen kann. Es wird gezeigt, dass unterhalb einer kritischen Schichtdicke von 50 nm beispielsweise keine Kristallisation feststellbar ist. Das trifft weitestgehend für oxidische Schichten zu. Anders verhält sich dagegen eine metallische Schicht bei einem Erhitzungsvorgang, insbesondere eine Silber-Schicht (Ag-Schicht).In H. Sankur and W. Gunning, J. Appl. Phys. 66 (1989) it is mentioned that the crystallization behavior in the production of a layer system can depend on the one hand on the temperature, on the other hand also on the layer thickness of the individual layers. It is shown that, for example, no crystallization can be detected below a critical layer thickness of 50 nm. This is true for oxidic layers as far as possible. By contrast, a metallic layer behaves differently in a heating process, in particular a silver layer (Ag layer).

Der morphologische Schichtaufbau einer Schicht aus metallischem Silber (Ag) ist derart instabil, dass im Beisein von Sauerstoff bereits vergleichsweise geringe Temperaturerhöhungen ausreichen, um gravierende Schichtveränderungen auszulösen. Diese Schichtveränderungen treten insbesondere im Temperaturbereich von 200°C bis ca. 700°C auf, der gerade für ein nachträgliches thermisches Umformen eines beschichteten Substrats relevant ist. Die Schichtveränderungen sind phänomenologisch bedingt durch eine Abrundung der jeweiligen Schichtpartikel. Dieser Prozess läuft bereits bei Silberschichtdicken im Bereich von 10 nm ab. Diese Erkenntnisse ergeben sich insbesondere aus K.-J. Hanszen, Zeitschrift für Physik, Band 150, Seite 527 (1958) und P. Smith e. al. Thin Solid Films 45 (1977), Seite 159 . Für unterschiedliche, Silber enthaltende Schichtsysteme wird darin unter anderem auch auf die Notwendigkeit des Schutzes der Silberschicht hingewiesen.The morphological layer structure of a layer of metallic silver (Ag) is so unstable that in the presence of oxygen already comparatively small temperature increases are sufficient to trigger serious layer changes. These layer changes occur, in particular, in the temperature range from 200 ° C. to about 700 ° C., which is just relevant for subsequent thermal forming of a coated substrate. The layer changes are phenomenologically caused by a rounding of the respective layer particles. This process already takes place at silver layer thicknesses in the range of 10 nm. These findings emerge in particular K.-J. Hanszen, Journal of Physics, Volume 150, page 527 (1958) and P. Smith e. al. Thin Solid Films 45 (1977), page 159 , For different, silver-containing layer systems, it is also pointed out, among other things, the need to protect the silver layer.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen oder zumindest zu lindern. Es soll insbesondere ein Schichtsystem zur Beschichtung von Substraten, insbesondere Glassubstraten, bereitgestellt werden, das thermisch belastbar und stabil ist, insbesondere bei einem sich an die Beschichtung mit dem Schichtsystem anschließenden thermischen Umformen des Substrates, insbesondere Glases. Ferner sollen ein Substrat und ein Herstellungsverfahren angegeben werden.The object of the invention is to eliminate or at least alleviate the disadvantages of the prior art. In particular, it is intended to provide a layer system for coating substrates, in particular glass substrates, which is thermally stable and stable, in particular in the case of thermal deformation of the substrate, in particular glass, subsequent to the coating with the layer system. Furthermore, a substrate and a production method are to be specified.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den abhängigen Patentansprüchen.This object is solved by the features of the independent claims. Refinements and developments of the invention will become apparent in particular from the dependent claims.

Das Schichtsystem gemäß Patentanspruch 1 ist zur Beschichtung eines Substrats geeignet und bestimmt und umfasst zumindest eine Silberlegierungsschicht. Die Silberlegierungsschicht umfasst zumindest die folgenden Komponenten:

  • • zumindest 99,90 M-% Silber (Ag) und
  • • maximal 0,10 M-% zumindest eines Legierungselements (oder: Legierungszusatzes) Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Zink (Zn) umfassenden Gruppe von Elementen ausgewählt ist.
The layer system according to claim 1 is suitable and intended for coating a substrate and comprises at least one silver-alloy layer. The silver alloy layer comprises at least the following components:
  • • at least 99.90 M% silver (Ag) and
  • Maximum of 0.10 M-% of at least one alloying element (or alloy addition) titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni) and zinc (Zn) group of elements.

