DE202022100419U1 - Beschichtetes mikrokristallines Glas mit verbesserter Wasser- und Ölabweisung - Google Patents

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Abstract

Mikrokristallines Glas mit einer wasser- und ölabweisenden Verbundbeschichtung auf der Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass es ausgehend von der äußersten Oberfläche des mikrokristallinen Glases enthält: Eine wasser- und ölabweisende Schicht, eine Zwischenschicht und eine Grundierungsschicht, wobei die Zwischenschicht eine Ionenkristall-Zwischenschicht ist, die eine Gitterenergie von 700-3000 kJ/mol enthält, und wobei die Grundierungsschicht eine Verbindungsschicht, die die Si-O-Bindungen enthält, oder eine gemischte Siliziumoxidschicht umfasst.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein wasser- und ölabweisend beschichtetes Glas, insbesondere ein mikrokristallines Glas mit einer wasser- und ölabweisenden Verbundbeschichtung auf der Oberfläche des mikrokristallinen Glases mit hoher Kristallinität.
  • STAND DER TECHNIK
  • Im Allgemeinen ist die Oberflächenaktivität von Glas relativ hoch, daher ist es weniger wasser- und ölabweisend, wodurch Schmutz leichter an dem Glas anhaftet und die Oberfläche nach einer Verschmutzung schwer zu reinigen ist. In vielen Anwendungsszenarien wie Glasprodukten von Herden, Abzugshauben sowie Mensch-Computer-Interfaces von Mobiltelefonen, Tablet-Computern und Touchscreens wird eine Schicht „wasserabweisender“ Film auf der Glasoberfläche verwendet, um die Oberflächenaktivität des Glases zu reduzieren. Nach Verbessern der „wasser- und ölabweisenden“ Fähigkeit, der Hydrophobie und der hydrophoben Fähigkeit des Glases kann man die Verbesserung der „Gleitfähigkeit“ offensichtlich spüren, wenn der Finger die Glasoberfläche berührt, und der Grund liegt darin, dass die Hydrophobie verbessert und der Reibungskoeffizient reduziert wird, was für das Touch-Interface eine Funktion zur Verbesserung des Benutzererlebnisses darstellt.
  • Um die Wasser- und Ölabweisung der Glasoberfläche zu verbessern, wird nach dem Stand der Technik gewöhnlich ein Verfahren zum direkten Beschichten der Glasoberfläche verwendet. Das allgemeine Beschichtungsmaterial ist PFPE (Perfluoropolyether, eine Art fluorhaltiges Polyethersiliciumoxid) und die Struktur des fluorhaltigen Polyethersiliciumoxides (wie Siliciumdioxid auf Alkydbasis) ist durch die folgende Formel (1) dargestellt:
    Figure DE202022100419U1_0001
  • Dabei kann R ein Kohlenstoff-, Wasserstoff- oder Siliziumelement sein; Y kann eine Etherbindung, eine schwefelhaltige Kohlenwasserstoffgruppe, eine schwefelhaltige Alkoxygruppe, eine stickstoffhaltige Kohlenwasserstoffgruppe, eine stickstoffhaltige Alkoxygruppe, eine Epoxyalkylgruppe, eine Acyloxyhydrocarbylgruppe, eine Kohlenwasserstoffgruppe, eine Schwefelgruppe usw. sein.
  • Der Prozess der Verbindung von PFPE und Glas stellt einen chemischen Reaktionsprozess dar. PFPE wird hydrolysiert (PFPE-Si-OR + H2O → PFPE-Si-OH + ROH), plus Dehydratisierungs- und Kondensationsreaktion (wie in 1 dargestellt, PFPE-Si-OH + H-O-Si → H2O+ PFPE- Si-O-Si-), der endgültige PFPE-Film und die Si-O-Struktur auf der Glasgrenzfläche bilden eine Valenzbindung, statt eines physikalischen Phänomens der Verbindung auf der Basis der Van-der-Waals-Kräfte zwischen Molekülen bei den meisten Vakuumbeschichtungsverfahren.
  • Das Beschichtungsverfahren nach dem Stand der Technik ist normalerweise wie folgt: Aufgrund der großen Menge an Si-O-Struktur im Glas hat PFPE die Bedingungen, direkt mit dem Glas zu reagieren, um einen Film zu bilden, aber der Massenanteil von SiO2 im Glas beträgt normalerweise nicht mehr als 70%; um die Beschichtungswirkung und Haltbarkeit zu verbessern, werden im Allgemeinen die folgenden zwei Beschichtungsverfahren verwendet:
    1. a) Trockenverfahren, was auch als Vakuumbeschichtungsverfahren bezeichnet wird; im Vakuum wird die Glasoberfläche mit einer SiO2-Beschichtung beschichtet, um das Verhältnis von Si-O zu erhöhen, und dann wird eine PFPE-Schicht in einer Vakuumumgebung beschichtet;
    2. b) Nassverfahren, was auch als Sprühbeschichtungsverfahren bezeichnet wird; die Glasoberfläche wird zuerst in der Atmosphäre mit Plasma beschossen, einerseits wird die Glasoberfläche gereinigt und andererseits wird die Glasoberfläche aufgeraut, wodurch sich die Oberfläche des Glases in der mikroskopischen Ansicht vergrößert, und das Si-O-Verhältnis wird mittelbar erhöht, dann wird eine Schicht PFPE-Lösung aufgesprüht.
  • CN208747932U offenbart eine Struktur der Antifouling-Beschichtung auf der Oberfläche von durchsichtigem mikrokristallinem Glas, dadurch gekennzeichnet, dass an der äußeren Oberflächenschicht des mikrokristallinen Glaskörpers (1) eine farblose und durchsichtige Antifouling-Schicht (11) mit einer Dicke von 4-30 nm aufgebracht ist, wobei die Antifouling-Schicht (11) eine hydrolysierte Fluorsiliziumverbindung ist. Dabei beschreibt das Patent, dass der Aufbau des mikrokristallinen Glases dadurch gekennzeichnet ist, dass sich unter der Antifouling-Schicht (11) eine Siliziumdioxidschicht mit einer Dicke von 3-20 nm befindet.
  • Die Eigenschaft des durch CN208747932U offenbarten mikrokristallinen Glases besteht jedoch darin, dass „das Massenverhältnis der Kristallphase zur Glasphase im mikrokristallinen Glaskörper 0,25-1,2 beträgt“, was zu mikrokristallinem Glas mit mittlerer und niedriger Kristallinität gehört, in dem mikrokristallinen Glaskörper ist die Glasphase gleichmäßig um die Peripherie der Kristallphase gewickelt, und die Glasphase enthält Alkalimetallionen wie Natrium, Lithium und Kalium, und die Masse des Alkalimetalloxids in der Glasphase wird durch die Masse des Aluminiumoxides plus Masse des Siliziumdioxides geteilt und der Wert beträgt 6%-30%, die Kristallinität in dem mikrokristallinen Glas beträgt 20-54,54%, die Si-O-Struktur in der Glasphase in dem mikrokristallinen Glas ist immer noch genug, um PFPE und das mikrokristalline Glas zur Bildung einer guten Valenzbindung zu unterstützen. Für mikrokristallines Glas mit hoher Kristallinität erwähnt die Erfindung jedoch keine diesbezüglichen Themen.
  • CN106715352A zielt auf das Problem der schlechten Haftung und Haltbarkeit der dual-phobischen Beschichtung oder Anti-Fingerabdruck-Beschichtung auf der Oberfläche des durch den Ionenaustausch hergestellten vorgespannten Glases ab: „zurzeit wird es entdeckt, dass die Haltbarkeit der dual-phobischen Beschichtung oder Anti-Fingerabdruck-Beschichtung durch die chemische Vorspannung deutlich verringert wird, z.B. wird in entsprechenden Tests, wie beispielsweise im neutralen Salzsprühtest, eine kürzere Haltbarkeit gezeigt, diese Tests werden beispielsweise in WO2012/163946 und WO 2012/163947 erläutert.‟ Die CN106715352A offenbart folgende Lösung: Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Zweck, die Mängel des Standes der Technik zu überwinden und ein chemisch vorgespanntes Glassubstrat zur Verfügung zu stellen, das eine dual-phobische Beschichtung aufweist, wobei die Beschichtung ausreichende Langzeitbeständigkeit aufweist. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten und chemisch vorgespannten Glassubstrats zur Verfügung gestellt werden. Der obige Zweck wird auf überraschende Weise erzielt, das heißt, das Glassubstrat wird durch Ionenaustausch durch alle Schichten auf dem Glas hindurch chemisch vorgespannt und dann wird die auf dem Glassubstrat vorhandene Funktionsbeschichtung aktiviert und erst danach wird die dual-phobische Beschichtung als Anti-Fingerabdruck-Beschichtung aufgetragen. Das heißt, für das Glas, das keinem Ionenaustausch unterzogen wurde, wird zuerst die „funktionelle Beschichtung“ aufgetragen, dann wird der „Ionenaustausch“ durchgeführt, gefolgt von der „Aktivierung der Funktionsbeschichtung“, und dann wird die „dual-phobische Beschichtung“ aufgetragen. In der CN106715352A wird erwähnt, dass es besonders vorteilhaft ist, dass die Funktionsschicht, insbesondere die oberste Funktionsschicht, bevorzugt eine oder mehrere Si-Verbindungen, besonders bevorzugt eine oder mehrere Siliziumoxidverbindungen enthält, wobei die Si-Verbindungen aus Siliziumoxiden ausgewählt sein können. Bevorzugt: Siliziumoxid SiOx, wobei x kleiner oder gleich 2 ist, SiOC, SiON, SiOCN und Si3N4, und Wasserstoff, der mit SiOx (x kleiner oder gleich 2), SiOC, SiON, und SiOCN in beliebiger Menge kombiniert werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Funktionsschicht, insbesondere die oberste Funktionsschicht, eine Silizium-Mischoxidschicht. Daher offenbart die CN106715352A , dass die „Funktionsbeschichtung“ hauptsächlich aus anorganischen Substanzen mit einer Si-O-Struktur besteht. Die CN106715352A weist daraufhin, dass „die Langzeitstabilität der dual-phobischen Beschichtung im Allgemeinen durch die chemische Vorspannung geschwächt wird, erfindungsgemäß wird dieser Mangel beseitigt, erfindungsgemäß wird nach chemischer Vorspannung die Oberfläche mindestens einer Funktionsschicht aktiviert, so dass die Oberfläche der Funktionsschicht mit der zu beschichtenden dual-phobischen Beschichtung wechselwirkt“; und die CN106715352A geht davon aus, dass die Ansammlung von Kaliumionen auf der Oberfläche der obersten Funktionsschicht die Anzahl der wirksamen Verbindungsstellen verringert, wie Si-OH in der Funktionsschicht, die Si enthält, somit wird die kovalente Bindung an der dual-phobischen Beschichtung verhindert, so dass die dual-phobische Beschichtung relativ schlecht anhaftet und eine geringe Langzeitstabilität aufweist. Zudem ist die Oberfläche der obersten Funktionsschicht meist mit organischen und anorganischen Verunreinigungen belastet, die die gewünschte Wechselwirkung stören können. Daher passt die CN106715352A die Reihenfolge des Ionenaustauschs an und verwendet die Oberflächenaktivierung, um Si-O zu aktivieren und somit die Kombinationsfähigkeit der dual-phobischen Beschichtung zu erhöhen, mit anderen Worten ist die Lehre der CN106715352A völlig eine technische Optimierung für das Glas, das reich an Si-O-Struktur ist, und für die funktionelle darunterliegende Schicht, die reich an Si-O-Struktur ist.
  • INHALT DER ERFINDUNG
  • Das Glasbeschichtungsprinzip nach dem Stand der Technik basiert auf einem wasser- und ölabweisenden Beschichtungsfilm auf Basis von anorganischem Glas, im Allgemeinen kann ein wasser- und ölabweisende Effekt erzielt werden: der Winkel bei dem anfänglichen Wassertropfenwinkeltest beträgt über 110°, etwa 115°, und nach der Reibung für 5000 Male kann der Wassertropfenwinkel immer noch über 110° erreichen; wenn für hochkristallines mikrokristallines Glas mit einer Kristallinität von mehr als 60% auch die Prinzipien und Methoden nach dem Stand der Technik verwendet werden (die Oberflächenaktivierung wird verwendet, um Si-O zu aktivieren und somit die Kombinationsfähigkeit der dual-phobischen Beschichtung zu verbessern), ist der Effekt sehr schlecht, dabei kann der anfängliche Wassertropfenwinkel im Allgemeinen nur etwa 100° erreichen, nach der Reibung für 2500 Male beträgt der Wassertropfenwinkel nur etwa 60°. Das mikrokristalline Glas ist auch eine Art von Glas. Der Gehalt an Si-O in seiner Zusammensetzung ist nicht geringer als der von gewöhnlichem anorganischem Glas, aber warum gibt es so große Unterschiede? Es versteht sich, dass die traditionellen Verfahren alles wasser- und ölabweisende Beschichtungslösungen sind, die für an Si-O-Strukturen reiche Grenzflächen geeignet sind, diese Lösungen können unter den Umständen mit hoher Kristallinität oder Mangel an Glasphase oder Si-O-Struktur an der Grenzfläche nicht wirksam arbeiten.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Problem zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein beschichtetes, mikrokristallines Glas mit verbesserter Wasser- und/oder Ölabweisung angegeben werden.
  • Zur Lösung dieser technischen Probleme trägt folgende technische Lösung bei:
    • Ein mikrokristallines Glas mit einer wasser- und ölabweisenden Verbundbeschichtung auf der Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass es ausgehend von der äußersten Oberfläche des mikrokristallinen Glases enthält: Eine wasser- und ölabweisende Schicht, eine Zwischenschicht und eine Grundierungsschicht, wobei die Zwischenschicht eine Ionenkristall-Zwischenschicht ist, die eine Gitterenergie von 700-3000 kJ/mol aufweist, und wobei die Grundierungsschicht eine Verbindungsschicht, die die Si-O-Bindungen enthält, oder eine gemischte Siliziumoxidschicht umfasst.
  • Bevorzugt kann die Kristallinität des mikrokristallinen Glases größer als 60%, größer als 70% oder größer als 80% betragen.
  • Bevorzugt ist die Zwischenschicht des mikrokristallinen Glases eine Zwischenschicht, die aus dem Ionenkristall mit einer Gitterenergie von 725-3000 kJ/mol, bevorzugter 770-3000 kJ/mol als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird;
    oder eine Fluoridzwischenschicht, die aus einer Verbindung mit einer Gitterenergie von 9400-11400 KJ/mol, die bevorzugt aus Fluoridsilicid als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird.
  • Bevorzugt enthält die Zwischenschicht des mikrokristallinen Glases fluorierte Alkalimetallverbindungen oder fluorierte Erdalkalimetallverbindungen; oder es wird eine Zwischenschicht verwendet, die aus dem Ionenkristall, der aus der Gruppe der Fluorsilikat-Alkalimetalle und/oder der Gruppe der Fluorsilikat-Erdalkalimetalle ausgewählt ist, als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird.
  • Bevorzugt ist die Zwischenschicht desmikrokristallinen Glases eine Zwischenschicht aus dem Ionenkristall mit einer Gitterenergie von kleiner als 1050 kJ/mol, bevorzugt kleiner als 940 kJ/mol.
