DE4221864C2 - Verfahren zur Herstellung einer mit einer teilreflektierenden Hartstoffschicht versehenen Glasscheibe - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer mit einer teilreflektierenden Hartstoffschicht versehenen GlasscheibeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
mit einer teilreflektierenden Hartstoffschicht aus Nitriden
und/oder Carbiden von Titan, Zirkon oder einer Titan-
Aluminium-Legierung versehenen Silikatglasscheibe nach der
ionengestützten Vakuumbeschichtung, bei dem die
Glasscheiben vor dem Aufbringen der Hartstoffschicht einer
Niederdruck-Plasmabehandlung in einem elektrischen
Gleichstromfeld unterworfen werden.
Es ist ein Verfahren zum Beschichten von
Flachglassubstraten mit TiN- und ZrN-Hartstoffschichten
durch reaktives Zerstäuben bekannt, bei dem zur
Verbesserung der Haftung der Hartstoffschicht die
Glasoberfläche zuerst einer Niederdruck-Plasmaätzung in
Ar-N₂- oder N₂-Atmosphäre ausgesetzt wird (Zeitschrift
"Thin Solid Films", 200 (1991), S. 117-127). Bei dem dort
beschriebenen Verfahren erfolgte die Niederdruck-
Plasmaätzung im Hochfrequenzfeld, und außerdem wurde das
Flachglassubstrat auf eine Temperatur von 300°C
vorgewärmt. Über die Natur der bei der Plasmaätzung
verwendeten Katode sind in dieser Druckschrift keine
Angaben gemacht.
Aus der DE 35 18 197 C2 ist ferner ein Verfahren zur
Entfernung von Alkaliionen aus der äußeren Schicht eines
Glassubstrats unter Anreicherung von Siliziumdioxid durch
eine Niederdruck-Plasmabehandlung im Gleichstromfeld
bekannt. Als Entladungsgas kommt bei diesem Verfahren neben
einem Edelgas Wasserstoff oder Stickstoff zum Einsatz. Die
Elektroden zur Erzeugung des elektrischen Feldes sollen
vorzugsweise außerhalb der evakuierten Behandlungskammer
liegen, und es sollen in jedem Fall geeignete Maßnahmen
getroffen werden, um die Übertragung von Metallteilchen auf
das Glassubstrat zu verhindern. Neben Alkaliionen sollen
bei diesem Verfahren insbesondere auch Aluminiumionen aus
der Glasoberfläche entfernt werden.
Die Entfernung von Natriumionen aus der Oberfläche von
Silikatglas kann gemäß dem aus der DE-OS 38 18 739 bekannten
Verfahren auch dadurch erreicht werden, daß die
Glasgegenstände bei einer Temperatur von 450 bis 700°C
mittels elektrischen Stroms einer koronaartigen Entladung
zwischen der Glasoberfläche und einer in der Nähe der
Glasoberfläche angeordneten Elektrode unterworfen werden.
Ein ähnliches Verfahren zum Verarmen der Oberfläche eines
Glaskörpers an Metallionen ist in der DE-OS 24 37 811
beschrieben. Bei diesem Verfahren erfolgt ebenfalls eine
Koronaentladung im elektrischen Feld in einem niedrigen
Vakuum bei einer Temperatur von wenigstens 200°C.
Zum Stand der Technik gehören auch verschiedene
Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, nämlich DD-Z
Silikattechnik, 42 (1991), S. 198-202, DD-Z Silikattechnik,
38 (1987), S. 281-283, und NL-Z Thin Solid Films, 197 (1991),
S. 117-128, in denen verschiedene Verfahren zur Herstellung
von Hartstoffschichten auf Flachglas beschrieben werden.
Mit Hartstoffschichten beschichtete Gegenstände aus Glas
sind ferner auch aus der DE-OS 21 38 034 und der
DE-OS 22 40 409 bekannt.