Bei dem Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Substrats gemäß Patentanspruch 7 wird auf das Substrat ein Schichtsystem aufgebracht, welches zumindest eine Silberlegierungsschicht umfasst, wobei die zumindest eine Silberlegierungsschicht Silber (Ag) und zumindest ein Legierungselement, das aus der Scandium (Sc), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Zink (Zn) umfassenden Gruppe von Elementen ausgewählt ist, umfasst,
wobei in der zumindest einen Silberlegierungsschicht der Anteil des Silbers auf mindestens 99,90 M-% und der Anteil des zumindest einen Legierungselements auf maximal 0,10 M-% eingestellt wird.In the method for producing a coated substrate according to claim 7, a layer system comprising at least one silver alloy layer is applied to the substrate, the at least one silver alloy layer comprising silver (Ag) and at least one alloying element consisting of the scandium (Sc), titanium (Ti ), Vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni) and zinc (Zn).
wherein in the at least one silver alloy layer, the proportion of the silver is set to at least 99.90 M% and the proportion of the at least one alloying element to a maximum of 0.10 M%.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren gemäß Patentanspruch 8, das abhängig oder unabhängig vom Patentanspruch 7 beansprucht wird, ein beschichtetes Substrat hergestellt, indem auf das Substrat ein Schichtsystem aufgebracht wird, welches zumindest eine Silberlegierungsschicht umfasst, wobei das Silber und jedes Legierungselement zur Ausbildung der Silberlegierungsschicht von einem Quellmaterial abgetragen oder abgelöst wird und der Substratoberfläche zugeführt wird und wobei das Quellmaterial einen Anteil des Silbers von mindestens 99,90 M-% und einen Anteil des zumindest einen Legierungselements von maximal 0,10 M-%, insbesondere aus einem Bereich von 0,01 M-% bis 0,10 M-%, aufweist.In another aspect of the invention, in a method according to claim 8 which is claimed or independently of claim 7, a coated substrate is prepared by applying to the substrate a layer system comprising at least one silver alloy layer, the silver and each alloying element for forming the silver alloy layer is ablated or detached from a source material and the substrate surface is supplied and wherein the source material has a proportion of silver of at least 99.90 M% and a proportion of at least one alloying element of not more than 0.10 M%, in particular a range of 0.01M% to 0.10M%.

Das Ablösen oder Abtragen von Silber und Legierungselement(en) vom Quellmaterial erfolgt insbesondere in Form von Atomen oder Ionen oder reaktiven Verbindungen. Als Beschichtungsverfahren kommen vorzugsweise Katodenzerstäubung, Hochratezerstäuben oder Sputtern, insbesondere magnetfeldunterstütztes Sputtern, des Quellmaterials in Frage, jedoch auch thermisches Verdampfen des Quellmaterials oder auch andere PVD- oder CVD-Verfahren, die im Allgemeinen im Vakuum durchgeführt werden.The removal or removal of silver and alloying element (s) from the source material takes place in particular in the form of atoms or ions or reactive compounds. Preferred coating methods are cathode sputtering, high rate sputtering or sputtering, in particular magnetic field assisted sputtering, of the source material, but also thermal evaporation of the source material or other PVD or CVD processes, which are generally carried out in vacuo.

Synonym zu Gewichtsprozent (Gew.-%) wird hier auch der (genauere) Begriff Massenprozent (M-%) verwendet, also der Anteil oder Gehalt der jeweiligen Komponente bezogen auf die Gesamtmasse der Gesamtzusammensetzung, die also 100 Gew.-% oder M-% hat. Die angegebenen M-% für die Legierungselemente beziehen sich auf die Gesamtheit aller vorhandenen Legierungselemente, also auf eines, wenn nur eines vorhanden ist, und auf alle Legierungselemente zusammengenommen, wenn mehrere Legierungselemente dem Silber zulegiert werden.Synonymous with weight percent (wt .-%) here (more accurate) term mass percent (M%) is used, ie the proportion or content of the respective component based on the total mass of the total composition, ie 100 wt .-% or M % Has. The stated M% for the alloying elements refer to the totality of all the alloying elements present, ie one, if only one is present, and all the alloying elements taken together, if several alloying elements are added to the silver.

Der Erfinder hat erkannt, dass es für die thermische Stabilität des Schichtsystems von Bedeutung ist, nicht nur zu wissen, welche Legierungselemente welche Einflüsse im Schichtsystem haben, sondern auch welche Mengen dazu genau erforderlich sind. Die aus dem Stand der Technik bekannten Legierungen wurden oftmals unter dem Gesichtspunkt entwickelt, eine hohe Festigkeit bei Raumtemperatur zu erreichen. Dementsprechend enthalten sie in dem weiten Bereich von wenigstens 0,4 Gew.-% bis zu 50 Gew.-% verschiedene Legierungszusätze.The inventor has recognized that it is important for the thermal stability of the layer system not only to know which alloying elements have which influences in the layer system, but also exactly what quantities are required. The alloys known in the art have often been developed from the viewpoint of achieving high strength at room temperature. Accordingly, they contain various alloying additions in the wide range of at least 0.4% by weight up to 50% by weight.

Um eine anders geartete Temperaturbeeinflussung und höherer Temperaturbeständigkeit oder Warmfestigkeit zu erhalten, liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass andere Legierungszusätze und zugleich deutlich geringere Gehalte an Legierungszusätzen als beim Stand der Technik zu verwenden sind.In order to obtain a different type of temperature influence and higher temperature resistance or heat resistance, the invention is based on the finding that other alloying additions and at the same time significantly lower contents of alloying additives are to be used than in the prior art.