  • Bevorzugt ist die Zwischenschicht des mikrokristallinen Glases mit einem Kristall gebildet, das aus mindestens einem Element ausgewählt aus LiF, NaF und/oder KF als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird; oder eine Zwischenschicht, die aus mindestens einem aus der Gruppe bestehend aus MgF2, CaF2, SrF2 oder BaF2 als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird; oder eine Fluoridzwischenschicht, die aus mindestens einem aus der Gruppe bestehend aus Li2SiF6, Na2SiF6, K2SiF6, Rb2SiF6, Cs2SiF6, BeSiF6, MgSiF6, CaSiF6, SrSiF6 oder BaSiF6 als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird.
  • Bevorzugt ist die Zwischenschicht eine Zwischenschicht, die aus NaF- oder KF-Ionenkristallen als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird.
  • Bevorzugt ist die Zwischenschicht des mikrokristallinen Glases eine polare oder unpolare Verbindung, bevorzugt eine polare Verbindung.
  • Bevorzugt beträgt die Dicke der Zwischenschicht des mikrokristallinen Glases 1-5 nm, bevorzugt 1-2 nm.
  • Bevorzugt beträgt die Dicke der Grundierungsschicht des mikrokristallinen Glases 3-15 nm, bevorzugt 5- 10 nm, bevorzugter 5-8 nm.
  • Bevorzugt beträgt die Dicke der wasser- und ölabweisenden Schicht des mikrokristallinen Glases nicht weniger als 10 nm, bevorzugt nicht weniger als 15 nm, wobei die Dicke 10-25 nm betragen kann.
  • Bevorzugt ist das mikrokristalline Glas, bei dem die Grundierungsschicht mehrschichtig ist, die Schicht der die Si-O-Bindung enthaltenden Verbindung oder die gemischte Siliziumoxidschicht als die äußerste Grundierungsschicht verwendet, wobei das gemischte Siliziumoxid eine Mischung aus Siliziumoxid SiOx und Oxid von mindestens einem anderen Element außer Silizium und/oder Magnesiumfluorid ist, wobei x kleiner oder gleich 2 ist.
  • Bevorzugt sind die anderen Elemente Aluminium, Zinn, Magnesium, Phosphor, Cer, Zirkonium, Titan, Cäsium, Barium, Strontium, Niob, Zink oder Bor; bevorzugter ist das gemischte Siliziumoxid eine Mischung aus Siliziumoxid SiOx und einem Oxid von Aluminium.
  • Bevorzugt ist die die Si-O-Bindung enthaltende Verbindung SiOx, wobei x kleiner oder gleich 2 ist; oder irgendeines aus der Gruppe bestehend aus SiOC, SiON, SiOCN und/oder Si3N4, oder eine Wasserstoffbindung, die mit irgendeinem aus der Gruppe bestehend aus SiOx, SiOC, SiON und/oder SiOCN in einem beliebigen Verhältnis kombiniert ist, wobei x kleiner oder gleich 2 ist.
  • Bevorzugt ist die wasser- und ölabweisende Schicht des mikrokristallinen Glases eine Polymerschicht auf Fluorbasis, bevorzugt eine fluorhaltige Polyethersiliciumoxidschicht mit einem Molekulargewicht von nicht kleiner als 2000; bevorzugt beträgt die Dicke der Beschichtungsschicht nicht weniger als 10 nm.
  • Bevorzugt enthält die Zusammensetzung des mikrokristallinen Glases die folgenden Oxide im Verhältnis von Mol-%:
    • SiO2: 40-75%, bevorzugt 45-72%;
    • Al2O3: 2-20%, bevorzugt 4-15%;
    • B2O3: 0-20%, bevorzugt 0,4-1,6%;
    • P2O5: 0-10%, bevorzugt 0,8-1,5%;
    • ZrO2+TiO2: 0-15%, bevorzugt 0,9-4%;
    • MgO: 0-5%, bevorzugt 0,1-2%;
    • ZnO: 0-4%, bevorzugt 0,9-3,0%;
    • Seltenerdoxid: 0-5%, bevorzugt 0,01-1%;
    • Na2O: 0-5,5%;
    • K2O: 0-4%;
    • Li2O: 2-34%, bevorzugt 10-34%; und
    • Na2O+K2O+Li2O: 4-40%, bevorzugt 15-40%.
  • Bevorzugt wird als Seltenerdoxid eines oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus CeO2, Y2O.3, La2O3, Ta2O3, Tm2O5 und Nd2O5 ausgewählt.
  • Bevorzugt kann das mikrokristalline Glas (auch) ein färbendes Additiv enthalten; bevorzugt ist das färbende Additiv mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus Nd2O3, Fe3O3, CoO, NiO, V2O5, MnO2, TiO2, CuO und Cr2O3.
  • Bevorzugt überschreitet der molare Gehalt des färbenden Additivs bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Glases 5% nicht; bevorzugt beträgt bezogen auf die gesamte Zusammensetzung des Glases der molare Gehalt des färbenden Additivs CoO und/oder Cr2O3 mehr als 0,5 Mol-%, und beträgt bevorzugt für mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus Fe3O3, NiO oder MnO3 mehr als 1 Mol-%.
  • Bevorzugt enthält das mikrokristalline Glas ein Klärungsmittel; bevorzugt ist das Klärungsmittel mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus As2O3, SB2O3, SnO2, Chlorid, Fluorid, SO3-enthaltenden Verbindungen und NO3-enthaltenden Verbindungen, bevorzugt mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus SnO2, SO3-enthaltenden Verbindungen, Chloriden und NO3-enthaltenden Verbindungen, bevorzugt beträgt der Gehalt des Klärungsmittels 0-2 Mol-%.
  • Bevorzugt ist die Hauptkristallphase des mikrokristallinen Glases eine oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus β-Quarz-Mischkristall, β-Spodumen-Mischkristall, β-Eukryptit, Spinell, Rutil, Mullit, Olivin, Enstatit, Cordierit, Lapholit, Lithiumfeldspat, Lithiumdisilikat, Quarz, Zirkoniumdioxid und Magnetit; bevorzugt beträgt die durchschnittliche Korngröße kleiner als 100 nm, bevorzugter kleiner oder gleich 50 nm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 30 nm.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem mikrokristallinen Glas um ein Glas, das einem Ionenaustausch unterzogen wurde oder keinem Ionenaustausch unterzogen wurde.
  • Bevorzugter handelt es sich bei dem mikrokristallinen Glas um eine Glaskeramik mit einer Kristallinität von kleiner als 60%.
  • Das mikrokristalline Glas der vorliegenden Erfindung kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das die folgenden Schritte umfasst:
    1. 1) Plattieren einer Si-O enthaltenden Oxidschicht oder Mischsiliciumoxidschicht auf dem mikrokristallinen Glas, Bilden einer Grundierungsschicht auf der Oberfläche des mikrokristallinen Glases;
    2. 2) Plattieren einer Zwischenschicht auf der Oberfläche der im Schritt 1 erhaltenen Grundierungsschicht;
    3. 3) Plattieren einer wasser- und ölabweisenden Schicht auf der Oberfläche der im Schritt 2 erhaltenen Zwischenschicht.
  • Bevorzugt wird für das oben erwähnte Herstellungsverfahren ein Vakuumverdampfungsverfahren für das Plattieren verwendet.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem mikrokristallinen Glas um ein Glas, das einem Ionenaustausch unterzogen wurde.
  • Bevorzugt wird das mikrokristalline Glas vor dem Plattieren der Grundierungsschicht, der Zwischenschicht und der wasser- und ölabweisenden Schicht durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt:
    • (I) Durchführen eines Hochtemperaturschmelzens für die jeweiligen Glasrohmaterialien bei 1600±50°C und dann Durchführen eines Glühens bei 400-650°C, um eine homogenisierte glatte Glasplatte zu erhalten;
    • (II) Erhalten einer geformten glatten Glasplatte durch Überlauf-Abwärtszieh-, Float- oder Kalandrierverfahren auf der glatten Glasplatte; und
    • (III) Mikrokristallisieren der geformten glatten Glasplatte durch sekundäre Wärmebehandlung, um eine Vorform des mikrokristallinen Glases zu erhalten, und dann Durchführen eines Ionenaustausches oder Verwenden des mikrokristallinen Glases direkt als Rohmaterial ohne Ionenaustausch, um auf der Oberfläche nacheinander die geforderte Grundierungsschicht, Zwischenschicht und wasser- und ölabweisende Schicht zu plattieren, wobei die Temperatur der primären Wärmebehandlung 500-1000°C und die Temperatur der sekundären Wärmebehandlung 550-1100°C beträgt.
  • Bevorzugt wird das mikrokristalline Glas oder ein mit irgendeinem hier offenbarten Herstellungsverfahren erhaltenes mikrokristallines Glas in Mobiltelefon-Bildschirmen, Tablet-Computer-Bildschirmen, Notebook-Computer-Bildschirmen, tragbaren Spielkonsolen, tragbaren digitalen Vorrichtungen, fahrzeugmontierten Bildschirmen, Windschutzscheiben oder Kamera-Bildschirmen verwendet.
  • Somit kann eine starke, haltbare und ausgezeichnete wasser- und ölabweisende Beschichtung an der Beschichtungsgrenzfläche von mikrokristallinem Glas oder Glaskeramik bilden, selbst wenn eine geringe Si-O-Struktur vorhanden ist, unabhängig davon, ob das Glas mit hoher Kristallinität einem Ionenaustausch unterzogen wurde, kann eine ausgezeichnete Wasser- und Ölabweisung erreicht werden.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein Reaktionsablaufdiagramm der Verbindung zwischen den PFPE-Hydrolyseprodukten und dem Glas.
  • AUSFÜHRLICHE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Die Zusammensetzung von mikrokristallinem Glas sieht sehr ähnlich wie die von gewöhnlichem anorganischem Glas aus, dabei ist SiO2 meist < 70 Gew.-%, es scheint, dass ein guter wasser- und ölabweisender Film nach dem traditionellen Beschichtungsverfahren hergestellt werden kann; jedoch aufgrund der großen Menge an Kristallen in dem mikrokristallinen Glas dringt SiO2 im Allgemeinen während des Herstellungsprozesses von mikrokristallinem Glas in den Kristall ein und verändert dadurch die Struktur, wodurch Si-O nicht gut freigesetzt werden und sich mit der wasser- und ölabweisenden Schicht verbinden kann, und das Verhältnis dieser winzigen Kristalle beträgt in der Regel 20-100%, d.h. bei hohem Kristallverhältnis wird die Glasphase in dem mikrokristallinen Glas reduziert, und das Si-O an der Grenzfläche wird stark reduziert, was der Hauptgrund für die schlechte Qualität der wasser- und ölabweisenden Beschichtung ist. Die vorliegende Erfindung bietet genau eine Lösung für dieses schwierig zu lösende Problem.
  • Im Einzelnen stellt die vorliegende Erfindung die folgende technische Lösung zur Verfügung:
    • ein Verbundbeschichtungsdesign für den wasser- und ölabweisenden Film auf der Oberfläche von mikrokristallinem Glas oder Glaskeramik mit hoher Kristallinität, wobei von der äußersten Oberfläche ausgehend nacheinander eine wasser- und ölabweisende Schicht, eine Zwischenschicht und eine Grundierungsschicht auf dem Glas gebildet sind, d.h. es befindet sich die Grundierungsschicht direkt auf dem mikrokristallinen Glas oder der Glaskeramik, und die wasser- und ölabweisende Schicht ist die äußerste Schicht.
  • D.h. die Bildung eines wasser- und ölabweisenden Films wird realisiert, wenn die Kristallinität des mikrokristallinen Glases oder der Glaskeramik 60% oder mehr beträgt, wobei die Kristallinität des mikrokristallinen Glases oder der Glaskeramik mehr als 60% oder mehr als 70%, insbesondere mehr als 80% betragen kann. Die vorliegende Erfindung löst das Problem der Wasser- und Ölabweisung von mikrokristallinem Glas oder Glaskeramik mit einer Kristallinität von 60% oder mehr, bei der die Bildung eines wasser- und ölabweisenden Films schwierig ist.
  • Selbstverständlich kann für mikrokristallines Glas oder Glaskeramik mit einer Kristallinität von niedriger als 60% mit den hier offenabrten Verfahren ebenfalls eine ausgezeichnete wasser- und ölabweisende Filmverbundbeschichtung gebildet werden.
  • Die Zwischenschicht ist bevorzugt ein Ionenkristall mit einer Gitterenergie von 700-3000 kJ/mol (je nach Gitterenergie ist die Zusammensetzung der Ionenkristallschicht als Zwischenschicht bevorzugt auf fluorierte Alkalimetalle und fluorierte Erdalkalimetalle beschränkt), bevorzugt größer oder gleich 725 kJ/mol, bevorzugter größer oder gleich 770 kJ/mol (ohne radioaktive Stoffe).
  • Die Gitterenergie/(kJ·mol-1) einiger üblicher Ionenkristalle ist in Tabelle A gezeigt. Tabelle A Gitterenergie von Ionenkristallen (kJ·mol-1)
    F- Cl- Br- I-
    Li+ 1036 853 807 757
    Na+ 923 786 747 704
    K+ 821 715 682 649
    Rb+ 785 689 660 630
    Cs+ 740 659 631 604
  • Dabei beträgt die Gitterenergie des Ionenkristalls bevorzugt weniger als 1050 kJ/mol (grundsätzlich ist die Ionenkristallschicht bevorzugt auf fluorierte Alkalimetalle, LiF\NaF\KF beschränkt) und bevorzugter weniger als 940 kJ/mol (grundsätzlich ist die Ionenkristallschicht bevorzugt auf NaF\KF beschränkt);
  • Als Zwischenschicht können auch Li2SiF6, Na2SiF6, K2SiF6 und andere Fluorsilikat-Alkalimetalle und Fluorsilikat-Erdalkalimetalle verwendet werden.
  • Die Zwischenschicht ist bevorzugt eine polare und unpolare Verbindung (bevorzugt fluorierte Alkalimetalle - unpolar und fluorierte Erdalkalimetalle - polar);
    dabei ist die Verbindung bevorzugter eine unpolare Verbindung (bevorzugt reduziert auf fluorierte Alkalimetalle - unpolar);
    dabei beträgt die Dicke der Zwischenschicht vorzugsweise 1-5 nm, bevorzugt 1-2 nm.
    dabei enthält die Grundierungsschicht bevorzugt eine Si-Verbindung oder die Grundierungsschicht besteht aus einer Si-Verbindung, wobei die Si-Verbindung bevorzugt ausgewählt ist aus:
    • - SiOx, wobei x kleiner oder gleich 2 ist, und wobei bei mehreren Schichten zumindest die äußerste oder oberste Schicht Siliziumoxid enthält oder daraus besteht;
    • - SiOC, SiON, SiOCN und Si3N4 und eine Wasserstoffbindung, die mit SiOx, SiOC, SiON und SiOCN in irgendeinem Verhältnis kombiniert ist, wobei x kleiner oder gleich 2 ist (hier bezieht sich die „Wasserstoffbindung“ auf eine Wasserstoffbindung, die durch irgendeine Luftkomponente wie Feuchtigkeit und das Siliziumoxid des Glases gebildet ist), wobei x kleiner oder gleich 2 ist; oder
    • - Mischsiliziumoxid, bestehend aus Siliziumoxid SiOx und einem Oxid von mindestens einem anderen Element außer Silizium und/oder Magnesiumfluorid, wobei die anderen Elemente bevorzugt mindestens eines von Aluminium, Zinn, Magnesium, Phosphor, Cer, Zirkonium, Titan, Cäsium, Barium, Strontium, Niob, Zink und Bor ist; besonders bevorzugt eine Mischung aus Siliziumoxid SiOx und einem Oxid von mindestens einem Element Aluminium, wobei x kleiner oder gleich 2 ist;

    dabei beträgt die Gesamtdicke der Grundierungsschicht vorzugsweise 3-15 nm, bevorzugt 5-10 nm, bevorzugter 5-8 nm.