Man weiß auch, daß die Haftung solcher Schichten zur
Glasoberfläche, ihre Abriebfestigkeit und Härte sowie ihre
chemische Resistenz gegenüber aggressiven Medien bei
starker Beanspruchung unter Umständen nicht immer
ausreichend sind. Zur Verbesserung dieser Eigenschaften ist
es aus der EP 0 270 024 B1 bekannt, auf
Silikatglasoberflächen Hartstoffschichten abzuscheiden, die
aus diskreten Bereichen der Einzelkomponenten TiN-TiO-TiCO
bestehen. Derartige Hartstoffschichten weisen zwar
insgesamt ein deutlich besseres Verhalten auf, jedoch
erfordert das Verfahren zur Herstellung solcher Schichten
eine sehr genaue Einstellung der Restgaszusammensetzung
beim Beschichtungsprozeß, was mit einem verhältnismäßig
hohen technischen Aufwand verbunden ist. Außerdem sind die
Härte und die Porenfreiheit solcher Schichten für bestimmte
Anwendungsfälle immer noch nicht ausreichend, nämlich
beispielweise dann, wenn solche Hartstoffschichten auf
Silikatgläsern mit hohem Alkaligehalt abgeschieden werden
sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs
genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß
wesentliche Eigenschaften der teilreflektierenden
Hartstoffschicht weiter verbessert werden. Insbesondere
sollen die Gebrauchseigenschaften der Hartstoffschicht,
nämlich ihre Abriebfestigkeit und Härte sowie ihre
Korrosionsbeständigkeit, mit Hilfe von technologisch
einfach durchzuführenden und kostengünstigen Maßnahmen
erhöht werden.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Niederdruck-Plasmabehandlung mit Hilfe einer Katode,
die wenigstens zum größten Teil aus Aluminium oder Titan
besteht, bei einem Druck von 1 bis 10 Pa und einer
Leistungsdichte an der Katode von 0,25 bis 15 W/cm²
durchgeführt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Oberfläche des
Glases offenbar in gezielter Weise modifiziert, was zu
einer wesentlichen Verbesserung einer Reihe von
Eigenschaften der Hartstoffschicht führt, ohne daß diese
selbst verändert ist. Innerhalb dieser modifizierten
Silikatglasschicht, die auch als Interfaceschicht
bezeichnet werden kann, ist einerseits der Alkaligehalt
gegenüber der Grundzusammensetzung des Silikatglases
deutlich verringert. Andererseits werden aber zusätzlich in
die Struktur des Silikatglases solche Metalloxide
eingebaut, die als sogenannte Zwischenoxide, das heißt als
Oxide von sogenannten Netzwerkwandlern und/oder
Netzwerkbildnern des Silikatglases bekannt sind. Diese
gezielte Modifizierung der Glasoberfläche führt offenbar zu
einer gleichmäßigeren und dichteren Ablagerung der
Nitridmoleküle auf der Glasoberfläche, was zu einer
bemerkenswerten Verbesserung der Haftung der
Hartstoffschicht an der Glasoberfläche und damit zu einer
Verbesserung der Schichteigenschaften insgesamt führt. Die
hierdurch erzielte Verbesserung der Schichteigenschaften
läßt sich aus den später im einzelnen beschriebenen
Ausführungsbeispielen deutlich erkennen.
Die bei diesem Verfahren an Alkaliionen verarmte und mit einem
Oxid eines Netzwerkwandlers und/oder Netzwerkbildners
angereicherte Oberflächenschicht des Silikatglases hat eine
Dicke von 1 bis 10 nm. Innerhalb dieser
Oberflächenschicht besteht auch ein Konzentrationsgefälle
an Hydroxylgruppen, die an der äußersten Oberfläche der
Interfaceschicht im Vergleich zu tiefer gelegenen Schichten
des Silikatglases eine stark verringerte Konzentration
aufweisen.
Die erzielte Verbesserung der Gebrauchseigenschaften der
Hartstoffschicht macht sich besonders stark bemerkbar, wenn
es sich bei dem Silikatglas um ein alkalireiches
Silikatglas handelt. Während man bisher häufig beobachtete,
daß mit einer Hartstoffschicht beschichtete Gläser aus
alkalireichem Silikatglas während ihrer Lagerung an Luft
oder sogar in ihrer Verpackung fleckig wurden und auch im
übrigen ein verhältnismäßig schlechtes Gebrauchsverhalten
aufwiesen, zeigt sich auch bei solchen Gläsern eine
beachtliche Verbesserung der genannten Eigenschaften, wenn
bei solchen Glasgegenständen die Hartstoffschicht nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren aufgebracht wurde.