Die Erfindung geht ausgehend von dieser Erkenntnis weiter aus von der Überlegung, dass ein thermisch belastbares Schichtsystem, insbesondere Low-E-Schichtsystem, bereitgestellt werden kann, indem lediglich die Zusammensetzung der Silberschicht (Ag-Schicht) des Low-E-Schichtsystems verändert wird, die anderen Schichten aber unverändert bleiben können (wenn auch nicht müssen). Dadurch kann das Schichtsystem technologisch einfacher hergestellt werden, und es ergeben sich gegenüber herkömmlichen Schichtsystemen auch Kostenvorteile.On the basis of this knowledge, the invention proceeds from the consideration that a thermally loadable layer system, in particular a low-E layer system, can be provided by merely changing the composition of the silver layer (Ag layer) of the low-E layer system. but the other layers can (but do not have to) remain unchanged. As a result, the layer system can be produced in a technologically simpler manner, and there are also cost advantages over conventional layer systems.

Der Erfindung liegt weiterhin die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass die thermische Stabilität dadurch verbessert werden kann, dass eine Silberlegierungsschicht oder das Quellmaterial mit einer Silberkonzentration von zumindest 99,90 M-% verwendet wird und dass das wenigstens eine zusätzliche Legierungselement in der Silberlegierung somit höchstens 0,10 M-% ausmacht.The invention is further based on the surprising finding that the thermal stability can be improved by using a silver alloy layer or the source material with a silver concentration of at least 99.90% by mass and thus at most one additional alloying element in the silver alloy 0.10 M%.

Als dem Silber zulegierte(s) Legierungselement(e) umfasst die Silberlegierungsschicht oder das Quellmaterial gemäß der Erfindung zumindest ein Legierungselement aus der Scandium (Sc), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Zink (Zn) umfassenden Gruppe von Elementen, also Elementen mit der Ordnungszahl 21 bis 30 im Periodensystem der Elemente.As the alloying element (s) alloyed with the silver, the silver alloy layer or the source material according to the invention comprises at least one of scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), Iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni) and zinc (Zn) group of elements, ie elements with the atomic number 21 to 30 in the periodic table of the elements.

Diese gemäß der Erfindung erstmalig dem Silber in einer bzw. für eine Silberschicht eines Schichtsystems, vorzugsweise Low-E-Schichtsystems, zulegierten Elemente weisen zum Silber nur eine begrenzte Mischbarkeit auf.These according to the invention for the first time the silver in one or for a silver layer of a layer system, preferably low-E layer system, alloyed elements have to silver only a limited miscibility.

Diese begrenzte Mischbarkeit und vor allem die speziellen Eigenschaften der gemäß der Erfindung gewählten speziellen Legierungszusätze im Zusammenspiel mit den gemäß der Erfindung eingehaltenen speziellen Konzentrationen von Silber und Legierungszusätzen führen zu einer deutlich höheren Temperaturbeständigkeit der Silberschicht. Dies erklärt sich wahrscheinlich dadurch, dass sich die Feinkörnigkeit sowie Warmfestigkeit erhöht und die Klebeneigung reduziert, ohne dass die chemischen Eigenschaften oder im Allgemeinen auch der Flächenwiderstand wesentlich beeinträchtigt werden. This limited miscibility and especially the special properties of the particular alloying additives chosen according to the invention, in combination with the specific concentrations of silver and alloying additions according to the invention, lead to a significantly higher temperature resistance of the silver layer. This is probably explained by the fact that the fine graining and heat resistance increases and reduces the tendency to adhere without substantially impairing the chemical properties or, in general, the sheet resistance.

Synonym zu Gewichtsprozent (Gew.-%) wird hier und im Folgenden der genauere Begriff Massenprozent (M-%) verwendet, also der Anteil der jeweiligen Komponente bezogen auf die Gesamtmasse der Gesamtzusammensetzung, die also 100 Gew.-% oder M-% hat.Synonymous with weight percent (wt .-%) is here and below the more precise term mass percent (M%) used, ie the proportion of the respective component based on the total mass of the total composition, which has 100 wt .-% or M% ,

Der Gehalt oder Anteil des oder der Legierungselemente(s) in der Silberlegierungsschicht oder dem Quellmaterial beträgt bevorzugt mindestens 0,01 M-% und liegt dann vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 M-% bis 0,09 M-%.The content or content of the alloying element (s) in the silver alloy layer or the swelling material is preferably at least 0.01 M% and then preferably in a range of 0.01 M% to 0.09 M%.

Insbesondere eignen sich Legierungselemente wie Ni, Cr, Mn und Zn.In particular, alloying elements such as Ni, Cr, Mn and Zn are suitable.

Die Silberlegierungsschicht oder das Quellmaterial kann in einer Variante mehrere, insbesondere zwei, Legierungselemente aufweisen, beispielsweise Ni und Cr, Als geeignet haben sich auch Legierungen der vorgenannten Elemente herausgestellt. Insbesondere kommen binäre Ni-Cr-Legierungen in Frage. Bei den Chrom-Nickel Legierungen haben sich als besonders vorteilhaft solche mit einem Nickel-Gehalt von ca. 50 M-% oder mehr erwiesen.In one variant, the silver alloy layer or the source material may have several, in particular two, alloying elements, for example Ni and Cr. Alloys of the abovementioned elements have also proven suitable. In particular, binary Ni-Cr alloys come into question. In the case of chromium-nickel alloys, those with a nickel content of about 50 M% or more have proved to be particularly advantageous.