  • Dabei wird die wasser- und ölabweisende Schicht auch als AF-Schicht (Anti-Fingerabdruck-Schicht) bezeichnet, die AF-Schicht ist eine aus einem Polymer auf Fluorbasis gebildete Schicht und das Polymer auf Fluorbasis kann eines von Perfluorpolyether, Vinylidenfluorid-Polymer, Tetrafluorethylen-Polymer, Hexafluorpropylen-Polymer, Chlortrifluorethylen-Polymer und Kombinationen davon sein, bevorzugt kann sie Perfluorethylen-Polyether (als PFPE abgekürzt) sein. Weiter bevorzugt ist die wasser- und ölabweisende Schicht PFPE mit einem Molekulargewicht von nicht kleiner als 2000, und die Dicke der Beschichtungsschicht beträgt nicht weniger als 10 nm, bevorzugt nicht weniger als 15 nm, und kann 10-25 nm betragen.
  • Außerdem ist das mikrokristalline Glas bevorzugt transparent oder opak, vor oder nach dem Ionenaustausch, d.h. mit oder ohne Vorspannung.
  • Darüber hinaus ist das Verfahren nach mindestens einer der obigen technischen Lösungen, bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass das mikrokristalline Glas folgende Glaszusammensetzung aufweist oder das Glas (in Mol-%) besteht aus:
    • SiO2: 40-75%, bevorzugt 45-72%;
    • Al2O3: 2-20%, bevorzugt 4-15%;
    • B2O3: 0-20%, bevorzugt 0,4-1,6%;
    • P2O5: 0-10%, bevorzugt 0,8-1,5%;
    • ZrO2+TiO2: 0-15%, bevorzugt 0,9-4%;
    • MgO: 0-5%, bevorzugt 0,1-2%;
    • ZnO: 0-4%, bevorzugt 0,9-3,0%;
    • Seltenerdoxid: 0-5%, bevorzugt 0,01-1%;
    • Na2O: 0-5,5%;
    • K2O: 0-4%;
    • Li2O: 2-34%, bevorzugt 10-34%; und
    • Na2O+K2O+Li2O: 4-40%, bevorzugt 15-40%.
  • Dabei ist das Seltenerdoxid eines oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus CeO2, Y2O3, La2O3, Ta2O3, Tm2O5 und Nb2O5.
  • Darüber hinaus kann die oben erwähnte Glaszusammensetzung in einigen bevorzugten Ausführungsformen enthalten: ein Additiv von färbenden Oxiden, wie Nd2O3, Fe3O3, CoO, NiO, V2O5, MnO2, TiO2, CuO und Cr2O3; ein Seltenerdoxid mit einem Gehalt von 0-5 Mol-% oder einem Gehalt von 0-5 Mol-% bezogen auf „Schwarzglas“; ein Klärungsmittel mit einem Gehalt von 0-2 Mol-%, wie mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus As2O3, Sb2O3, SnO2, Cl- enthaltenden Verbindungen, F- enthaltenden Verbindungen, SO3 - enthaltenden Verbindungen und NO3- enthaltenden Verbindungen.
  • Die Hauptkristallphase des mikrokristallinen Glases kann bevorzugt eine oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus β-Quarz-Mischkristall, β-Spodumen-Mischkristall, β-Eukryptit, Spinell, Rutil, Mullit, Olivin, Enstatit, Cordierit, Lithiumfeldspat, Lithiumsilikat, Lithiumdisilikat, Quarz, Zirkoniumdioxid und Magnetit ist; wobei die durchschnittliche Korngröße bevorzugt kleiner als 100 nm ist, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 50 nm und ganz besonders bevorzugt kleiner oder gleich 30 nm.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet eine Grundierungsschicht wie eine SiO2-Schicht oder eine SiOx-Schicht oder eine Siliziumoxid enthaltende Mischschicht (zusammen als „Siliziumoxidschicht“ bezeichnet, hier wird SiO2 als Beispiel genommen, aber nicht auf SiO2 beschränkt) + Zwischenschicht (als „HF-Schicht“ bezeichnet, NaF als Beispiel genommen) + wasser- und ölabweisende Schicht wie PFPE: Die SiO2-Schicht kann nicht zu dick sein, etwa 5 nm, nicht mehr als 15 nm, SiO2 hat eine Netzwerk- oder Kettenstruktur in der mikroskopischen Ansicht, und die SiO2-Beschichtung von 5 nm ist sehr dünn, die SiO2-Beschichtung kann auch die Maschen in ihrer Struktur beibehalten (bei einer zu dicken Beschichtung verschwinden die Maschen, weil sich die SiO2-Beschichtungen überlappen); dann wird eine dünnere Zwischenschicht RF plattiert, die eine Verbindung mit niedriger Gitterenergie ist, insbesondere eine unpolare Verbindung, für RF wird eine Verbindung mit nicht zu hoher Gitterenergie verwendet, in der Atmosphäre kann RF leicht mit Wasser reagieren, um R+, F-, H+, OH- zu bilden, RF+H2O - R++OH-+H++F-
  • Da in der Grundierungsschicht Hohlräume vorhanden sind, können R+, F-, H+, OH- leicht in die Grenzfläche des mikrokristallinen Glases eindringen und mit der Si-O-Si-Struktur im Kristall reagieren, wodurch das Si-O in der Kristallstruktur geöffnet wird, um die Grundlage für eine bessere Reaktion mit der wasser- und ölabweisenden Schicht und die Filmbildung zu schaffen: ≡Si-O-Si≡ + R++OH- → ≡Si-OH +RO-Si≡ ≡Si-O-Si≡ + H++F- →SiF4+H2O→H2SiO3+H2SiF6
  • Wenn genügend Si-O, das eng mit der Basis des mikrokristallinen Glases verbunden ist, in der Grenzfläche des mikrokristallinen Glases und der Grundierungsschicht erzeugt wird und es mit PFPE der obersten wasser- und ölabweisenden Schicht reagiert, werden genügend Verbindungen der Valenzbindung erzeugt, dadurch werden die Leistungsfähigkeit und die Abriebfestigkeit der wasser- und ölabweisenden Schicht erheblich verbessert.
  • Eine Zwischenschicht mit geeigneter Gitterenergie stellt den Schlüssel des Arbeitsprinzips der vorliegenden Erfindung dar. Die Gitterenergie ist etwas niedriger, die Zwischenschicht ist aktiv und Reaktionen treten leicht auf; nur eine gemäßigte Gitterenergie kann die Materialstabilität erhalten, die Zwischenschicht der vorliegenden Erfindung erfordert einen gewissen Gitterenergiebereich, und in diesem Gitterenergiebereich sind die Hydrolyse und die Aktivität des Zwischenschichtmaterials noch relativ hoch, nach der Hydrolyse ist es zu einem gewissen Grad ätzend, daher kann es nicht sehr dick plattiert werden, im Allgemeinen darf es 5 nm nicht überschreiten, bei einer zu großen Dicke kann das Reaktionsprodukt während des gesamten Reaktionsprozesses nicht verbraucht werden und es wird das Glas korrodieren, was zu ernsthaften Korrosionspunkten auf der Glasoberfläche führt und auch zum Verringern der Wetterbeständigkeit der Beschichtungsschicht führt.
  • Bezogen auf den Begriff „mikrokristallines Glas oder Glaskeramik“:
    • In der vorliegenden Erfindung haben das „mikrokristalline Glas“ und die „Glaskeramik“ äquivalente Bedeutungen, die sich auf Gläser beziehen, die sich von einem Glas ohne kristalline Phase oder einem amorphen Glas unterscheiden, und die beiden beziehen sich auf ein Glas mit einer kristallinen Phase, daher haben die in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung vorkommenden Begriffe „mikrokristallines Glas oder Glaskeramik“, „mikrokristallines Glas“ oder „Glaskeramik“ alle äquivalente Bedeutungen.
  • Bezogen auf die Gitterenergie:
  • Die Gitterenergie bezieht sich auf die Energie, die absorbiert wird, wenn der Ionenkristall unter Standardbedingungen zu gasförmigen positiven Ionen und gasförmigen negativen Ionen wird, und die Gitterenergie ist ein Parameter, der die Stabilität des Kristallgitters misst; zu den Faktoren, die die Größe der Gitterenergie beeinflussen, gehören der Ionenradius, die Ionenladung und die Konfiguration der Ionen-Elektronenschicht. In Bezug auf die Methode zur Berechnung der Gitterenergie im Dokument „Topologische Forschung zur Gitterenergie und magnetischen Suszeptibilität von Erdalkalimetallhalogeniden“ von Zhenglong Qin und Changjun Liu lautet die durch Anpassung erhaltene Formel wie folgt: U = 1129,1 − 441,8 0 F + 3600,5 1 F
    Figure DE202022100419U1_0002
     n F = ∑ ( E i × E j × E k × … ) 0,5 .
    Figure DE202022100419U1_0003
     nF ist der topologische Index und E das Energieniveau des Valenzelektrons.
  • Die mit der Methode berechnete Fluoridgitterenergie (KJ/mol) ist in Tabelle B gezeigt. Tabelle B Fluoridgitterenergie (KJ/mol)
    Fluorierte Alkalimetalle LiF NaF KF RbF CsF
    Theoretischer Wert Exp 1032 915 811 777 748
    Berechneter Wert Cal 1036 904 814 780 748
    Fluorierte Erdalkalimetalle BeF2 MgF2 CaF2 SrF2 BaF2
    Theoretischer Wert Exp 3476 2949 2617 2482 2330
    Berechneter Wert Cal 3478 2945 2627 2409 2249
  • Die mit dieser Methode angepasste Regressionsgleichung weist eine gute Korrelation auf und eignet sich auch zum Berechnen der Gitterenergie von Fluorsilizid. Die Ergebnisse sind in Tabelle C gezeigt. Tabelle C Gitterenergie der Fluor-Silizium-Verbindung (KJ/mol)
    Fluorsilikat-Alkalimetalle Li2SiF6 Na2SiF6 K2SiF6 Rb2SiF6 Cs2SiF6
    Berechneter Wert Cal 9974 9740 9532 9464 9406
    Fluorsilikat-Erdalkalimetalle BeSiF6 MgSiF6 CaSiF6 SrSiF6 BaSiF6
    Berechneter Wert Cal 11386 10859 10527 10392 10240
  • Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die ursprüngliche Substanz der Beschichtung und die auf der Grundierungsschicht der Glasgrenzfläche gebildete Substanz nicht notwendigerweise das gleiche Konzept sind. Das oben berechnete Fluorsilikat-Alkalimetall R2SiF6 wird als Beispiel genommen, im Allgemeinen ist R2SiF6 bei Raumtemperatur ein relativ stabiler Feststoff und zersetzt sich, wenn er während der Beschichtung auf etwa 300°C erhitzt wird: R2SiF6 → RSi + SiF4 (Gas), d.h., es sieht aus wie eine Substanz mit einer höheren Gitterenergie, aber tatsächlich hat sich die Substanz, die eine Schlüsselrolle spielen kann, nach der Bildung des Films qualitativ verändert und ihre Gitterenergie liegt innerhalb des optimalen Arbeitsbereichs, der von der vorliegenden Erfindung befürwortet ist. Z.B. ist das Natriumfluorsilikat Na2SiF6 ein weißes Partikel oder kristallines Pulver, geruchs- und geschmacklos und zerfällt nach dem Verbrennen (über 300°C) in Natriumfluorid NaF und Siliziumtetrafluorid SiF4.
  • Die obigen Beschreibungen des Prinzips der vorliegenden Erfindung hat keinen Einfluss auf die Implementierung und Wirkung der vorliegenden Erfindung, insbesondere ob die mit mikrokristallinem Glas beschichtete Grenzfläche einem Ionenaustausch unterzogen wurde. Die kleinen Ionen im Glas können nur dann gegen die großen Ionen im externen Salzbad ausgetauscht werden, wenn sich das Ion bewegen kann. Um eine Ionenbewegung zu realisieren, stellt die Temperatur den Schlüsselfaktor dar. Im Allgemeinen kann die Glasphase relativ einfach eine Ionenbewegung bei einer relativ niedrigen Temperatur realisieren (z.B. beginnend bei etwa 200°C bei der Temperatur, die niedriger als die des Dehnungspunkts ist, z.B. 360°C), während das Alkalimetallelement in der mikrokristallinen Phase, bevor es zu einem beweglichen Ion wird, ein Teil der Kristallstruktur ist, und es braucht eine höhere Energie, um die Kristallstruktur aufzubrechen, um sich bewegen zu können und zu einem frei austauschbaren Ion zu werden. Diese Temperatur liegt normalerweise näher am Erweichungspunkt des Glases (z.B. höher als 600°C). Daher findet der Ionenaustausch meist in der Glasphase statt, bei extrem hohen Salzbadtemperaturen findet der Ionenaustausch auch zuerst in der Glasphase und dann im Kristall statt.
  • Das von der vorliegenden Erfindung angestrebte mikrokristalline Glas mit hoher Kristallinität weist sehr wenige Glasphasen auf, selbst wenn seltene Glasphasen vorhanden sind und ein Ionenaustausch stattfindet, treten wenige Ionen in die Glasphase ein, dabei ist die Fähigkeit zum Ändern der Si-O-Struktur und der Konfiguration sehr klein und sehr lokal, deshalb hat es wenig Einfluss auf die Bildung der Valenzbindung der erfindungsgemäßen Beschichtung, d.h. unabhängig davon, ob das Glas mit hoher Kristallinität dem Ionenaustausch unterzogen oder keinem Ionenaustausch unterzogen wurde, fehlt der Grenzfläche die Si-O-Struktur, und die vorliegende Erfindung ist eine auf dieses Anwendungsszenario gerichtete Erfindung und Kreation; bei hoher Temperatur nehmen die Ionen im Kristall am Ionenaustausch teil, d.h. es wird der Kristall zerstört, so dass das Si-O im Kristall geöffnet wird, was nur der Bildung der Valenzbindung der erfindungsgemäßen Beschichtung hilft. Die vorliegende Erfindung löst genau das Problem, eine starke, haltbare und ausgezeichnete wasser- und ölabweisende Beschichtung an der Beschichtungsgrenzfläche zu bilden; selbst wenn eine geringe Si-O-Struktur vorhanden ist, unabhängig davon, ob das Glas mit hoher Kristallinität einem Ionenaustausch unterzogen wurde, wird die Implementierung der vorliegenden Erfindung nicht beeinflusst.
  • Das mikrokristalline Glas oder die Glaskeramik mit einer wasser- und ölabweisenden Verbundbeschichtung auf der Oberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit folgendem Verfahren hergestellt werden. Das Verfahren wird im Detail wie folgt erläutert.