Für die Niederdruck-Plasmabehandlung werden beispielsweise
Katoden aus einer ternären Aluminium-Zink-Magnesium-
Legierung oder einem entsprechenden Metallgemisch,
gegebenenfalls mit einem Zusatz von wenigstens 0,1 Gew.-%
Chrom, verwendet. Statt dessen können auch Katoden aus einer
binären Legierung oder einem entsprechenden Metallgemisch
aus Titan einerseits und einem der Metalle Zinn, Aluminium,
Zirkonium, Eisen, Beryllium, Magnesium, Nickel, Zink,
Kobalt, Blei oder Chrom andererseits verwendet werden.
Mit besonderem Vorteil kommen für die Niederdruck-
Plasmabehandlung Katoden zum Einsatz, die wenigstens zum
größten Teil aus Aluminium oder Titan, oder aus einer
binären Aluminium-Magnesium-Legierung oder einem Aluminium-
Magnesium-Gemisch, gegebenenfalls mit einem Zusatz von
wenigstens 0,02 Gew.-% Titan oder Chrom, bestehen.
Versuche haben ergeben, daß die erfindungsgemäße
Modifizierung der Glasoberfläche im zeitlichen Ablauf nicht
unmittelbar vor der nachfolgenden Beschichtung mit der
Hartstoffschicht erfolgen muß. Es hat sich vielmehr
gezeigt, daß selbst bei einer Unterbrechung des
Vakuumprozesses und einem Kontakt der erfindungsgemäß
modifizierten Glasoberfläche mit der Atmosphäre die
modifizierte Glasoberfläche über mehrere Stunden so aktiv
bleibt, daß auch Hartstoffschichten, die erst danach
abgeschieden werden, dieselben vorteilhaften Eigenschaften
aufweisen wie Hartstoffschichten, die unmittelbar im
Anschluß an die Modifizierung der Glasoberfläche
abgeschieden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient vorzugsweise für die
Oberflächenmodifizierung von Silikatgläsern vor dem
Aufbringen von Titannitridschichten mit Hilfe der reaktiven
magnetfeldunterstützten Gleichstrom-Katodenzerstäubung in
einer Argon/Stickstoff-Mischung, oder mit Hilfe des
sogenannten Hohlkatoden-Vakuumverfahrens.
Die Erfindung wird anhand einiger Beispiele näher
erläutert, wobei in Beispiel 1 ein Vergleichsbeispiel mit
einer Niederdruck-Plasmabehandlung nach dem Stand der
Technik beschrieben wird, während die Beispiele 2 und 3 die
erfindungsgemäße Behandlung zweier verschiedener
Silikatgläser betreffen. An den beschichteten Proben werden
zur Beurteilung der Schichteigenschaften verschiedene Tests
durchgeführt, die als solche bekannt sind und nachfolgend
noch einmal kurz beschrieben werden.
Zur Prüfung der Haftfestigkeit der Hartstoffschicht wird an
den beschichteten Gegenständen der sogenannte Koch-Test
durchgeführt, wie er in der DIN 58 196 beschrieben ist. Bei
diesem Test werden die Proben zwei Stunden lang in
kochendem destilliertem Wasser behandelt und anschließend
visuell auf Oberflächenschäden untersucht.
Die Prüfung der Wischfestigkeit der Hartstoffschicht
erfolgt nach dem sogenannten Pilling-Test. Bei diesem
Pilling-Test wird ein rotierender Prüfkopf, der mit einem
mit Fensterputzmittel angefeuchteten Baumwolltuch bespannt
ist, mit einem Anpreßdruck von 30 p/cm2 in einem bestimmten
Rhythmus auf den Prüfling abgesenkt. Die Anzahl der Hübe,
bei denen keine sichtbare Schädigung der Schicht auftritt,
ist ein Maß für die Wischfestigkeit und damit für die Härte
und Abriebfestigkeit der Schicht.
Die Prüfung der Abriebfestigkeit erfolgt außerdem nach dem
sogenannten OPEL-Test. Bei diesem OPEL-Test wird ähnlich
wie bei dem Pilling-Test ein rotierender Prüfkopf
wiederholt auf den Prüfling abgesenkt, wobei die Anzahl der
Hübe, bei der keine Defekte der Hartstoffschicht zu
erkennen sind, wiederum ein Maß für die Abriebfestigkeit
ist. Beim OPEL-Test wird als Prüfkopf ein Filzstempel von
12 mm Durchmesser und einer Härte H1 mit einem Anpreßdruck
von 397 p/cm2 rhythmisch gegen den Prüfling gepreßt.