Die Dicke der Silberlegierungsschicht kann im Wesentlichen beliebig gewählt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Dicke der Silberlegierungsschicht von 7 bis 250 nm, vorzugsweise von 9 bis 15 nm, erwiesen.The thickness of the silver alloy layer can be selected substantially arbitrarily. A thickness of the silver alloy layer of 7 to 250 nm, preferably 9 to 15 nm, has proved to be particularly advantageous.

Im Allgemeinen wird zumindest eine oberhalb oder unterhalb der Silberlegierungsschicht angeordnete oder dieser vor- oder nachgeschaltete dielektrische, insbesondere oxidische, Schicht vorgesehen, insbesondere die Silberlegierungsschicht beidseitig oder einseitig eingebettet in die dielektrische Schicht. Die Silberlegierungsschicht kann aber auch direkt auf das Substrat aufgebracht werden.In general, at least one above or below the silver alloy layer arranged or this upstream or downstream dielectric, in particular oxidic, layer is provided, in particular the silver alloy layer on both sides or on one side embedded in the dielectric layer. However, the silver alloy layer can also be applied directly to the substrate.

Das Schichtsystem ist bevorzugt ein Low-E-Schichtsystem oder weist einen Emissionsgrad von höchstens 0,05 gegenüber Infrarot-Strahlung auf.The layer system is preferably a low-E layer system or has an emissivity of at most 0.05 with respect to infrared radiation.

Das mit der Erfindung bereitgestellte Schichtsystem eignet sich aufgrund seiner Temperaturbeständigkeit insbesondere für plane Flachglasscheiben, welche nach dem Aufbringen des Schichtsystems in gewünschter Weise thermisch gebogen oder gekrümmt werden können. Insbesondere kommen sowohl Flachglasscheiben in Frage, welche besonderen technologischen Anforderungen genügen müssen, als auch solche, welche in herkömmlicher Art und Weise mit Vorspannprozess verwendet werden können.Due to its temperature resistance, the layer system provided by the invention is particularly suitable for planar flat glass panes, which can be thermally bent or curved in the desired manner after application of the layer system. In particular, both flat glass panes come into question, which must meet special technological requirements, as well as those which can be used in a conventional manner with tempering process.

Wie bereits erwähnt, kann das Schichtsystem auf ein Substrat aufgebracht werden. Besonders geeignet ist das Schichtsystem für Substrate wie Glas oder Glasersatzstoffe. Dabei wird unter dem Begriff Glasersatzstoff jeglicher Stoff verstanden, welcher als Ersatz für Glas zum Einsatz kommen kann, wie beispielsweise Kunststoffe oder auch Glaskeramiken usw. Insbesondere eignet sich das Schichtsystem für Flachglasscheiben.As already mentioned, the layer system can be applied to a substrate. Particularly suitable is the layer system for substrates such as glass or glass substitutes. The term glass substitute is understood to mean any substance which can be used as a substitute for glass, such as, for example, plastics or glass ceramics, etc. In particular, the layer system is suitable for flat glass panes.

Zur Herstellung gebogener oder gewölbter, beschichteter Substrate kann das Substrat mit Schichtsystem nach Aufbringen des Schichtsystems auf eine Temperatur von beispielsweise 635 bis 640°C erhitzt und gebogen bzw. geformt werden, ohne dass die Wirkungen des Schichtsystems maßgeblich beeinträchtigt werden. Bei Verwendung eines Glassubstrats kann dieses dabei auf seine Erweichungstemperatur erhitzt und entsprechend, insbesondere gemäß den Verfahren nach dem Stand der Technik, die beispielsweise aus der eingangs genanten Literaturstelle A. Petzold, H. Marusch, B. Schramm; „Der Baustoff Glas”, 3. Auflage, Seite 88, Verlag für Bauwesen Berlin , bekannt sind, geformt werden. Ferner kann aufgrund der thermischen Stabilität des Schichtsystems das Substrat, insbesondere Glassubstrat, mit dem bereits aufgebrachten Schichtsystem auch getempert oder über einen vorgegebenen Zeitraum auf Temperaturen bis in die Nähe der Erweichungstemperatur (sogenanntes thermal annealing) aufgeheizt werden, um Spannungen in dem Substratmaterial abzubauen oder zu verringern.To produce curved or curved coated substrates, the substrate with a layer system can be heated to a temperature of, for example, 635.degree. To 640.degree. C. after application of the layer system and bent or shaped, without the effects of the layer system being significantly impaired. When using a glass substrate this can be heated to its softening temperature and accordingly, in particular according to the methods of the prior art, for example, from the cited reference A. Petzold, H. Marusch, B. Schramm; "The building material glass", 3rd edition, page 88, publishing house for building Berlin , are known to be shaped. Furthermore, due to the thermal stability of the layer system, the substrate, in particular glass substrate, with the already applied layer system also annealed or heated to temperatures up to the vicinity of the softening temperature (so-called thermal annealing) for a predetermined period of time to reduce or increase stresses in the substrate material reduce.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Zum besseren Verständnis wird die erfindungsgemäße Lösung einem Vergleichsbeispiel nach dem Stand der Technik gegenüber gestellt.The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments. For a better understanding, the solution according to the invention is compared with a comparative example according to the prior art.

Zunächst wird auf das Vergleichsbeispiel nach dem Stand der Technik näher eingegangen. Anschließend daran folgt eine Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung in einem ersten und weiteren Ausführungsbeispielen.First, the comparative example according to the prior art will be discussed in more detail. Subsequently, an explanation of the solution according to the invention follows in a first and further embodiments.