  • Das Glas der folgenden Zusammensetzung kann mit dem folgenden Verfahren gebrannt werden, um ein mikrokristallines Glas oder eine Glaskeramik zu erhalten.
    • SiO2: 40-75%, bevorzugt 45-72%;
    • Al2O3: 2-20%, bevorzugt 4-15%;
    • B2O3: 0-20%, bevorzugt 0,4-1,6%;
    • P2O5: 0-10%, bevorzugt 0,8-1,5%;
    • ZrO2+TiO 2: 0-15%, bevorzugt 0,9- 4,0%;
    • MgO: 0-5%, bevorzugt 0,1-2%;
    • ZnO: 0-4%, bevorzugt 0,9-3,0%;
    • Seltenerdoxid: 0-5%, bevorzugt 0,01-1%;
    • Na2O: 0-5,5%;
    • K2O: 0-4%;
    • Li2O: 2-34%, bevorzugt 10-34%; und
    • Na2O+K2O+Li2O: 4-40%, bevorzugt 15-40%.
  • Dabei wird das mikrokristalline Glas oder die Glaskeramik durch Brennen nach dem Verfahren mit den folgenden Schritten erhalten:
    • (I) Durchführen eines Hochtemperaturschmelzens für die jeweiligen Glasrohmaterialien bei 1600±50°C und dann Durchführen eines Glühens bei 400°C-650°C, um eine homogenisierte glatte Glasplatte zu erhalten;
    • (II) Erhalten einer geformten glatten Glasplatte durch Überlauf-Abwärtszieh-, Float- oder Kalandrierverfahren auf der glatten Glasplatte; und (III) Mikrokristallisieren der geformten glatten Glasplatte durch sekundäre Wärmebehandlung, um eine Vorform des mikrokristallinen Glases zu erhalten, wobei die primäre Wärmebehandlung bei 500-1000°C für 0,5-5 h durchgeführt wird, und wobei die sekundäre Wärmebehandlung bei 550-1100°C für 0,5-6 h durchgeführt wird; und anschließend
    • (IV) Durchführen eines Ionenaustausches oder Verwenden der Vorform des mikrokristallinen Glases direkt ohne Ionenaustausch, um auf der Oberfläche nacheinander die geforderte Grundierungsschicht, Zwischenschicht und wasser- und ölabweisende Schicht zu plattieren.
  • Dabei kann der Ionenaustausch durch ein herkömmliches Verfahren durchgeführt werden. Z.B. kann ein gemischtes geschmolzenes Salz, das 10-75 Gew.-% NaNO3 und 25-90 Gew.-% KNO3 enthält, verwendet werden, um einen Ionenaustausch bei einer Temperatur im Bereich von 380-500°C für 5-10 h durchzuführen.
  • Insbesondere umfasst das Brennverfahren die folgenden Schritte: Zuerst Wiegen des Glasrohmaterials und Schmelzen bei einer hohen Temperatur wie 1600±50°C, und dann Glühen des Glases bei etwa 400°C-650°C, um das Glas zu homogenisieren und ein Substrat des mikrokristallinen Glases zu bilden, das Substrat des mikrokristallinen Glases kann auch als glatte Glasplatte bezeichnet werden, die eine Glasplatte ist, die keiner Kristallisationsbehandlung unterzogen wurde, und das Substrat des mikrokristallinen Glases enthält keine Kristalle. Gemäß seiner Hochtemperaturviskosität und seinen Materialeigenschaften kann es durch ein Überlauf-Abwärtsziehverfahren, ein Floatverfahren, ein Kalandrierverfahren und andere Verfahren gebildet werden, und die Dicke der erhaltenen glatten Glasplatte liegt zwischen 0,1 und 5 mm. Es kann auch zu einer Plattenform geformt werden, indem es nach dem Glühen in eine Blockform geschnitten wird.
  • Nach der Bildung des Substrats des mikrokristallinen Glases wird das Substrat des mikrokristallinen Glases einer primären Wärmebehandlung zur Mikrokristallisation unterzogen, um eine Vorform des mikrokristallinen Glases herzustellen. Dabei wird die primäre Wärmebehandlung bei etwa 500-1000°C für 0,5-5 h und die sekundäre Wärmebehandlung bei etwa 550-1100°C für 0,5-6 h durchgeführt. Nach der Kristallisation wird das benötigte mikrokristalline Glas oder die Glaskeramik gebildet, welche(s) dann nach Ionenaustausch oder ohne Ionenaustausch direkt in die Vakuumbeschichtungsmaschine PVD geladen wird, die Beschichtungsparameter und -bedingungen werden eingestellt und dann werden nacheinander die Grundierungsschicht, die Zwischenschicht und die wasser- und ölabweisende Schicht plattiert. Der Ablauf in der Vakuumbeschichtungsmaschine ist: Laden des Glases-Evakuieren-Plasmareinigung-Verdampfen-Entleeren (Evakuieren bis zum Atmosphärendruck) -Entladen.
  • Die folgenden Erläuterungen veranschaulichen im Detail, wie das chemisch gehärtete Glas der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, und stellen insbesondere auch die Spannungseigenschaften des chemisch gehärteten Glases der vorliegenden Erfindung dar.
  • Teil 1: Mögliche Beispiele zum Herstellen des Glases
  • Mit Beispiel 1 wird erläutert, wie das Glassubstrat hergestellt werden kann:
    • (1) Die Materialien von Beispiel 1, die in Tabelle 1 gezeigt sind, werden gemischt, und die gemischten Materialien werden in einen Platintiegel gegeben, Warmhalten und Schmelzen für 5 h bei 1600°C in einem Hochtemperatur-Hebeofen, dann Gießen in eine vorgeheizte Edelstahlform, anschließend Einlegen in einen Glühofen, Warmhalten für 24 h bei 580°C und Glühen, um die innere Spannung des Glases zu beseitigen; Durchführen eines Restmenge-Schneidens der sechs Flächen für den Glasziegel nach dem Glühen, um den Bleiglasziegel zu erhalten, dann Feinschneiden, Flachschleifen und Kantenfegen unter Verwendung einer Drahtschneidemaschine, einer CNC-Graviermaschine, eines Flachschleifers und einer Poliermaschine, um eine glatte Glasplatte mit einer Größe von 155mm×78mm×0,65mm zu erhalten; dabei ist die Erläuterung des im obigen Prozess verwendeten Instrumentenmodells wie folgt:
      • Multi-Draht-Schneidemaschine: ch5625, Taizhou Chenhong CNC-Vorrichtung Herstellung Ltd.,
      • CNC-Werkzeugmaschinen-Graviermaschine:CN-650, Shandong Chinuo CNC-Vorrichtung Ltd.,
      • Flachschleifer: YJ-13B6LD, Hunan Ningjing Maschinen Ltd., und
      • Poliermaschine: YJ-13B6PD, Hunan Ningjing Maschinen Ltd..
    • (2) Zuerst wird die glatte Glasplatte zum ersten Mal bei 650°C für 3 h in einem Hochtemperatur-Hebeofen wärmebehandelt, um Kristallkeime zu bilden; dann wird die primäre Wärmebehandlung bei 730°C für 3 h durchgeführt, um Kristalle auszufällen und somit Glaskeramiken zu erhalten, Durchführen einer Kristallanalyse, einschließlich Kristallinität, Kristalltyp, d.h. Hauptkristallphasen- und Sekündärkristallphasentyp, Anteil der Hauptkristallphase und Sekundärkristallphase, durchschnittlicher Korngröße, gleichzeitig werden die Vickers-Härte, die Bruchzähigkeit, die durchschnittliche Durchlässigkeit für sichtbares Licht und die Trübung der Glaskeramik (auch als „Glaskeramik ohne Ionenaustausch“ bezeichnet) getestet.
    • (3) Ionenaustausch der Glaskeramik, das geschmolzene Salz wird ein gemischtes Salzbad aus 40 Gew.-% NaNO3 und 60 Gew.-% KNO3, die Härtungstemperatur (d.h. Ionenaustauschtemperatur) beträgt 380°C und die Härtungszeit beträgt 9 h, nach der Härtung wird die Glaskeramik herausgenommen und gereinigt, um die gehärtete Glaskeramik (im Folgenden auch als „Glaskeramik nach dem Ionenaustausch“ bezeichnet) zu erhalten.
    • (4) Durchführen entsprechender Charakterisierungstests an den erhaltenen gehärteten Glaskeramiken, einschließlich Tests auf Trübung, durchschnittliche Durchlässigkeit für sichtbares Licht, Oberflächendruckspannung, Druckspannungstiefe und Young-Modul, die spezifischen Testergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
  • Dabei werden die Definitionen und Testverfahren für die Kristallinität, die Hauptkristallphase, die Sekundärkristallphase, die durchschnittliche Korngröße, die Vickers-Härte, die Bruchzähigkeit, die durchschnittliche Durchlässigkeit für sichtbares Licht, die Trübung, die Oberflächendruckspannung, die Druckspannungstiefe und der Young-Modul wie folgt näher erläutert:
    • Die Oberflächendruckspannung bezieht sich hier darauf, dass nach der chemischen Härtung des Glases die alkalischen Metallionen mit kleinerem Radius an der Oberfläche durch alkalische Metallionen mit größerem Radius ersetzt werden, aufgrund der Kompressionswirkung der alkalischen Metallionen mit größerem Radius wird an der Oberfläche des Glases die Druckspannung erzeugt, die als Oberflächendruckspannung bezeichnet wird.
  • Kristallinität: die Beugungspeakkurve wird durch XRD-Diffraktometeranalyse erhalten, wobei der Einfallswinkelbereich 2Theta = 10-50 Grad und die Abtastgeschwindigkeit 6 Grad/min beträgt, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Ausrüstung ist ein Shimadzu XRD-6000. Die Kristallinität wird nach Formel (1-1) berechnet: X c = I c ( I c + K I a )
    Figure DE202022100419U1_0004
  • In der Formel ist Ic die integrierte Beugungsintensität des kristallinen Teils von 2Theta=10-50 Grad der Probe des mikrokristallinen Glases;
  • Ia ist die integrierte Beugungsintensität des amorphen Teils von 2Theta=10-50 der Probe des mikrokristallinen Glases;
  • K ist der relative Streufaktor pro Masseneinheit des kristallinen Teils und des amorphen Teils von 2Theta=10-50 der Probe des mikrokristallinen Glases.
  • Anteil der Hauptkristallphase: Die Kristallphase bei der Glaskeramik nach dem Gewicht mit dem höchsten Anteil im Vergleich zu anderen Kristallphasen.
  • Anteil der Sekundärkristallphase: Außer der Hauptkristallphase kann in dem Keramikteil der Glaskeramik weiter eine oder mehrere Arten von Kristallphasen bestehen, und der Gewichtsprozentanteil der Sekundärkristallphase ist weniger als der Gewichtsprozentamteil der Hauptkristallphase.
  • Durchschnittliche Korngröße: Basierend auf einer Vergrößerungsrate vom 100.000- bis 1.000.000-fachen wird der Durchschnittswert der Kornlänge in dem mikrokristallinen Glas beobachtet, dabei wird der Wert mit einem Transmissionselektronenmikroskop (Modell: ThermoFisher Scientific (ehemals FEI) Talos F200S) gemessen. Bei der Messung wird ein vergrößertes Foto der Kristallkörner eines bestimmten Teils aufgenommen. Es gibt Kristallkörner in einer begrenzten Anzahl im vergrößerten Fotobereich, und die Größe der Kristallkörner in einer begrenzten Anzahl wird entsprechend der Skala markiert, und dann wird der Durchschnitt berechnet. Bei der Messung in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beträgt die Vergrößerungsrate das 500.000-fache.
  • Vickers-Härte: Verwenden eines Vickers-Härtemessgeräts, um seine Vickers-Härte gemäß dem Standardtest von „GB/T 37900-2019 Testverfahren für die Härte und die Bruchzähigkeit ultra-dünnen Glases, Einrückungsverfahren der Vickers-Härte für kleine Lasten“ zu messen, bei der in dem Ausführungsbeispiel verwendeten Ausrüstung handelt es sich um ein Vickers-Härtemessgerät mit digitaler Anzeige für kleine Lasten VTD405 (Beijing Wowei Technologie Ltd.).
  • Bruchzähigkeit: Zeigt das Ergebnis der Dellenmessung an. Nach dem Polieren des Prüflings wird der konische Diamant-Eindringkörper des Vickers-Härtemessgeräts mit einer Last p von 300 N für 10 Sekunden auf den Prüfling gedrückt, um einen Eindruck zu erzeugen, so dass der Scheitel des Eindrucks entsprechende Risse erzeugt, Berechnen des Bruchzähigkeitswerts KIC gemäß der Eindrucklast P und der Risswachstumslänge C. Die spezifische Berechnung der Bruchzähigkeit wird nach dem Standardtest von „GB/T 37900-2019 Testverfahren für die Härte und die Bruchzähigkeit ultra-dünnen Glases, Einrückungsverfahren der Vickers-Härte für kleine Lasten“ durchgeführt.
  • Oberflächendruckspannung (MPa): Verwenden eines optischen Wellenleiterspannungsmessers FSM-6000LE, hergestellt von der japanischen Firma ORHARA, um die Oberflächendruckspannung des zu prüfenden Glases zu testen;
  • Druckspannungstiefe (µm): Der Abstand von der zu prüfenden Glasoberfläche bis zur Position, an der die Druckspannung Null ist;
  • Trübung: Der Prozentsatz der Durchlichtintensität, der um mehr als 2,5° vom einfallenden Licht abweicht, in der gesamten Durchlichtintensität. Gemessen mit einem Kolorimeter (Modell CM-3600A).
  • Durchlässigkeit für sichtbares Licht: Das Verhältnis der Strahlungsenergie, die durch das Objekt projiziert und durchgelassen wird, zur Gesamtstrahlungsenergie, die auf das Objekt projiziert wird, wenn der einfallende Lichtstrom im Bereich des Wellenbandes des sichtbaren Lichts von der beleuchteten Oberfläche oder der einfallenden Oberfläche des Mediums zur anderen Seite austritt.
  • Durchschnittliche Durchlässigkeit für sichtbares Licht: Ein dadurch erhaltener Wert, dass in einem bestimmten Wellenlängenbereich die Durchlässigkeit bei jeder Wellenlänge in Intervallen von 10 nm Wellenlänge gemessen wird und die Summe der gemessenen Durchlässigkeit bei jeder Wellenlänge durch die gemessene Durchlässigkeit jeder Wellenlänge geteilt wird. Z.B. ist das Berechnungsverfahren für die durchschnittliche Durchlässigkeit der Wellenlänge 360-400 nm beispielsweise wie folgt: Die Durchlässigkeit der Wellenlängen 360nm, 370nm, 380nm, 390nm, 400nm werden jeweils gemessen, und die Anzahl der gemessenen Durchlässigkeiten von 360-400 nm ist 5, die Summe der obigen Durchlässigkeiten werden durch 5 geteilt, um die durchschnittliche Durchlässigkeit von 360-400 nm Wellenlänge zu erhalten.
  • Young-Modul (Gpa): Der Young-Modul der erhaltenen Probe wird durch das akustische Wellenverfahren getestet, dabei ist das Instrument der Hochtemperatur-Elastizitätsmodul-Tester IET-1600P.