Zur weiteren Oberflächencharakterisierung der beschichteten
Glasoberfläche werden die Randwinkel mit Wasser unter
vergleichbaren Bedingungen gemessen. Diese Messung erlaubt
eine Aussage darüber, ob die hydrophilen und hydrophoben
Oberflächeneigenschaften durch die erfindungsgemäße
Beschichtung verändert werden.
Die Analyse der erfindungsgemäß modifizierten
Oberflächenschicht des Silikatglases erfolgt mit Hilfe der
sogenannten ESCA-Oberflächenanalyse. Bei der ESCA-Analyse
(Elektronenspektroskopie für die chemische Analyse) wird
ein monochromatischer Röntgenstrahl von 1-2 keV auf die
Oberfläche des Festkörpers gerichtet. Die dadurch
entstehende Emission besteht aus Elektronen
unterschiedlicher Energie, die direkt mit der
Bindungsenergie der Elektronen der Elemente des Festkörpers
verknüpft und für jedes Element eindeutig ist. Die
Bindungsenergien werden auch beeinflußt durch die Bindungen
zwischen den Elementen; dadurch ermöglicht das Verfahren
auch die Strukturanalyse. Insbesondere lassen sich mit dem
ESCA-Verfahren auch Tiefenprofile für die qualitativen und
quantitativen Analysen herstellen, und zwar durch
schichtweises Abtragen der Festkörperoberfläche mit dem
ionochromatischen Röntgenstrahl und jeweilige Analyse der
abgetragenen Schicht.
Es werden Einscheibensicherheitsgläser aus Floatglas, die
als Glasdachscheiben für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden
und deren Abmessungen etwa 450 × 750 mm² betragen, mit einer
Hartstoffschicht aus Titannitrid beschichtet. Die
Beschichtung erfolgt in einer Mehrkammer-Vakuumanlage nach
dem Verfahren der magnetfeldunterstützten reaktiven
Katodenzerstäubung. Der eigentlichen Beschichtungskammer
der Vakuumanlage ist eine separate Vakuumkammer
vorgeschaltet, in der die Glasscheiben eine Gleichstrom-
Niederdruck-Plasmabehandlung erfahren.
Bevor die Glasscheiben in die Mehrkammer-Vakuumanlage
überführt werden, werden sie in einem mehrstufigen
Ultraschallbad gründlich gereinigt. Sodann erfolgt in der
der eigentlichen Beschichtungskammer vorgeschalteten
Vakuumkammer, der sogenannten Glimmkammer, eine
Niederdruck-Plasmabehandlung unter Verwendung einer Katode
aus Wolfram bei einer Leistungsdichte an der Katode von 4,5
W/cm2 und bei einem Restdruck von 6 Pa (Plasmagas gleich
Luft) während einer Behandlungszeit von 60 Sekunden.
Die anschließende Aufbringung einer Titannitridschicht
erfolgt in ebenfalls bekannter Weise durch Verwendung eines
Targets aus Titan bei einem Druck eines Gasgemisches aus
Argon und Stickstoff von 5 × 10-1 Pa während des
Sputterprozesses. Der Stickstoff-Partialdruck wird so
eingestellt, daß sich eine stöchiometrische
Titannitridschicht bildet. Die übrigen
Beschichtungsparameter werden so eingestellt, daß die Dicke
der aufgesputterten Titannitridschicht etwa 50 nm beträgt.
Die auf diese Weise beschichtete Floatglasscheibe hat
folgende optische Eigenschaften:
Lichttransmission bei 585 nm:|22% | |
Gesamtenergietransmission: | 14% |
Reflexionsfarbe: | schwach violett |
Transmissionsfarbe: | graublau |
Die an der so beschichteten Glasscheibe durchgeführten
Tests zeigen folgende Ergebnisse:
Koch-Test: ohne erkennbare Defekte
Pilling-Test: erste Defekte nach 1000 bis 2000 Hüben
OPEL-Test: erste Defekte nach 200 bis 400 Hüben.
Pilling-Test: erste Defekte nach 1000 bis 2000 Hüben
OPEL-Test: erste Defekte nach 200 bis 400 Hüben.
Darüber hinaus werden Glasscheiben, die lediglich der
Niederdruck-Plasmabehandlung unterworfen wurden, einer
Oberflächenanalyse nach dem ESCA-Verfahren unterzogen. Die
Oberflächenanalyse ergibt für die einzelnen Elemente
folgende Werte, jeweils in Atom-%:
Die Messung des Randwinkels mit Wasser an der der
Niederdruck-Plasmabehandlung unterzogenen, jedoch nicht
beschichteten Glasoberfläche ergibt einen Randwinkel von
37,3 Grad im Vergleich zu 29 Grad an derselben
Glasoberfläche vor der Niederdruck-Plasmabehandlung.