Vergleichsbeispiel (Stand der Technik):Comparative Example (prior art):

Es wurde eine industrielle Durchlauf-Beschichtungsanlage verwendet, mit welcher eine Vielzahl von Substrat-Typen, insbesondere Plansubstrate und Rohrsubstrate im Gleichstrom-(DC-) und/oder im Wechselstrom(AC-)Betrieb beschichtet werden können. Mittels magnetfeldunterstützter (reaktiver) Katodenzerstäubung und/oder Magnetronsputterns wurde auf 4 mm dicken Floatglasscheiben folgendes, dem Stand der Technik entsprechendes Low-E-Schichtsystem aufgebracht:
Glas/SnO2 (25 nm)/ZnO:Al (9 nm)/Ag (11,5 nm)/NiCr (3,5 nm)/Cr (3,5 nm)/ZnO:Al (5 nm)/SnO2 (33 nm)/Si3N4 (2 nm)An industrial continuous coating machine was used, with which a Variety of substrate types, especially plan substrates and pipe substrates in the DC (DC) and / or in the AC (AC) operation can be coated. By means of magnetic field-assisted (reactive) sputtering and / or magnetron sputtering, the following low-E layer system, which corresponds to the prior art, was applied to 4 mm thick float glass panes:
Glass / SnO 2 (25 nm) / ZnO: Al (9 nm) / Ag (11.5 nm) / NiCr (3.5 nm) / Cr (3.5 nm) / ZnO: Al (5 nm) / SnO 2 (33 nm) / Si 3 N 4 (2 nm)

In der vorstehenden Beschreibung des Schichtsystems sind die einzelnen Schichten durch Schrägstriche voneinander getrennt, und Dicken der jeweiligen Schichten sind jeweils hinter der Schichtzusammensetzung in Klammern in Nanometer (nm) angeben. Die Buchstabenkürzel entsprechen den Bezeichnungen im Periodensystem der Elemente.In the above description of the layer system, the individual layers are separated by slashes, and thicknesses of the respective layers are respectively indicated behind the layer composition in parentheses in nanometers (nm). The letter abbreviations correspond to the names in the periodic table of the elements.

Die ZnO:Al-Schichten wurden aus einem metallischen ZnAl-Target mit 2 Gew.-% Al gesputtert.The ZnO: Al layers were sputtered from a metallic ZnAl target with 2 wt% Al.

Die auf der Silberschicht angeordnete Blockschicht wurde mit Argon als Arbeitsgas aus einem metallischen NiCr-Target gesputtert, das aus 80 Gew.-% Ni und 20 Gew.-% Cr bestand. Die Grundschicht und die obere Entspiegelungsschicht aus Zinnoxid (SnO2) wird aus einem Sn-Target in einer Ar/O2-Arbeitsgasatmosphäre reaktiv aufgesputtert. Die oberste Deckschicht oder Topcoat (Si3N4) wurde mit einem Ar/N2-Arbeitsgas reaktiv aus einem Si-Target gesputtert.The block layer disposed on the silver layer was sputtered with argon as a working gas of a metallic NiCr target consisting of 80% by weight of Ni and 20% by weight of Cr. The base layer and the top anti-reflection layer of tin oxide (SnO 2 ) is sputtered reactively from an Sn target in an Ar / O 2 working gas atmosphere. The topcoat or topcoat (Si 3 N 4 ) was reactively sputtered from an Si target with an Ar / N 2 working gas.

Das Ag-Target bestand aus 99,97 Gew.-% Ag bezogen auf das Einsatzmaterial und somit 0,03% Restbestandteilen.The Ag target consisted of 99.97 wt .-% Ag based on the feed and thus 0.03% residual components.

Aus der beschichteten Glasscheibe mit einer Länge von 400 mm, einer Breite von 200 mm und einer Dicke von 4 mm wurden für die Durchführung von Biegeversuchen benötigte Proben geschnitten.From the coated glass sheet having a length of 400 mm, a width of 200 mm and a thickness of 4 mm, samples required for carrying out bending tests were cut.

Das Glas hatte die folgende oxidische Glaszusammensetzung Na2O: 14 Gew.-%; MgO: 4,0 Gew.-%; Al2O3: 0,1 Gew.-%; SiO2: 72,5 Gew.-%; K2O: 0,016 Gew.-%; CaO: 9,0 Gew.-%.The glass had the following oxide glass composition Na 2 O: 14% by weight; MgO: 4.0% by weight; Al 2 O 3 : 0.1% by weight; SiO 2 : 72.5% by weight; K 2 O: 0.016 wt%; CaO: 9.0% by weight.