  • Mögliche Beispiele 2-13
  • Die Schritte des Herstellungsverfahrens sind die gleichen wie im Beispiel 1, und die Unterschiede sind in Tabelle 1, Tabelle 2 und Tabelle 3 dargestellt. Das heißt, die spezifische Zusammensetzung der Rohmaterialien des Glases, die Wärmebehandlungsverfahrenbedingungen von Schritt (2) und der Leistungstest der erhaltenen Glaskeramik und die Ionenaustauschverfahrensbedingungen von Schritt (3) und die Leistungstestergebnisse der erhaltenen gehärteten Glaskeramik sind in Tabelle 1, Tabelle 2 und Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 1 Rohstoffe für die Glasherstellung (Mol-%)
    Nr. der Beispiele Aussehen SiO2 Al2O3 Li2O Na2O K2O P2O5 B2O3 MgO ZnO ZrO2 TiO2 CeO2 Y2O3 Nb2O5 Tm2O5 SnO2 NaCl
    1 Durchsichtig 62.07 12.81 14.78 3.94 0.49 0.99 0.49 0.99 2.66 0.30 0.30 0.20
    2 Durchsichtig 66.00 10.00 15.00 3.00 1.00 0.00 0.60 1.00 2.00 1.00 0.20 0.10 0.10
    3 Durchsichtig 67.80 9.97 11.96 3.99 0.20 1.50 0.50 1.99 1.50 0.20 0.20 0.20
    4 Durchsichtig 69.58 7.95 14.91 0.00 0.99 1.49 0.50 2.98 0.99 0.20 0.20 0.20
    5 Durchsichtig 67.99 5.83 14.57 2.91 0.97 1.46 0.97 1.94 0.97 0.97 0.19 0.83 0.19 0.19
    6 Durchsichtig 68.93 4.20 18.98 3.00 0.10 0.90 1.50 1.00 1.00 0.20 0.20
    7 Durchsichtig 69.41 4.96 20.13 0.99 1.98 0.99 0.10 0.20 0.84 0.20 0.20
    8 Durchsichtig 71.99 5.00 14.20 2.00 2.00 0.90 1.50 1.00 1.00 0.20 0.01 0.10 0.10
    9 Durchsichtig 64.85 8.47 20.75 1.00 0.82 1.51 1.71 0.50 0.20 0.20
    10 Durchsichtig 68.86 5.19 21.05 0.46 0.82 1.51 1.71 0.20 0.20
    11 Durchsichtig 70.00 4.20 20.29 0.46 1.42 0.52 1.72 1.00 0.20 0.20
    12 Durchsichtig 68.66 4.12 20.68 0.15 0.81 1.49 2.00 1.69 0.20 0.20
    13 Durchsichtig 46.07 7.61 33.05 5.01 1.30 1.00 1.00 3.71 0.85 0.20 0.20
    Tabelle 2 Behandlungsbedingungen von glattem Glas (nicht gehärtete Glaskeramik) und Leistungsparameter von Glaskeramiken nach der Wärmebehandlung
    Nr. der Beispiele Primäre Wärmebehandlung Sekundäre Wärmebehandlung Kristallinität (Gew .-%) Hauptkristallphasen (60 Gew.%-90 Gew.% Kristallgehalt) Sekundär kristallphase (Kristallphase mit einem Kristallgehalt von weniger als 60 Gew.-%, eingereiht je nach Masse von groß bis klein) Durchschnittliche Korngröße (nm) Leistung der Glaskeramik
    Temperatur (°C) Zeit (h ) Temperatur (°C) Zeit (h) Durchschnittliche Durchlässigkeit für sichtbares Licht (%) Trübung (%) Vickers -Härte (HV) Bruchzähigkeit (MPa·m 1/2)
    1 650 3h 730 3 62.1 β-Spodu men (64 Gew.%) β-Spodume n-Mischkris tall (36 Gew.-%) 15.7 89.22 0.15 753 1.66
    2 580 3h 700 1 62.74 β-Quarz (71 Gew.%) Lithiumdi silikat (18 Gew.-%), Lithiumsil ikat (9 Gew.-%), β-Quarz-Mischkris tall (2 Gew.-%) 20.8 89.35 0.20 791 1.74
    3 580 3h 690 1 67.3 β-Quarz - Misch kristal 1 (85 Gew.%) β-Quarz (15 Gew.-%) 19.2 89.24 0.18 781 1.72
    4 630 2h 690 1 80.1 Lithiu mdisil ikat (75 Gew.%) Lithiumfe ldspat (23 Gew.-%), Lithiumsil ikat (2 Gew.-%) 21.4 90.1 0.16 796 1.7
    5 630 2h 680 1 88.52 Lithiu mdisil ikat (70 Gew.%) Lithiumfe ldspat (20 Gew.-%), β-Quarz (10 Gew.-%) 19.21 91.11 0.18 743 1.6
    6 630 2h 680 2 84.5 Lithiu mfelds pat (72 Gew.%) Lithiumdi silikat (12 Gew.-%), Lithiumsil ikat (10 Gew.-%), β-Quarz (6 Gew.-%) 18.5 91.48 0.17 744 1.6
    7 620 4h 740 1 88.32 Lithiu mfelds pat (70 Gew.%) Lithiumdi silikat (17 Gew.%), Lithiumsil ikat (13 Gew.-%) 20.1 90.61 0.12 761 1.7
    8 590 4h 680 2 90.35 β-Quarz (80 Gew.%) Lithiumsil ikat (11 Gew.-%), β-Quarz-Mischkris tall (9 Gew.-%) 19.4 90.35 0.15 749 1.9
    9 580 4 710 4 60.8 Lithiu mfelds pat (65 Gew.%) Lithiumdi silikat (33 Gew.%), Lithiumsil ikat (2 Gew.-%) 19.6 89.65 0.15 725 1.4
    10 570 4 690 4 64.7 Lithiu mdisil ikat (88 Gew. %) Lithiumfe ldspat (10 Gew.-%), Lithiumsil ikat (2 Gew.-%) 17.8 90.85 0.12 718 1.4
    11 565 4 660 4 87.9 Lithiu mfelds pat (83 Gew.%) Lithiumdi silikat (10 Gew.%), Lithiumsil ikat (7 Gew.-%) 17.3 91.06 0.09 738 1.7
    12 565 4 660 4 71.6 Lithiu mfelds pat (61 Gew.%) Lithiumdi silikat (35 Gew.%), Lithiumsil ikat (4 Gew.-%) 25.5 89.41 0.16 729 1.6
    13 580 4 710 4 61.2 β-Quarz (78 Gew.%) Lithiumsil ikat (11 Gew.-%), β-Quarz-Mischkris tall (9 Gew.-%), Zirkonoxi d (2 Gew.-%) 19.9 90.85 0.12 725 1.7
  • Aus Tabelle 2 oben ist ersichtlich, dass die Kristallinität der Glaskeramik, die nach der Wärmebehandlung von glattem Glas erhalten wurde, im Bereich von 61,2% und 90,35%, die Durchlässigkeit für sichtbares Licht bei 89-92%, die durchschnittliche Korngröße bei 15,7-25,5 nm, die Trübung bei 0,09-0,20%, die Vickers-Härte bei 718-796HV und die Bruchzähigkeit bei 1,4-1,9 MPa ml/2 liegt. Tabelle 3 Ionenaustauschbedingungen von glattem Glas und Leistungsparameter von gehärtetem Glas, das durch Ionenaustausch erhalten wurde
    Nr. der Beis piele Primärer Verstärkungsprozess Leistung der gehärteten Glaskeramik
    NaNO3( Gew.-%) KNO3 (Gew.%) Ionenaustauschtemperatur (°C) Gesamtionenaustauschzeit (h) Trübung % Durchlässigkeit für sichtbare s Licht Oberflächendruckspannung (MP) Druckspannungstiefe (um) Young -Modul (GPa)
    1 40 60 380 9 0.17 89.02 314 69 82
    2 60 40 500 5 0.20 89.24 408 54 94
    3 60 40 500 5 0.19 88.21 411 58 92
    4 70 30 500 5 0.19 89.81 390 48 91
    5 70 30 480 8 0.19 90.43 387 49 84
    6 65 35 450 8 0.18 90.28 483 42 89
    7 70 30 450 8 0.15 90.41 468 38 94
    8 65 35 460 5 0.17 90.05 390 40 86
    9 10 90 450 10 0.14 89.85 241 95 92
    10 20 90 450 10 0.13 90.35 198 98 98
    11 20 90 450 10 0.09 90.96 187 103 101
    12 75 25 450 10 0.16 89.34 235 110 99
    13 75 25 450 10 0.14 90.85 725 112 92
  • Aus der obigen Glaszusammensetzung ist ersichtlich, dass Seltenerdoxide in der Glasformel enthalten sein können. Insbesondere können eines oder mehrere der Gruppe bestehend aus CeO2, Y2O3, La2O3, Ta2O3, Tm2O3 und Nb2O5 zugegeben werden, und der Gehalt von diesen Seltenerdoxiden überschreitet normalerweise 5 Mol-% nicht; zusätzlich können auch Färbemittel und Klärungsmittel nach Bedarf zugegeben werden. Insbesondere wirkt in der obigen Glaszusammensetzung NB2O3 als Färbemittel. Es kann außer NB2O3 auch eines oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus Nd2O3, Fe3O3, CoO, NiO, V2O5, MnO2, TiO2, CuO, CeO2 and Cr2O3 als Färbemittel zugegeben werden; nach Zugabe von Färbemitteln wird die Durchlässigkeit des Glases für sichtbares Licht reduziert; je mehr Färbemittel hinzugefügt wird, desto geringer ist die Durchlässigkeit; im Allgemeinen überschreitet der Zugabeanteil 5 Mol-% nicht, und bei Zugabe von mehr als 1 Mol-% ändern sich die Gesamtfarbe und die Durchlässigkeit des Glases erheblich, nach Zugabe von übermäßigen Färbemitteln (z.B. etwa 5 Mol-%) werden die Kristallinität und Kristallgröße der Glaskeramik beeinflusst; es wird zusätzlich zur Gesamtzusammensetzung des obigen Beispiels 1 Mol-% einer beliebigen Kombination von Fe3O3, NiO, MnO2 und anderen Färbemittel in beliebigem Verhältnis zugegeben, so dass das Glas schwarz aussieht, und durch Zugabe von 0,5 Mol-% einer beliebigen Kombination von CoO, Cr2O3 und anderen Färbemittel in beliebigem Verhältnis wird das Glas eine schwarze Farbe mit einem blauen Farbton haben. Die Verwendung von nicht mehr als 5 Mol-% des Färbemittels beeinflusst die anderen Eigenschaften des Glases nicht.
  • Das Glas der vorliegenden Erfindung kann je nach den tatsächlichen Schmelzbedingungen einzeln oder in Kombination verwendet werden. Das Klärungsmittel ist mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus As2O3, Sb2O3, SnO2, SO3-enthaltenden Verbindungen, Fluoriden oder Salzen, Chloriden oder Salzen und Nitraten. Dabei haben As2O3 and Sb2O3 gute Klärungswirkung als Klärungsmittel, aber mit einer gewissen Toxizität sind sie nicht bevorzugt; Fluorid kann auch als Klärungsmittel verwendet werden, ist jedoch wegen seiner Korrosivität nicht bevorzugt; normalerweise sind SnO2, SO3 (wie Na2SO4), Cl-Verbindungen (wie NaCl) und N03-enthaltende Verbindungen (wie NaNO3) in einer einzigen Substanz oder Kombination häufig verwendete Klärungsmittel, und der Gehalt beträgt in der Regel nicht mehr als 1 Mol-%.
  • Teil 2: Mögliches Beispiel zum Herstellen einer wasser- und ölabweisenden Verbundbeschichtung
  • 1. Die Glaskeramiken in Beispiel 4, die keinem Ionenaustausch unterzogen und einem Ionenaustausch unterzogen wurden, werden jeweils als Glassubstrate zur Bildung von Verbundbeschichtungen verwendet.
  • Das in dem Ausführungsbeispiel 4 des Teils A hergestellte glatte Glas, nämlich eine Serie von Glaskeramiken, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden (nämlich die Ionenaustauschbehandlung vom Schritt (3) wurde nicht durchgeführt) (mit den Nummern von #4-A1 bis 4-A15) werden als Glassubstrate verwendet, und die Glaskeramiken, die dem Ionenaustausch unterzogen wurden (nämlich die Ionenaustauschbehandlung vom Schritt (3) wurde durchgeführt) (mit den Nummern von #4-B1 bis 4-B15) werden als Glassubstrate verwendet, um die Beschichtungsschicht mit dem SiO2-, NaF- und AF-Film zu bilden, und die obigen Glaskeramiken, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden (mit den Nummern von #4-A16 bis 4-A18), und die Glaskeramiken, die dem Ionenaustausch unterzogen wurden (mit den Nummern von #4-B16 bis 4-B18) werden als Glassubstrate verwendet, um die Beschichtungsschicht mit nur dem SiO2- und AF-Film zu bilden.
  • Insbesondere werden die in Tabelle 4-1 beschriebene Vakuumbeschichtungsausrüstung und die Beschichtungsbedingungen in Tabelle 4-2 (Hinweis: in jedem Ausführungsbeispiel wird die Beschichtungszeit entsprechend der Dicke der Zielbeschichtung gesteuert, und die Beschichtung stoppt, wenn die Zieldicke erreicht ist) verwendet, und mit dem folgenden Verfahren wird die Verbundbeschichtung gebildet: Reinigen jeweils der Oberflächen dieser Glassubstrate unter Verwendung der Ultraschallreinigung (es kann auch die Flachbürstenreinigung verwendet werden); nachdem die Oberfläche des Glassubstrats gereinigt wurde, wird ein Vakuumbeschichtungsverfahren verwendet, um auf der Oberfläche des Substrats die im Wesentlichen gleichmäßigen Filmschichten zu bilden, dabei ist der Vakuumbeschichtungsprozess wie folgt: Die zu beschichtende Glasprobe wird auf das schirmförmige Beschichtungsgestell gelegt und dann die schirmförmige Beschichtungsgestell wird in das Werkstückgestell der Maschine gestellt, in die beiden Elektronenkanonentiegel der Vakuumbeschichtungsmaschine (mit der Ausrüstung Hanil Vacuum 2050-Elektronenkanonen-Vakuumbeschichtungsmaschine) werden die SiO2- und NaF-Beschichtungsmaterialien separat eingelegt, ohne sie zu mischen, so dass die Materialien den Tiegel voll füllen und bündig mit der Oberfläche der Tiegelöffnung abschließen, in das Molybdän-Dampfwiderstandsschiffchen werden die AF-Filmmaterialien zur Bildung des AF-Films (Anti-Fingerabdruck-Films) eingelegt (Eintropfen von 600 ml AF-Flüssigkeit in die Tiegel mit Stahlwolle, der Tiegel nach dem Trocknen der AF-Flüssigkeit wird als AF-Filmmaterial bezeichnet), Schließen der Vakuumkammer und Beginnen mit dem Evakuieren; wenn das Hintergrundvakuum das in Tabelle 4-2 des eingestellten Prozesses angegebene Vakuum erreicht, führt das Gerät automatisch Ar-Gas ein und die Menge an Ar-Gas beträgt 28 sccm; Betreiben der von Hanil selbstgebauten Hall-Ionenquelle, Durchführen eines Ionenbeschusses, Reinigen der Oberfläche des sensibilisierten Glases; anschließendes Steuern von spezifischen Bedingungen wie Prozessvakuumgrad, Ionenquellenspannung, Ionenquellenstrom, Neutralisationsstrom, Ar- und O2-Gasverhältnis, Elektronenkanonen-Arbeitsstrom, Filmbildungsrate, Beschichtungsdicke (dabei werden die Beschichtungszeitparameter während der Plasmareinigung vor dem Plattieren kontrolliert und eingestellt), wie in Tabelle 4-2 dargestellt, gemäß diesen Bedingungen werden SiO2 und NaF plattiert (die verwendeten Rohstoffe SiO2 und NaF sind jeweils in Granulatform); dann werden die spezifischen Bedingungen wie Prozessvakuumgrad, Dampfwiderstand-Arbeitsstrom, Filmbildungsrate und Beschichtungsdicke kontrolliert, wie in Tabelle 4-2 dargestellt, die AF-Beschichtung wird gemäß diesen Bedingungen durchgeführt, dabei nimmt der SiO2-Film SiO2 vom Typ L5 von der deutschen Firma Merck als Beschichtungsmaterial an.