Es wird wiederum wie im Beispiel 1 ein
Einscheibensicherheitsglas aus Floatglas, das als
Glasdachscheibe für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden soll,
nach dem Verfahren der magnetfeldunterstützten reaktiven
Katodenzerstäubung mit einer Titannitridschicht
beschichtet.
Nach gründlicher Reinigung der Glasscheibe in einem
mehrstufigen Ultraschallbad erfolgt in der Glimmkammer der
Beschichtungsanlage die Niederdruck-Plasmabehandlung unter
Verwendung einer Katode, die aus 60 Gew.-% Titan und 40
Gew.-% Chrom besteht und durch Vakuumplasmaspritzen
hergestellt wurde. Die Behandlung erfolgt im übrigen unter
den gleichen Bedingungen wie im Fall des Beispiels 1. Auch
die anschließende Aufbringung der Titannitridschicht
erfolgt unter vergleichbaren Bedingungen wie im Beispiel 1,
jedoch mit einer etwas längeren Beschichtungszeit, so daß
sich eine Dicke der Titannitridschicht von etwa 60 nm
ergibt. Der Nitrierungsgrad der Titannitridschicht ist
wiederum stöchiometrisch.
Die auf diese Weise beschichtete Floatglasscheibe hat
folgende optische Eigenschaften.
Lichttransmission bei 585 nm:|10% | |
Gesamtenergietransmission: | 9% |
Reflexionsfarbe: | hellgold |
Transmissionsfarbe: | hellblau |
An der so beschichteten Glasscheibe werden dieselben Tests
durchgeführt wie in Beispiel 1. Die Tests führen zu
folgenden Ergebnissen:
Koch-Test: keine erkennbaren Defekte
Pilling-Test: nach 12 000 Hüben noch keine Defekte
OPEL-Test: nach 20 000 Hüben noch keinerlei Defekte
Randwinkel an der Glasoberfläche nach der Niederdruck-Plasmabehandlung: 53 Grad
Pilling-Test: nach 12 000 Hüben noch keine Defekte
OPEL-Test: nach 20 000 Hüben noch keinerlei Defekte
Randwinkel an der Glasoberfläche nach der Niederdruck-Plasmabehandlung: 53 Grad
Die ESCA-Analyse ergibt folgende Werte für die einzelnen
Elemente, jeweils in Atom-%:
Die beschichteten Gläser besitzen also eine ausgezeichnete
Haftfestigkeit, eine wesentlich höhere Härte und einen
bedeutend höheren Verschleißwiderstand als die gemäß
Beispiel 1 behandelten Glasscheiben. Außerdem weisen sie
eine deutlich erhöhte Resistenz gegen Handschweiß auf.
Es wird eine Glasscheibe mit einem hohen Gehalt an
Eisenoxid und einem erhöhten Gehalt an Natriumoxid
beschichtet, die eine hohe Lichtabsorption aufweist und als
Schweißerschutzglas verwendet wird. Das Glas hat folgende
Zusammensetzung in Gewichtsprozent: 67,26% SiO2 2,02%
Al2O3; 9,53% Fe2O3; 2,46% CaO; 1,76% MgO; 15,81% Na2O;
0,59% K2O; 0,85% BaO; 0,013% NiO; 0,034% CoO.
Auch diese Glasscheibe soll mit einer Hartstoffschicht aus
Titannitrid beschichtet werden. Die Beschichtung mit dem
Titannitrid erfolgt nach dem sogenannten Hohlkatoden-
Verdampfungsverfahren, wie es beispielsweise in der
Zeitschrift VACUUM, Vol. 41, Nr. 7-9, Seiten 1965-67
beschrieben ist.
Der eigentlichen Beschichtung mit Titannitrid geht wiederum
die Niederdruck-Plasmabehandlung der zuvor im
Ultraschallbad gereinigten Glasscheibe voraus. Die
Niederdruck-Plasmabehandlung erfolgt in einer Glimmkammer
unter Verwendung einer Katode aus einer Aluminium-
Magnesium-Legierung mit 5 Gew.-% Magnesium und zusätzlich
0,02 Gew.-% Titan. Die Leistungsdichte an der Katode
beträgt 7 W/cm2, der Plasmadruck 4 Pa (Plasmagas gleich
Luft) und die Behandlungszeit 60 Sekunden.