Anschließend wurde zum Biegen der beschichteten Glasscheibe diese in einem Tunnelofen wurde jeweils eine der Proben platziert. Der Tunnelofen wurde mit einer Geschwindigkeit von 2°C/min mittels einer Elektrotherm-Ofenheizung bis auf Temperaturen im Bereich von 635 bis 640°C hochgeheizt. Danach wurde mit Ofengeschwindigkeit abgekühlt und die Proben wurden nach deren Abkühlung aus dem Tunnelofen entnommen. Der Vorgang war dann beendet, wenn mit der Schicht im Zugspannungsbereich aus der planen Probe eine zylindrische Form entstanden war.Subsequently, in order to bend the coated glass pane, one of the samples was placed in a tunnel oven. The tunnel kiln was heated at a rate of 2 ° C / min by means of an electrotherm oven heater to temperatures in the range of 635 to 640 ° C. It was then cooled at oven speed and the samples were removed after cooling from the tunnel kiln. The process was completed when the layer in the tensile stress region from the plane sample, a cylindrical shape was created.

Alle der bei dem Vergleichsbeispiel hergestellten drei Proben zeigten im Gebiet der höchsten Zugspannungen linienartige Defekte quer zur Probe. In diesem Gebiet wurde mit einem Gerät nach Gardner das Streulicht zu 1% gemessen.All of the three samples prepared in the comparative example showed line-like defects across the sample in the region of highest tensile stresses. In this area, the stray light was measured at 1% with a Gardner device.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung näher beschrieben.In the following, embodiments according to the invention will be described in more detail.

Erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung:First embodiment according to the invention:

Das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung unterscheidet sich vom Vergleichsbeispiel lediglich im verwendeten Ag-Target, so dass ansonsten die gleiche Technologie und die gleichen Verfahrensparameter verwendet wurden.The first embodiment according to the invention differs from the comparative example only in the Ag target used, so that otherwise the same technology and the same process parameters were used.

Der im Vergleichsbeispiel genannten Ag-Qualität des Ag-Targets wurden gemäß der Erfindung 0,07 Gew.-% Ni beigemischt, so dass das Target 99,90 Gew.-% Ag hatte bei 0,03% sonstigen Restbestandteilen. Die Schichtbildung erfolgte mit denselben Dicken wie im Vergleichsbeispiel.The Ag quality of the Ag target mentioned in the comparative example according to the invention was admixed with 0.07% by weight of Ni, so that the target had 99.90% by weight of Ag at 0.03% of other residual constituents. The layer formation took place with the same thicknesses as in the comparative example.

Auch die Prozessführung im Tunnelofen war gleich. Beim Hochheizen mit der Elektrotherm-Heizung auf 635–640°C zeigt das beginnende Absinken der beiden Kanten der Probe den Erweichungspunkt des Glases an.The process control in the tunnel kiln was the same. When heating up to 635-640 ° C with the electrothermic heater, the incipient sinking of the two edges of the sample indicates the softening point of the glass.

Nach dem Abkühlen wurden die Proben dem Ofen entnommen und das Gebiet der höchsten Zugspannungen bei drei Proben auf die linienartigen Defekte quer zur Probe untersucht. Die typischen Fehler, insbesondere linienartige Defekte, waren bei den Proben des Ausführungsbeispiels nicht zu beobachten. Im Gebiet der höchsten Zugspannungen wurde das Streulicht, wie oben im Vergleichsbeispiel mit einem Gerät nach Gardner, zu 0,4% gemessen. Dieser Wert liegt deutlich unter dem Wert im Vergleichsbeispiel, was insbesondere zeigt, dass das Schichtsystem, das gemäß der Erfindung ausgebildet oder hergestellt wurde, thermisch wesentlich belastbarer und stabiler ist als beim Stand der Technik.After cooling, the samples were removed from the oven and the region of highest tensile stresses in three samples was examined for the line-type defects across the sample. The typical defects, especially line-like defects, were not observed in the samples of the embodiment. In the region of highest tensile stresses, the scattered light was measured to be 0.4% as above in the comparative example with a Gardner apparatus. This value is significantly below the value in the comparative example, which shows in particular that the layer system which has been formed or produced according to the invention is thermally substantially stronger and more stable than in the prior art.

Weitere Ausführungsbeispiele:Further embodiments:

Vergleichbare Verbesserungen der thermischen Stabilität ergeben sich in weiteren Ausführungsbeispielen auch bei anderen Werten der Ni-Konzentration in dem Target in einem Bereich zwischen 0,1 M-% und 0,09 bis 0,10 M-% sowie auch bei Verwendung anderer Legierungselemente im Target, nämlich Scandium (Sc), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co) oder Zink (Zn) oder einer binären Legierung aus zweien dieser Materialien und/oder einem dieser Materialien mit Nickel (Ni), insbesondere einer binären NiCr-Legierung mit einem Ni-Gehalt von mindestens 50 Gew.-%.Comparable improvements of the thermal stability result in other embodiments also at other values of the Ni concentration in the target in a range between 0.1 M% and 0.09 to 0.10 M% and also when using other alloying elements in the target namely scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co) or zinc (Zn) or a binary alloy of two of these materials and or one of these materials with nickel (Ni), in particular a binary NiCr alloy with a Ni content of at least 50 wt .-%.