  • Der NaF-Film nimmt NaF von Nanyang Yingfukang Optoelectronic Materials Ltd. als Beschichtungsmaterial an; der AF-Film (Anti-Fingerabdruck-Film) nimmt KyY1905-1-Fluorpolyether, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Ltd., als Haupt-AF-Mittel (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Ltd.) an, was als Beschichtungsmaterial (als „PFPE“-Film abgekürzt) verwendet wird.
  • Nachdem die Beschichtung abgeschlossen ist, wird der Kontaktwinkeltest an der Außenfläche der Glaskeramik, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurde, und der Glaskeramik, die einem Ionenaustausch unterzogen wurde, durchgeführt. Die Testergebnisse über die Dicke und den Kontaktwinkel jeder Schicht des gebildeten SiO2-, NaF- und AF-Films sind in Tabelle 5-1 und Tabelle 5-2 dargestellt.
  • Nach der Beschichtung werden der Wasserkontaktwinkel, der Ölsäurekontaktwinkel und der Wassertropfenwinkel auf der Beschichtungsoberfläche gemessen, um die Qualität und Haltbarkeit der Beschichtung zu untersuchen.
  • Dabei wird der Wasserkontaktwinkel (°) auf der Oberfläche des AF-Films durch ein Verfahren basierend auf JIS R 3257 (1999) gemessen.
  • Dabei ist das Verfahren zum Messen des Ölsäurekontaktwinkels auf der Oberfläche des AF-Films wie folgt: Platzieren eines 7-µ1-Tropfens auf einer horizontal beschichteten Probe und Messen des Schnittwinkels.
  • Verwenden von Hexadecan anstelle von Wassertropfen, um den Ölsäurekontaktwinkel auf der Glaskeramik, die keinen Ionenaustausch unterzogen wurde, zu testen. Die Testergebnisse für die Glaskeramiken mit den Nummern #4-A10, #4-A11 und #4-A12 sind wie folgt:
    Anfangswinkel (°) Nach dem Radiergummitest (°)
    66.2 65.4
    66.7 65.5
    67.3 65.8
  • Verschleißfestigkeitstest: Verwenden eines koreanischen Minoan-Feststoffradierer (Durchmesser 6 mm, Typ A) (hergestellt von MIRAE SCIENCE, Minoan) auf dem Eindringkörper von 1 cm2 als verschleißfesten Eindringkörper. Unter der Bedingung einer Belastung von 1 kgf, eines Hubbereichs von 40 mm und einer Geschwindigkeit von 40mm/s wird die Oberfläche des auf der Oberfläche des Glassubstrats gebildeten AF-Films für 2500 (oder mehr) Male hin und her gerieben und dann mit einem Tuch [hergestellt von Ozu Sangyo Ltd., DUSPER (eingetragenes Warenzeichen)] trockengewischt, und Reinigen der Oberfläche des AF-Films und Messen des Wasserkontaktwinkels (°) an drei Positionen auf der Oberfläche nach dem AF-Film-Verschleißfestigkeitstest, die Messung an jeder Position wird dreimal wiederholt, und der durchschnitte Wasserkontaktwinkel (°) wird an insgesamt 9 Positionen gemessen. Tabelle 4-1 Die bei der Vakuumbeschichtung des Beispiels verwendeten Instrumentenmodelle
    Modell der Vakuumbeschichtungsmaschine Hanil Vacuum 2050 Elektronenkanonen-Vakuumbeschichtungsmaschine
    Modell der mechanischen Pumpe Leybold SV630B
    Modell der Roots-Pump Leybold WAU2001
    Modell der Diffusionspumpe HDP-700 (28")
    Modell von PolyCold PFC-1102HC
    Modell der Ionenquelle Von Hanil selbstgebautes Ion Beam Source
    Modell der Elektronenkanone HEG-103
    Schichtdickenregler Inficon XTC/3S
  • Hinweis: um einen Vakuumzustand zu bilden, der die Anforderungen für das Plattieren erfüllt, kann der Fachmann auf diesem Gebiet einige oder alle der in der obigen Tabelle 4-1 aufgeführten Pumpen nach herkömmlichen Methoden auswählen und nach Bedarf verwenden. Dabei wird die mechanische Pumpe auch als Vorpumpe bezeichnet, die Öl verwendet, um die Dichtwirkung aufrechtzuerhalten, und auf einem mechanischen Verfahren beruht, um das Volumen des Saugraums in der Pumpe kontinuierlich zu verändern, so dass das Volumen des Gases im gepumpten Behälter kontinuierlich erweitert wird, um ein Vakuum zu erzeugen; die Roots-Pumpe ist eine Druckerhöhungspumpe, deren Aufgabe darin liegt, die Druckdifferenz zwischen den Einlass- und Auslassöffnungen zu erhöhen, die Roots-Pumpe wird so verwendet, dass eine mechanische Pumpe als Vorpumpe verwendet wird; die Diffusionspumpe ist eine Pumpe zum Erzielen eines Hochvakuums, bei der Verwendung der Diffusionspumpe werden die mechanische Pumpe und die Roots-Pumpe als Vorpumpe verwendet; Polycold ist eine Niedertemperatur-Wasser-Gas-Pumpe, die dazu verwendet wird, das Restgas in der Hochvakuumumgebung mit der Diffusionspumpe aufzufangen, das Funktionsprinzip besteht darin, ein Kühlschlangenrohr, dessen Temperatur auf unter -120°C gesenkt werden kann, am Pumpenanschluss der Diffusionspumpe zu platzieren, und das Restgas im Vakuumsystem durch den Niedertemperatur-Kondensationseffekt an seiner Oberfläche abzufangen. Tabelle 4-2 Bedingungen zur Bildung von Verbundbeschichtungen in jedem Beispiel
    Beschich tungstem peratur Ablauf Anfangs vakuum Prozessvakuumgrad Beschichtungs-(Bildungs-) rate Elektronenkano nen- oder Dampfwiderstand-Arbeitsstrom Ionenquellenparameter
    Gasparameter Anodenspannung Anod enstro m Neutralisationsstrom
    Ar O2
    80°C Plasmareinigung vor dem Plattieren 5.0e-6torr 5.1e-5torr Kein Kein 28 sccm 0 120V 7A 15A
    SiO2 4.8e-6torr 3.0e-5torr 2.0A/S Strahlstrom: 131mA 15 sccm 5 sccm 100 V 7A 15A
    NaF 4.8e-6torr 4.1e-5torr 0.5A/S Strahlstrom :21mA 22 sccm 0 150V 7A 15A
    PFPE 4.6e-6torr 7.5e-6torr Maximal 7.6A/S Strom: 86A
    Tabelle 5-1 Die Glaskeramik aus Beispiel 4, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurde (Kristallinität 80,1 %), wird als Glassubstrat verwendet, um eine Verbundbeschichtung zu bilden
    Glassubstratnummer Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 NaF AF Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontaktwinkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #4-A1 25 1 25 117.5 117.6 116.9 116.8 69.7 61.5 61.2
    #4-A2 25 2 25 116.2 115.6 116.0 115.6 89.5 81.5 86.3
    #4-A3 22 1 25 116.0 115.6 117.5 115.3 72.3 72.9 72.2
    #4-A4 10 2 25 117.5 115.4 115.5 114.6 117.8 115.8 116.2
    #4-A5 8 2 25 117.4 115.6 115.5 115.9 116.1 116.3 115.6
    #4-A6 5 1 25 115.4 114.9 113.3 115.1 116.6 114.5 114.9
    #4-A7 10 8 25 97.4 90.3 103.8 98.3 52.1 61.2 62.2
    #4-A8 8 7 25 92.4 92.4 92.7 90.7 46.7 56.2 45.4
    #4-A9 5 6 25 109.4 104.9 103.3 105.1 68.3 97.2 57.4
    #4-A10 10 5 25 111.6 109.6 109.8 108.9 101.2 105.6 106.9
    #4-A11 8 3 25 113.8 112.1 114.4 112.5 110.6 112.6 113.8
    #4-A12 5 1 25 114.9 114.3 112.8 114.6 113.6 110.1 112.7
    #4-A13 15 1 25 116.5 116.6 115.4 115.3 113.7 105.5 105.2
    #4-A14 15 2 15 115.4 114.6 115.7 114.3 113.5 105.5 110.3
    #4-A15 12 1 10 113.0 112.5 113.3 112.2 104.3 104.9 104.2
    #4-A16 10 0 25 105.3 97.7 89.0 101.4 40.7 60.1 54.8
    #4-A17 8 0 25 95.9 60.4 90.6 91.4 40.2 41.4 40.6
    #4-A18 5 0 25 78.5 83.6 88.7 92.1 43.2 41.3 54.3
    Tabelle 5-2 Die Glaskeramik aus Beispiel 4, die einem Ionenaustausch unterzogen wurde (Kristallinität 80,1 %), wird als Glassubstrat verwendet, um eine Verbundbeschichtung zu bilden
    Glassubstratnummer Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 NaF AF Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontaktwinkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #4-B1 25 1 25 116.1 115.1 115.9 115.5 72.1 72.8 72.2
    #4-B2 25 2 25 115.7 115.6 115.5 115.7 89.9 81.9 86.7
    #4-B3 22 1 25 115.7 115.8 115.2 115.1 61.5 61.8 70.1
    #4-B4 10 2 25 115.4 111.1 115.7 114.9 114.7 114.4 116.5
    #4-B5 8 2 25 116.8 115.6 115.0 116.0 116.7 116.9 116.1
    #4-B6 5 1 25 115.7 113.6 113.8 112.9 116.9 116.4 115.7
    #4-B7 10 8 25 105.4 101.3 105.7 108.9 57.3 97.1 68.2
    #4-B8 8 7 25 92.0 92.5 92.3 90.7 46.9 56.5 45.6
    #4-B9 5 6 25 95.9 88.9 102.2 96.8 62.5 61.5 52.4
    #4-B10 10 5 25 114.9 110.5 115.1 114.3 112.6 110.0 113.5
    #4-B11 8 3 25 113.3 112.1 113.8 112.5 111.2 113.2 114.4
    #4-B12 5 1 25 109.9 107.9 108.1 107.3 107.5 106.1 101.7
    #4-B13 15 1 25 113.1 111.0 112.8 112.5 104.1 104.8 104.2
    #4-B14 15 2 15 114.8 114.7 115.1 114.4 114.1 106.0 110.9
    #4-B15 12 1 10 114.8 114.9 113.7 113.6 105.7 106.0 114.3
    #4-B16 10 0 25 92.4 88.7 84.0 78.7 60.4 40.9 54.3
    #4-B17 8 0 25 99.7 72.5 100.7 92.3 41.6 40.4 40.2
    #4-B18 5 0 25 101.9 87.2 96.8 109.5 41.5 43.4 53.8
  • 2. Die Glaskeramiken aus Beispiel 8, die keinem Ionenaustausch unterzogen und einem Ionenaustausch unterzogen wurden, werden als Glassubstrate zur Bildung von Verbundbeschichtungen verwendet.
  • Der Ablauf ist ähnlich wie der Vorgang in Abschnitt 1, wobei die im Ausführungsbeispiel 4 gebildete Glaskeramik als Glassubstrat zur Bildung der Verbundbeschichtung verwendet wird, der Unterschied liegt darin, dass in diesem Abschnitt die Glaskeramiken, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden (mit den Nummern von #8-A1 bis #8-A15), und die Glaskeramiken, die dem Ionenaustausch unterzogen wurden (mit den Nummern von #8-B1 bis #8-B15) aus dem Ausführungsbeispiel 8 als Glassubstrate verwendet werden, um die Beschichtungsschicht mit dem SiO2-, NaF- und AF-Film sowie die Beschichtungsschicht nur mit dem SiO2- und AF-Film zu bilden (Glaskeramiken, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden, mit den Nummern von #8-A16 bis #8-A18; die Glaskeramiken, die einem Ionenaustausch unterzogen wurden, mit den Nummern von #8-B16 bis #8-B18), die Testergebnisse des Wasserkontaktwinkels auf der äußeren Oberfläche der Beschichtung sind in Tabelle 6-1 und Tabelle 6-2 dargestellt. Tabelle 6-1 Die Glaskeramik aus Beispiel 8, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurde (Kristallinität 90,35%), wird als Glassubstrat verwendet, um eine Verbundbeschichtung zu bilden
    Glassubstratnummer Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 NaF AF Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontaktwinkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #8-A1 25 1 25 116.9 117.0 116.4 116.2 69.4 61.2 60.9
    #8-A2 25 2 25 115.7 115.0 115.5 115.1 89.1 81.1 85.9
    #8-A3 22 1 25 115.5 115.0 116.9 114.8 71.9 72.5 71.8
    #8-A4 10 2 25 116.9 114.8 115.0 114.1 117.2 115.2 115.7
    #8-A5 8 2 25 116.8 115.0 115.0 115.4 115.5 115.7 115.0
    #8-A6 5 1 25 114.9 114.3 112.8 114.6 116.0 113.9 114.3
    #8-A7 10 8 25 96.9 89.8 103.3 97.8 51.8 60.9 61.9
    #8-A8 8 7 25 92.0 92.0 92.3 90.2 46.5 55.9 45.2
    #8-A9 5 6 25 108.9 104.3 102.8 104.6 68.0 96.7 57.1
    #8-A10 10 5 25 111.0 109.0 109.2 108.4 100.7 105.1 106.4
    #8-A11 8 3 25 113.3 111.5 113.8 111.9 110.0 112.0 113.2
    #8-A12 5 1 25 114.3 113.7 112.2 114.0 113.0 109.5 112.1
    #8-A13 15 1 25 115.9 116.0 114.8 114.7 113.1 105.0 104.7
    #8-A14 15 2 15 114.8 114.0 115.1 113.7 112.9 105.0 109.7
    #8-A15 12 1 10 112.5 111.9 112.7 111.6 103.8 104.4 103.7
    #8-A16 10 0 25 89.4 98.2 105.8 101.9 60.4 40.9 55.1
    #8-A17 8 0 25 108.6 60.7 96.4 91.9 41.6 40.4 40.8
    #8-A18 5 0 25 89.1 84.0 78.9 92.6 41.5 43.4 54.6
    Tabelle 6-2 Die Glaskeramik aus Beispiel 8, die einem Ionenaustausch unterzogen wurde (Kristallinität 90,35%), wird als Glassubstrat verwendet, um eine Verbundbeschichtung zu bilden
    Glassubstratnummer Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 NaF AF Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontaktwinkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #8-B1 25 1 25 115.6 114.5 115.3 114.9 71.8 72.5 71.9
    #8-B2 25 2 25 115.1 115.0 114.9 115.1 89.5 81.5 86.3
    #8-B3 22 1 25 115.1 115.2 114.6 114.5 61.2 61.5 69.7
    #8-B4 10 2 25 114.9 110.5 115.1 114.3 114.2 113.8 115.9
    #8-B5 8 2 25 116.2 115.0 114.4 115.4 116.1 116.3 115.6
    #8-B6 5 1 25 115.1 113.1 113.2 112.3 116.3 115.8 115.1
    #8-B7 10 8 25 104.9 100.8 105.1 108.4 57.1 96.6 67.9
    #8-B8 8 7 25 91.5 92.0 91.8 90.3 46.7 56.2 45.4
    #8-B9 5 6 25 95.5 88.5 101.7 96.3 62.2 61.2 52.1
    #8-B10 10 5 25 114.3 110.0 114.6 113.7 112.0 109.4 112.9
    #8-B11 8 3 25 112.7 111.6 113.2 111.9 110.6 112.6 113.8
    #8-B12 5 1 25 109.4 107.4 107.6 106.7 106.9 105.6 101.2
    #8-B13 15 1 25 112.5 110.5 112.2 111.9 103.6 104.3 103.7
    #8-B14 15 2 15 114.2 114.1 114.5 113.8 113.5 105.5 110.3
    #8-B15 12 1 10 114.2 114.3 113.1 113.0 105.2 105.5 113.7
    #8-B16 10 0 25 92.8 89.1 84.4 79.1 60.7 41.1 54.5
    #8-B17 8 0 25 100.2 72.8 101.2 92.8 41.8 40.6 40.4
    #8-B18 5 0 25 102.4 87.7 97.3 110.1 41.7 43.6 54.0
  • 3. Die Glaskeramiken aus Beispiel 12, die keinem Ionenaustausch unterzogen und einem Ionenaustausch unterzogen wurden, werden als Glassubstrate zur Bildung von Verbundbeschichtungen verwendet.