Die unter Einhaltung der erfindungsgemäßen Mengen dem Silber zugesetzten, oben näher spezifizierten Legierungselemente führen in vorteilhafter Weise dazu, dass sich die Feinkörnigkeit sowie die Warmfestigkeit erhöht und die Klebeneigung reduziert wird, ohne dass die chemischen Eigenschaften oder auch der Flächenwiderstand maßgeblich beeinträchtigt werden. Hierbei kann die Wirkung der zugesetzten Elemente unterschiedlich sein. Dabei soll bemerkt werden, dass der Zusatz des zumindest einen Legierungselements in der Regel umso wirkungsvoller ist, je geringer der Anteil des bzw. der zugesetzten Legierungselemente ist, und je besser die jeweils gewünschten, oben genannten Eigenschaften erreicht werden. The alloying elements added to the silver in compliance with the amounts according to the invention and specified in more detail above advantageously result in increased fineness and heat resistance and reduced tendency to adhere without the chemical properties or the surface resistance being significantly impaired. Here, the effect of the added elements may be different. It should be noted that the addition of the at least one alloying element is usually the more effective, the lower the proportion of the alloying elements added or, and the better each of the desired properties mentioned above are achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19604699 C1 [0004] DE 19604699 C1 [0004]
  • DE 3543178 A1 [0007] DE 3543178 A1 [0007]
  • DE 3503851 A1 [0008] DE 3503851 A1 [0008]
  • DE 102006014796 B4 [0010] DE 102006014796 B4 [0010]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • A. Petzold, H. Marusch, B. Schramm; „Der Baustoff Glas”, 3. Auflage, Seite 88, Verlag für Bauwesen Berlin [0005] A. Petzold, H. Marusch, B. Schramm; "The Building Material Glass", 3rd edition, page 88, Verlag für Bauwesen Berlin [0005]
  • H. Sankur und W. Gunning, J. Appl. Phys. 66 (1989) [0011] H. Sankur and W. Gunning, J. Appl. Phys. 66 (1989) [0011]
  • K.-J. Hanszen, Zeitschrift für Physik, Band 150, Seite 527 (1958) [0012] K.-J. Hanszen, Zeitschrift für Physik, volume 150, page 527 (1958) [0012]
  • P. Smith e. al. Thin Solid Films 45 (1977), Seite 159 [0012] P. Smith e. al. Thin Solid Films 45 (1977), page 159 [0012]
  • A. Petzold, H. Marusch, B. Schramm; „Der Baustoff Glas”, 3. Auflage, Seite 88, Verlag für Bauwesen Berlin [0036] A. Petzold, H. Marusch, B. Schramm; "The Building Material Glass", 3rd edition, page 88, Verlag für Bauwesen Berlin [0036]

Claims (10)

Schichtsystem zur Beschichtung eines Substrats, umfassend zumindest eine Silberlegierungsschicht, wobei die zumindest eine Silberlegierungsschicht Silber (Ag) und zumindest ein Legierungselement, das aus der Scandium (Sc), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Zink (Zn) umfassenden Gruppe von Elementen ausgewählt ist, umfasst, wobei in der zumindest einen Silberlegierungsschicht der Anteil des Silber zumindest 99,90 M-% beträgt und der Anteil des zumindest einen Legierungselements maximal 0,10 M-% beträgt.Layer system for coating a substrate, comprising at least one silver-alloy layer, wherein the at least one silver alloy layer comprises silver (Ag) and at least one alloying element consisting of the scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co ), Nickel (Ni) and zinc (Zn) group of elements, wherein in the at least one silver alloy layer, the proportion of silver is at least 99.90% by mass and the proportion of the at least one alloying element is not more than 0.10% by mass. Schichtsystem nach Anspruch 1, wobei der Anteil des zumindest einen Legierungselements in der Silberlegierung mindestens 0,01 M-% beträgt oder wobei der Anteil des zumindest einen Legierungselements in der Silberlegierung in einem Bereich von 0,01 M-% bis 0,09 M-% liegt.Layer system according to claim 1, wherein the proportion of the at least one alloying element in the silver alloy is at least 0.01 M% or wherein the proportion of the at least one alloying element in the silver alloy is in a range from 0.01 M% to 0.09 M % lies. Schichtsystem nach Anspruch 1 und Anspruch 2, wobei die Silberlegierungsschicht mehrere, insbesondere zwei, Legierungselemente aufweist.Layer system according to claim 1 and claim 2, wherein the silver alloy layer has a plurality, in particular two, alloying elements. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Silberlegierungsschicht eine Dicke aus einem Bereich von 7 bis 250 nm, vorzugsweise von 9 bis 15 nm, aufweist und/oder wobei das Schichtsystem des Weiteren zumindest eine oberhalb oder unterhalb der Silberlegierungsschicht angeordnete dielektrische, insbesondere oxidische, Schicht.Layer system according to one of the preceding claims, wherein the silver alloy layer has a thickness in the range from 7 to 250 nm, preferably from 9 to 15 nm, and / or wherein the layer system furthermore comprises at least one dielectric, in particular oxidic, layered above or below the silver alloy layer. Layer. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen Emissionsgrad von höchstens 0,05 gegenüber Infrarot-Strahlung aufweist oder als Low-E-Schichtsystem ausgebildet ist.Layer system according to one of the preceding claims, which has an emissivity of at most 0.05 with respect to infrared radiation or is designed as a low-E layer system. Substrat aufweisend ein auf zumindest einer Oberfläche des Substrats aufgebrachtes Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Substrat vorzugsweise wenigstens teilweise und zumindest an seiner Oberfläche mit dem Schichtsystem aus Glas oder einem Glasersatzstoff besteht und/oder ein flacher Glasformkörper oder ein thermisch gebogener oder gekrümmter Glasformkörper ist.A substrate comprising a layer system applied to at least one surface of the substrate according to one of claims 1 to 5, wherein the substrate preferably at least partially and at least on its surface with the layer system of glass or a glass substitute and / or a flat glass molded body or a thermally curved or curved glass molded body is. Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Substrats, bei dem auf das Substrat ein Schichtsystem, insbesondere ein Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufgebracht wird, welches zumindest eine Silberlegierungsschicht umfasst, wobei die zumindest eine Silberlegierungsschicht Silber (Ag) und zumindest ein Legierungselement, das aus der Scandium (Sc), Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Zink (Zn) umfassenden Gruppe von Elementen ausgewählt ist, umfasst, wobei in der zumindest einen Silberlegierungsschicht der Anteil des Silbers auf mindestens 99,90 M-% und der Anteil des zumindest einen Legierungselements auf maximal 0,10 M-% eingestellt wird.A method for producing a coated substrate, wherein a layer system, in particular a layer system according to one of claims 1 to 5, is applied to the substrate, which comprises at least one silver alloy layer, wherein the at least one silver alloy layer silver (Ag) and at least one alloying element from the scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni) and zinc (Zn) group of elements is selected, wherein in the at least one silver alloy layer, the proportion of the silver is set to at least 99.90 M% and the proportion of the at least one alloying element to a maximum of 0.10 M%. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 7, zum Herstellen eines beschichteten Substrats, bei dem auf das Substrat ein Schichtsystem, insbesondere ein Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufgebracht wird, welches zumindest eine Silberlegierungsschicht umfasst, wobei das Silber und jedes Legierungselement zur Ausbildung der Silberlegierungsschicht von einem Quellmaterial abgetragen oder abgelöst wird und der Substratoberfläche zugeführt wird, insbesondere in Form von Atomen oder Ionen oder reaktiven Verbindungen und/oder durch PVD- oder CVD-Verfahren wie Katodenzerstäubung oder Sputtern, insbesondere magnetfeldunterstütztes Sputtern, oder thermisches Verdampfen, wobei das Quellmaterial einen Anteil des Silbers von mindestens 99,90 M-% und einen Anteil des zumindest einen Legierungselements von maximal 0,10 M-%, insbesondere aus einem Bereich von 0,01 M-% bis 0,10 M-%, aufweist.Method, in particular according to claim 7, for producing a coated substrate, in which a layer system, in particular a layer system according to one of claims 1 to 5, is applied to the substrate, which comprises at least one silver alloy layer, wherein the silver and each alloying element for forming the Silver alloy layer is removed or detached from a source material and the substrate surface is supplied, in particular in the form of atoms or ions or reactive compounds and / or by PVD or CVD methods such as sputtering or sputtering, in particular magnetic field assisted sputtering, or thermal evaporation, wherein the source material a proportion of the silver of at least 99.90 M% and a proportion of the at least one alloying element of at most 0.10 M%, in particular from a range of 0.01 M% to 0.10 M%. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei das Quellmaterial eine binäre Nickel-Chrom Legierung umfasst, die vorzugsweise einen Nickelgehalt von etwa 50 M-% oder darüber aufweist, und/oder wobei nach und/oder vor der Silberlegierungsschicht eine dielektrische Schicht aufgebracht wird und/oder wobei das Substrat wenigstens teilweise und zumindest an seiner Oberfläche für das Schichtsystem aus Glas besteht und/oder vor dem Aufbringen des Schichtsystems als flacher Glasformkörper oder als flache Glassscheibe ausgebildet ist.The method of claim 7 or claim 8, wherein the source material comprises a binary nickel-chromium alloy, preferably having a nickel content of about 50 M% or above, and or wherein a dielectric layer is applied after and / or in front of the silver alloy layer and or wherein the substrate at least partially and at least on its surface for the layer system consists of glass and / or is formed before the application of the layer system as a flat glass molded body or as a flat glass pane. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das mit dem Schichtsystem beschichtete Substrat auf Temperaturen in einem Bereich bis zu einer oder um eine Erweichungstemperatur des Substratmaterials, insbesondere Glases, welche Erweichungstemperatur insbesondere in einem Bereich von 620°C bis 680°C liegt, erwärmt wird, wobei insbesondere das Erwärmen des beschichteten Substrats zum Abbau von Spannungen in dem Substratmaterial dient oder dienen kann und/oder das erwärmte beschichtete Substrat umgeformt, insbesondere gebogen oder gekrümmt, wird oder werden kann.Method according to one of claims 7 to 9, wherein the substrate coated with the layer system to temperatures in a range up to or around a softening temperature of the substrate material, in particular glass, which softening temperature is in particular in a range of 620 ° C to 680 ° C, In particular, heating of the coated substrate serves or can serve to reduce stresses in the substrate material and / or the heated coated substrate may be reformed, in particular bent or curved, or may become.
DE102009051796A 2009-11-03 2009-11-03 Layer system useful for coating a substrate, comprises a silver alloy layer having two alloy elements, where the layer system is dielectrically arranged above or below the silver alloy layer such as oxide layer Withdrawn DE102009051796A1 (en)

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