  • Der Ablauf ist ähnlich wie der Vorgang im Abschnitt 1, wobei die in Beispiel 4 gebildete Glaskeramik als Glassubstrat zur Bildung der Verbundbeschichtung verwendet wird, der Unterschied liegt darin, dass in diesem Abschnitt die Glaskeramiken, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden (mit den Nummern von #12-A1 bis #12-A15), und die Glaskeramiken, die einem Ionenaustausch unterzogen wurden (mit den Nummern von #12-B1 bis #12-B15) aus Beispiel 12 als Glassubstrate verwendet werden, um die Beschichtungsschicht mit dem SiO2-, NaF- und AF-Film sowie die Beschichtungsschicht nur mit dem SiO3- und AF-Film zu bilden (Glaskeramiken, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden, mit den Nummern von #12-A16 bis #12-A18, die Glaskeramiken, die einem Ionenaustausch unterzogen wurden, mit den Nummern von #12-B16 bis #12-B18), die Testergebnisse des Wasserkontaktwinkels auf der äußeren Oberfläche der Beschichtung sind in Tabelle 7-1 und Tabelle 7-2 dargestellt. Tabelle 7-1 Die Glaskeramik aus Beispiel 12, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurde (Kristallinität 71,60%) wird als Glassubstrat verwendet, um eine Verbundbeschichtung zu bilden
    Glassubstratnummer Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 NaF AF Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontaktwinkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #12-A1 25 1 25 116.3 116.4 115.8 115.7 69.0 60.9 60.6
    #12-A2 25 2 25 115.1 114.4 114.9 114.5 88.6 80.7 85.4
    #12-A3 22 1 25 114.9 114.4 116.3 114.2 71.6 72.2 71.5
    #12-A4 10 2 25 116.3 114.2 114.4 113.5 116.6 114.6 115.1
    #12-A5 8 2 25 116.2 114.4 114.4 114.8 114.9 115.1 114.4
    #12-A6 5 1 25 114.3 113.7 112.2 114.0 115.4 113.4 113.7
    #12-A7 10 8 25 96.4 89.4 102.8 97.3 51.6 60.6 61.6
    #12-A8 8 7 25 91.5 91.5 91.8 89.8 46.2 55.6 44.9
    #12-A9 5 6 25 108.4 103.8 102.3 104.1 67.6 96.2 56.8
    #12-A10 10 5 25 110.5 108.5 108.7 107.8 100.2 104.5 105.8
    #12-All 8 3 25 112.7 111.0 113.2 111.3 109.5 111.5 112.7
    #12-A12 5 1 25 113.7 113.1 111.6 113.4 112.5 109.0 111.6
    #12-A13 15 1 25 115.3 115.4 114.2 114.1 112.6 104.4 104.2
    #12-A14 15 2 15 114.2 113.5 114.5 113.2 112.4 104.4 109.2
    #12-A15 12 1 10 111.9 111.4 112.2 111.1 103.3 103.9 103.2
    #12-A16 10 0 25 89.0 97.7 105.3 101.4 60.1 40.7 54.8
    #12-A17 8 0 25 90.6 60.4 95.9 91.4 89.4 40.2 40.6
    #12-A18 5 0 25 88.7 83.6 78.5 92.1 41.3 43.2 54.3
    Tabelle 7-2 Die Glaskeramik aus Beispiel 12, die einem Ionenaustausch unterzogen wurde (Kristallinität 71,60%), wird als Glassubstrat verwendet, um eine Verbundbeschichtung zu bilden
    Glassubstratnummer Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 NaF AF Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontaktwinkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #12-B1 25 1 25 115.0 114.0 114.8 114.3 71.4 72.1 71.5
    #12-B2 25 2 25 114.5 114.5 114.3 114.5 89.1 81.1 85.9
    #12-B3 22 1 25 114.5 114.6 114.0 113.9 60.9 61.2 69.4
    #12-B4 10 2 25 114.3 110.0 114.6 113.7 113.6 113.3 115.3
    #12-B5 8 2 25 115.6 114.5 113.8 114.8 115.5 115.7 115.0
    #12-B6 5 1 25 114.5 112.5 112.7 111.8 115.7 115.2 114.5
    #12-B7 10 8 25 104.3 100.3 104.6 107.8 56.8 96.1 67.6
    #12-B8 8 7 25 91.1 91.6 91.4 89.8 46.5 55.9 45.2
    #12-B9 5 6 25 95.0 88.1 101.2 95.9 61.9 60.9 51.8
    #12-B10 10 5 25 113.7 109.4 114.0 113.2 111.5 108.9 112.4
    #12-B11 8 3 25 112.1 111.0 112.7 111.4 110.0 112.0 113.2
    1#12-B12 5 1 25 108.8 106.9 107.0 106.2 106.4 105.1 100.7
    #12-B13 15 1 25 111.9 109.9 111.6 111.4 103.1 103.7 103.2
    1#12-B14 15 2 15 113.7 113.5 114.0 113.2 112.9 105.0 109.7
    #12-B15 12 1 10 113.6 113.7 112.5 112.4 104.7 105.0 113.2
    #12-B16 10 0 25 92.4 88.7 84.0 78.7 60.4 40.9 54.3
    #12-B17 8 0 25 99.7 72.5 100.7 92.3 41.6 40.4 40.2
    #12-B18 5 0 25 101.9 87.2 96.8 109.5 41.5 43.4 53.8
  • 4. Die Glaskeramiken aus Beispiel 13, die keinem Ionenaustausch unterzogen und einem Ionenaustausch unterzogen wurden, werden als Glassubstrate zur Bildung von Verbundbeschichtungen verwendet.
  • Der Ablauf ist ähnlich wie der Vorgang im Abschnitt 1, wobei die im Beispiel 4 gebildete Glaskeramik als Glassubstrat zur Bildung der Verbundbeschichtung verwendet wird, der Unterschied liegt darin, dass in diesem Abschnitt die Glaskeramiken, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden (mit den Nummern von #13-A1 bis #13-A15), und die Glaskeramiken, die einem Ionenaustausch unterzogen wurden (mit den Nummern von #13-B1 bis #13-B15) aus Beispiel 13 als Glassubstrate verwendet werden, um die Beschichtungsschicht mit dem SiO2-, NaF- und AF-Film sowie die Beschichtungsschicht nur mit dem SiO3- und AF-Film zu bilden (Glaskeramiken, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden, mit den Nummern von #13-A16 bis #13-A18, die Glaskeramiken, die einem Ionenaustausch unterzogen wurden, mit den Nummern von #13-B16 bis #13-B18), die Testergebnisse des Wasserkontaktwinkels auf der äußeren Oberfläche der Beschichtung sind in Tabelle 8-1 und Tabelle 8-2 dargestellt. Tabelle 8-1 Die Glaskeramik aus Beispiel 13, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurde (Kristallinität 61,20%), wird als Glassubstrat verwendet, um eine Verbundbeschichtung zu bilden
    Glassubstratnummer Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 NaF AF Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontaktwinkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #13-A1 25 1 25 116.6 116.7 116.1 116.0 69.2 61.1 60.8
    #13-A2 25 2 25 115.4 114.8 115.2 114.8 88.9 80.9 85.7
    #13-A3 22 1 25 115.2 114.8 116.6 114.5 71.8 72.4 71.7
    #13-A4 10 2 25 116.6 114.6 114.7 113.8 117.0 115.0 115.4
    #13-A5 8 2 25 116.5 114.8 114.7 115.1 115.3 115.5 114.7
    #13-A6 5 1 25 114.6 114.1 112.5 114.3 115.8 113.7 114.1
    #13-A7 10 8 25 96.7 89.7 103.1 97.6 51.7 60.8 61.8
    #13-A8 8 7 25 91.8 91.8 92.1 90.1 46.4 55.8 45.1
    #13-A9 5 6 25 108.7 104.1 102.6 104.4 67.8 96.5 57.0
    #13-A10 10 5 25 110.8 108.8 109.0 108.1 100.5 104.9 106.2
    #13-All 8 3 25 113.0 111.3 113.6 111.7 109.8 111.8 113.0
    #13-A12 5 1 25 114.1 113.5 112.0 113.8 112.8 109.3 111.9
    #13-A13 15 1 25 115.7 115.8 114.6 114.5 112.9 104.8 104.5
    #13-A14 15 2 15 114.6 113.8 114.9 113.5 112.7 104.8 109.5
    #13-A15 12 1 10 112.3 111.7 112.5 111.4 103.6 104.2 103.5
    #13-A16 10 0 25 109.3 98.0 105.6 101.7 60.3 40.8 55.0
    #13-A17 8 0 25 90.9 105.6 96.2 91.7 41.5 70.3 60.7
    #13-A18 5 0 25 89.0 83.8 108.7 102.4 81.4 43.3 54.5
    Tabelle 8-2 Die Glaskeramik aus Beispiel 13, die einem Ionenaustausch unterzogen wurde (Kristallinität 61,20%), wird als Glassubstrat verwendet, um eine Verbundbeschichtung zu bilden
    Glassubstratnummer Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 NaF AF Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontaktwinkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #13-B1 25 1 25 115.3 114.3 115.1 114.7 71.6 72.3 71.7
    #13-B2 25 2 25 114.9 114.8 114.7 114.9 89.3 81.3 86.1
    #13-B3 22 1 25 114.9 115.0 114.4 114.3 61.1 61.4 69.6
    #13-B4 10 2 25 114.6 110.3 114.9 114.1 113.9 113.6 115.7
    #13-B5 8 2 25 115.9 114.8 114.2 115.2 115.9 116.0 115.3
    #13-B6 5 1 25 114.9 112.8 113.0 112.1 116.0 115.6 114.9
    #13-B7 10 8 25 104.6 100.6 104.9 108.1 56.9 96.4 67.8
    #13-B8 8 7 25 91.3 91.8 91.6 90.1 46.6 56.1 45.3
    #13-B9 5 6 25 95.3 88.3 101.5 96.1 62.1 61.1 52.0
    #13-B10 10 5 25 114.1 109.7 114.3 113.5 111.8 109.2 112.7
    #13-B11 8 3 25 112.5 111.4 113.0 111.7 110.4 112.4 113.6
    #13-B12 5 1 25 109.1 107.2 107.4 106.5 106.7 105.4 101.0
    #13-B13 15 1 25 112.3 110.3 112.0 111.7 103.4 104.1 103.5
    #13-B14 15 2 15 114.0 113.9 114.3 113.6 113.3 105.3 110.1
    #13-B15 12 1 10 113.9 114.0 112.9 112.8 105.0 105.3 113.5
    #13-B16 10 0 25 92.7 89.0 84.3 79.0 60.6 41.0 54.4
    #13-B17 8 0 25 100.0 72.7 101.0 92.6 41.7 40.5 40.3
    #13-B18 5 0 25 102.2 87.5 97.1 109.8 41.6 43.5 53.9
  • Aus obigen experimentellen Ergebnissen in Tabelle 5-1, Tabelle 5-2, Tabelle 6-1, Tabelle 6-2, Tabelle 7-1, Tabelle 7-2, Tabelle 8-1 und Tabelle 8-2 ist ersichtlich, dass unter den 13 Glaskeramik-Formeln 4 Glaskeramiken mit unterschiedlichen Kristallverhältnissen ausgewählt werden, wobei sie jeweils keinem Ionenaustausch und einem Ionenaustausch unterzogen und als Glassubstrat verwendet werden, um eine dreischichtige Beschichtung zu bilden, aus diesen Daten können die folgenden Schlussfolgerungen gezogen werden:
    • 1) Wenn die Dicke der Grundierungsschicht zu groß ist und 20 nm überschreitet, ist die Verschleißfestigkeit von AF nicht gut, daher überschreitet die Dicke am besten 15 nm nicht;
    • 2) Wenn die Dicke der Zwischenschicht zu groß ist und 5 nm überschreitet, sind die Anfangsleistung und die Verschleißfestigkeit von AF sehr schlecht, aber wenn keine Zwischenschicht vorhanden ist, kann es aus den Kontaktwinkeldaten der letzten drei Reihen jeder Tabelle abgelesen werden, dass der anfängliche Kontaktwinkel meistens weniger als 100 Grad beträgt und der Kontaktwinkel nach Reiben für 2500 Male etwa 60 Grad erreicht;
    • 3) Mit einer mäßigen Grundierungsschicht, einer relativ dünnen Zwischenschicht und einer AF-Schicht mit großen bis kleinen Dicken kann jeweils eine gute Wirkung erzielt werden;
    • 4) Die Dicke der Oberflächenschicht ist nicht kleiner als 10 nm, und die Wasser- und Ölabweisung der erhaltenen Verbundbeschichtung ist auch gut, und eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit wird erzielt, bevorzugt ist die Dicke nicht kleiner als 15 nm, je größer die Dicke ist, desto verschleißfester wird das Ergebnis, aus Kostengründen sind die Wasser- und Ölabweisung und die Abriebfestigkeit der erhaltenen Beschichtung mit einer Dicke von nicht größer als 25nm ideal;
    • 5) Selbst wenn eine dreischichtige Verbundbeschichtung ohne Ionenaustausch, nämlich ohne Vorspannungsbehandlung unmittelbar auf der Glaskeramik gebildet wird, wird auch eine ausgezeichnete Wasser- und Ölabweisung erzielt; wenn für das gehärtete Glas, das einem Ionenaustausch unterzogen wurde, eine dreischichtige Verbundbeschichtung gebildet wird, zeigt der Verschleißtest, dass der Kontaktwinkel größer ist, d.h. ist die wasser- und ölabweisende Wirkung ist besser.
  • Zusammenfassend ist es ersichtlich, dass die Dicke der Grundierungsschicht bevorzugt 3-15 nm beträgt, die Dicke der Zwischenschicht 1-5 nm beträgt und die Dicke der AF-Filmschicht nicht weniger als 10 nm, bevorzugt nicht weniger als 15 nm beträgt und 10-25 nm betragen kann; darüber hinaus beträgt die Dicke der Zwischenschicht bevorzugt 1-2 nm, und eine gute Wirkung wird erzielt, wenn die Grundierungsschicht mit einer Dicke von 5-10 nm, am besten 5-8 nm, gebildet wird.
  • 5. Für die Glaskeramik in Beispiel 4 des Teils 1, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurde (auf der Grundlage der Formel #4 wird die Glaskeramik nach den Schritten (1) und (2) hergestellt, wobei kein Ionenaustausch vom Schritt (3) durchgeführt wird), wird gemäß den Arbeitsmethoden und -bedingungen im Abschnitt 1 eine Verbundbeschichtung an der Oberfläche gebildet (mit den Nummern #4-a1, #4-a2, #4-a3), und der Unterschied liegt nur in den Dicken der jeweiligen Beschichtungsschichten, insbesondere wie in Tabelle 9 dargestellt, die Beschichtungsqualität und die Haltbarkeit des auf der Oberfläche gebildeten Verbundbeschichtungsfilms werden getestet und die Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle 9 zusammengefasst.
  • Für die Glaskeramik in Beispiel 4 des Teils 1, die einem Ionenaustausch unterzogen wurde, wird gemäß den Arbeitsmethoden und -bedingungen im Abschnitt 1 eine Verbundbeschichtung an der Oberfläche gebildet (auch als gehärtetes Glas bezeichnet, mit den Nummern #4-bl, #4-b2, #4-b3), und der Unterschied liegt nur in den Dicken der jeweiligen Beschichtungsschichten, insbesondere wie in Tabelle 9 dargestellt, die Beschichtungsqualität und die Haltbarkeit des auf der Oberfläche gebildeten Verbundbeschichtungsfilms werden getestet, die Oberflächendruckspannung und die Druckspannungstiefe werden mit dem Testverfahren im Beispiel 4 des Teils 1 getestet, und alle Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle 9 zusammengefasst.
  • Die Glaskeramiken in Beispiel 4 des Teils 1, die keinem Ionenaustausch unterzogen wurden, werden separat mit schwarzen Färbemitteln gemischt, d.h. auf der Grundlage der Formel #4 werden 0,5 Mol-% NiO, 1 Mol-% Fe3O3, 0,3 Mol-% CoO basierend auf der Mol-%-Gesamtmenge der jeweiligen Substanzen der ursprünglichen Formel von glattem Glas zusätzlich zugegeben, mit den Schritten (1) und (2) in den „Beispielen zum Herstellen von Glas“ in Teil 1 wird die Glaskeramik erhalten, und gemäß den Arbeitsmethoden und -bedingungen in Abschnitt 1 wird eine Verbundbeschichtung an der Oberfläche gebildet (auch bezeichnet als schwarzes Glas, das keinem Ionenaustausch unterzogen wurde, oder als schwarzes Glas, das keiner Vorspannungsbehandlung unterzogen wurde, mit den Nummern #4-c1, #4-c2, #4-c3), und der Unterschied liegt nur in den Dicken der jeweiligen Beschichtungsschichten, insbesondere wie in Tabelle 9 dargestellt, die Beschichtungsqualität und die Haltbarkeit des auf der Oberfläche gebildeten Verbundbeschichtungsfilms werden getestet und die Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle 9 zusammengefasst. Das erhaltene schwarze Glas hat ein opakes schwarzes Aussehen und erscheint tiefblau-schwarz unter Bestrahlung von intensivem weißem Licht. Tabelle 9 Beschichtungsleistung von Verbundbeschichtungen ohne Ionenaustausch, mit Ionenaustausch und mit hinzugefügten schwarzen Färbemitteln
    Glasnummer Technologie des Glassubstrats Oberfläch en-druckspannung (Mpa) Druckspannungstiefe (µm) Filmsystemdesign (nm) Messpunkte sind die vier Ecken desselben Glasstücks Messpunkte sind die beiden Enden und die Mitte der verschleißfesten Zone
    SiO2 Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontakt-winkel nach 2500 Radiergum miverschleißtests (Grad) Anfänglicher Wasserkontaktwinkel (Grad) Wasserkontakt winkel nach 2500 Radiergummiverschleißtests (Grad)
    #4-a1 Ohne Ionenaustausch (ohne Hinzufügen von schwarzen Farbemitteln) - - 5 1 25 115 .2 114 .6 113 .1 114 .9 116.4 114 .3 114 .6
    #4-a2 - - 5 2 25 117 .1 115 .3 115 .3 115 .7 115.9 116 .0 115 .3
    #4-a3 - - 5 3 25 117 .2 115 .1 115 .3 114 .4 117.6 115 .6 116 .0
    #4-b1 Mit Ionenaustausch (ohne Hinzufügen von schwarzen Färbemitteln) 390 48 5 1 25 117 .0 114 .9 115 .1 114 .2 113.3 105 .3 110 .1
    #4-b2 390 48 5 2 25 116 .9 115 .1 115 .1 115 .5 113.5 105 .3 105 .0
    #4-b3 390 48 5 3 25 115 .0 114 .4 112 .9 114 .7 113.4 109 .9 112 .5
    #4-c1 Ohne Ionenaustausch + mit Hinzufügen von schwarzen Färbemitteln) - - 5 1 25 114 .6 114 .1 112 .5 114 .3 114.0 112 .0 112 .3
    #4-c2 - - 5 2 25 116 .5 114 .8 115 .7 116 .0 115.8 113 .7 115 .2
    #4-c3 - - 5 3 25 116 .6 114 .6 115 .7 114 .7 115.2 113 .2 113 .7
  • Aus Tabelle 9 ist ersichtlich, dass, wenn die Dicke der Zwischenschicht relativ klein ist und im Bereich von 1-3 nm liegt, unabhängig davon, ob sie einem Ionenaustausch, nämlich einer Vorspannungsbehandlung des Glases, unterzogen wurde, der AF-Film auf der äußeren Oberfläche der Verbundbeschichtung eine ausgezeichnete Haftung und Verschleißfestigkeit aufweist, und selbst nach dem Hinzufügen von schwarzem Färbemittel werden die Haftung und Verschleißfestigkeit des AF-Films auch nicht beeinträchtigt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 208747932 U [0007, 0008]
    • CN 106715352 A [0009]
    • WO 2012/163946 [0009]
    • WO 2012/163947 [0009]
    • SV 630 B [0104]

Claims (16)

  1. Mikrokristallines Glas mit einer wasser- und ölabweisenden Verbundbeschichtung auf der Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass es ausgehend von der äußersten Oberfläche des mikrokristallinen Glases enthält: Eine wasser- und ölabweisende Schicht, eine Zwischenschicht und eine Grundierungsschicht, wobei die Zwischenschicht eine Ionenkristall-Zwischenschicht ist, die eine Gitterenergie von 700-3000 kJ/mol enthält, und wobei die Grundierungsschicht eine Verbindungsschicht, die die Si-O-Bindungen enthält, oder eine gemischte Siliziumoxidschicht umfasst.
  2. Mikrokristallines Glas nach Anspruch 1, wobei die Kristallinität größer als 60%, größer als 70% oder größer als 80% betragen kann.
  3. Mikrokristallines Glas nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zwischenschicht eine Zwischenschicht ist, die aus dem Ionenkristall mit einer Gitterenergie von 725-3000 kJ/mol, bevorzugter 770-3000 kJ/mol als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird; oder eine Fluoridzwischenschicht ist, die aus einer Verbindung mit einer Gitterenergie von 9400-11400 KJ/mol, bevorzugt aus Fluoridsilicid als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird.
  4. Mikrokristallines Glas nach Anspruch 3, wobei die Zwischenschicht fluorierte Alkalimetallverbindungen oder fluorierte Erdalkalimetallverbindungen enthält; oder eine Zwischenschicht verwendet wird, die aus dem Ionenkristall, der aus Fluorsilikat-Alkalimetallen und Fluorsilikat-Erdalkalimetallen ausgewählt wird, als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird; wobei die Zwischenschicht eine Zwischenschicht bevorzugt aus dem Ionenkristall mit einer Gitterenergie von kleiner als 1050 kJ/mol, bevorzugt kleiner als 940 kJ/mol, ist; und wobei mehr bevorzugt die Zwischenschicht ein Kristall ist, der aus mindestens einem von LiF, NaF und/oder KF als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird; oder eine Zwischenschicht, die aus mindestens einem der Gruppe bestehend aus MgF2, CaF2, SrF2 oder BaF2 als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird; oder eine Fluoridzwischenschicht ist, die aus mindestens einem der Gruppe bestehend aus Li2SiF6, Na2SiF6, K2SiF6, Rb2SiF6, Cs2SiF6, BeSiF6, MgSiF6, CaSiF6, SrSiF6 oder BaSiF6 als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird; und wobei die Zwischenschicht bevorzugt eine Zwischenschicht ist, die aus NaF- oder KF-Ionenkristallen als ursprünglichem Beschichtungsmaterial gebildet wird.
  5. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zwischenschicht eine polare oder unpolare Verbindung, bevorzugt eine polare Verbindung, ist.
  6. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dicke der Zwischenschicht 1-5 nm, bevorzugt 1-2 nm beträgt; und/oder wobei die Dicke der Grundierungsschicht 3-15 nm, bevorzugt 5-10 nm, bevorzugter 5-8 nm, beträgt; und/oder wobei die Dicke der wasser- und ölabweisenden Schicht nicht weniger als 10 nm, bevorzugt nicht weniger als 15 nm beträgt, wobei die Dicke 10-25 nm betragen kann; und wobei noch mehr bevorzugt die wasser- und ölabweisende Schicht eine Polymerschicht auf Fluorbasis ist, bevorzugt eine fluorhaltige Polyethersiliciumoxidschicht mit einem Molekulargewicht von nicht kleiner als 2000; wobei die Dicke der Beschichtungsschicht bevorzugt nicht weniger als 10 nm beträgt.
  7. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in dem Fall, in dem die Grundierungsschicht mehrschichtig ist, die Schicht der die Si-O-Bindung enthaltenden Verbindung oder die gemischte Siliziumoxidschicht als die äußerste Grundierungsschicht verwendet wird, wobei das gemischte Siliziumoxid eine Mischung aus Siliziumoxid SiOx und Oxid von mindestens einem anderen Element außer Silizium und/oder Magnesiumfluorid ist, wobei x kleiner oder gleich 2 ist; und wobei die anderen Elemente bevorzugt Aluminium, Zinn, Magnesium, Phosphor, Cer, Zirkonium, Titan, Cäsium, Barium, Strontium, Niob, Zink oder Bor sind; und wobei das gemischte Siliziumoxid bevorzugter eine Mischung aus Siliziumoxid SiOx und einem Oxid von Aluminium ist; wobei mehr bevorzugt die die Si-O-Bindung enthaltende Verbindung SiOx ist, und wobei x kleiner oder gleich 2 ist; oder irgendeines aus der Gruppe bestehend aus SiOC, SiON, SiOCN und/oder Si3N4, oder eine Wasserstoffbindung, die mit irgendeinem aus der Gruppe bestehend aus SiOx, SiOC, SiON und/oder SiOCN in einem beliebigen Verhältnis kombiniert ist, wobei x kleiner oder gleich 2 ist.
  8. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das mikrokristalline Glas die folgenden Oxide im Verhältnis von Mol-% enthält: SiO2: 40-75%, bevorzugt 45-72%; Al2O3: 2-20%, bevorzugt 4-15%; B2O3: 0-20%, bevorzugt 0,4-1,6%; P2O5: 0-10%, bevorzugt 0,8-1,5%; ZrO2+TiO2: 0-15%, bevorzugt 0,9-4%; MgO: 0-5%, bevorzugt 0,1-2%; ZnO: 0-4%, bevorzugt 0,9-3,0%; Seltenerdoxid: 0-5%, bevorzugt 0,01-1%; Na2O: 0-5,5%; K2O: 0-4%; Li2O: 2-34%, bevorzugt 10-34%; und Na2O+K2O+Li2O: 4-40%, bevorzugt 15-40%; wobei bevorzugt das Seltenerdoxid eines oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus CeO2, Y2O3, La2O3, TE2O3, Tm2O5 und Nd2O5 ist.
  9. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das mikrokristalline Glas auch ein färbendes Additiv enthalten kann; wobei das färbende Additiv bevorzugt mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus Nd2O3, Fe3O3, CoO, NiO, V2O5, MnO2, TiO2, CuO and Cr2O3 ist.
  10. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der molare Gehalt des färbenden Additivs bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Glases bevorzugt 5% nicht überschreitet; und wobei im molaren Gehalt bezogen auf die gesamte Zusammensetzung des Glases das färbende Additiv bevorzugt CoO und/oder Cr2O3 von mehr als 0,5 Mol-% enthält und bevorzugt mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus Fe3O3, NiO oder MnO2 von mehr als 1 Mol-% enthält.
  11. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das mikrokristalline Glas ein Klärungsmittel enthält; wobei bevorzugt das Klärungsmittel mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus As2O3, Sb2O3, SnO2, Chlorid, Fluorid, SO3-enthaltenden Verbindungen und NO3-enthaltenden Verbindungen ist, noch bevorzugter mehr als eines aus der Gruppe bestehend aus SnO2, SO3-enthaltenden Verbindungen, Chloriden und NO3-enthaltenden Verbindungen ist.
  12. Mikrokristallines Glas nach Anspruch 11, wobei der Gehalt des Klärungsmittels 0-2 Mol-% beträgt.
  13. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Hauptkristallphase des mikrokristallinen Glases eine oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus β-Quarz-Mischkristall, β-Spodumen-Mischkristall, β-Eukryptit, Spinell, Rutil, Mullit, Olivin, Enstatit, Cordierit, Lapholit, Lithiumfeldspat, Lithiumdisilikat, Quarz, Zirkoniumdioxid und Magnetit ist; wobei die durchschnittliche Korngröße bevorzugt kleiner als 100 nm, bevorzugter kleiner oder gleich 50 nm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 30 nm beträgt.
  14. Mikrokristallines Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei es sich bei dem mikrokristallinen Glas um ein Glas handelt, das einem Ionenaustausch unterzogen wurde oder keinem Ionenaustausch unterzogen wurde.
  15. Mikrokristallines Glas nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei es sich bei dem mikrokristallinen Glas um eine Glaskeramik mit einer Kristallinität von kleiner als 60% handelt.
  16. Bildschirm für eines der folgenden Bauteile, Mobiltelefon, Computer, Spielkonsole, tragbare digitale Vorrichtung, Fahrzeug, Kamera-Bildschirmen, aufweisend ein mikrokristallines Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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