Die Beschichtung mit Titannitrid nach dem Hohlkatoden-
Verdampfungsverfahren erfolgt bei einem Bogenstrom von
300 A, einer Bogenspannung von 40 V, einem Stickstoff-
Partialdruck von 1000 bis 1900 Pa und einem Argon-
Partialdruck von 950 bis 1000 Pa. Das
Stöchiometrieverhältnis der auf diese Weise erzeugten
Titannitridschicht wird mit Ti : N = 1 : 1 bestimmt.
Die Transmissionseigenschaften der beschichteten
Schweißerschutzgläser sind für die Qualifizierung des
Produkts ohne Bedeutung, so daß auf die Wiedergabe der
entsprechenden Werte hier verzichtet wird.
Auch die mechanischen Eigenschaften wie Abriebfestigkeit
und Haftfestigkeit der Schicht stehen in diesem Fall nicht
im Vordergrund. Vielmehr geht es bei beschichteten
Schweißerschutzgläsern im wesentlichen um die bekannte
Erscheinung, daß sich auf der Titannitridschicht häufig ein
optisch störender weißer Belag bildet, der die
Schweißerschutzgläser unbrauchbar macht. Der Belag, der
sich an der Atmosphäre entwickelt, kann durch den Koch-Test
zeitlich gerafft induziert werden. Analytisch kann er als
eine Natriumverbindung identifiziert werden.
Die Ergebnisse des Pilling-Tests und des OPEL-Tests zeigen,
daß auch in diesem Fall die Wischfestigkeit und die
Abriebfestigkeit der Schicht Werte aufweist, die mit den
entsprechenden Werten des Beispiels 2 vergleichbar sind.
Von wesentlicher Bedeutung ist aber, daß bei diesen Gläsern
die Bildung des störenden weißen Belags auf der
Titannitridschicht erheblich verringert wird. Bei der
Durchführung des Koch-Tests zeigt sich, daß auch nach
mehrstündiger Behandlung in kochendem destilliertem Wasser
sich kein Belag auf der Titannitridschicht bildet,
wohingegen die entsprechenden Produkte ohne die
erfindungsgemäße Vorbehandlung beim Koch-Test bereits nach
5 Minuten einen deutlichen störenden Belag aufweisen.
Die Messung des Randwinkels an der Oberfläche des Glases
vor und nach der erfindungsgemäßen Niederdruck-
Plasmabehandlung ergibt einen Randwinkel von 10,7 Grad an
der unbehandelten Glasoberfläche, und von 84 Grad an der
behandelten Glasoberfläche.
Mit Hilfe der ESCA-Analysenmethode wurde ferner die
Oberfläche des Glases vor und nach der erfindungsgemäßen
Niederdruck-Plasmabehandlung schichtweise analysiert. Für
die einzelnen Elemente wurden dabei folgende
Konzentrationen in Atom-% ermittelt:
Vor der Niederdruck-Plasmabehandlung:
Nach der Niederdruck-Plasmabehandlung:
Der Vergleich der beiden Tabellen zeigt, daß durch die
erfindungsgemäße Niederdruck-Plasmabehandlung eine
eindeutige Anreicherung der Oberflächenschicht des
Silikatglases an Aluminium und Magnesium erfolgt, während
gleichzeitig der Natriumgehalt von außen nach innen
drastisch abnimmt.
Wird die Titannitridschicht auf einer derartig präparierten
Silikatglasoberfläche abgeschieden, dann stellt die an
Aluminium und Magnesium angereicherte Interfaceschicht
offenbar eine sehr wirksame Diffusionssperre für
Natriumionen dar. Anscheinend ist das der Grund dafür, daß
die Bildung des störenden weißen Belags bei erfindungsgemäß
behandelten Gläsern vollständig unterdrückt wird.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung einer mit einer
teilreflektierenden Hartstoffschicht aus Nitriden
und/oder Carbiden von Titan, Zirkon oder einer
Titan-Aluminium-Legierung versehenen
Silikatglasscheibe nach der ionengestützten
Vakuumbeschichtung, bei dem die Glasscheiben vor dem
Aufbringen der Hartstoffschicht einer Niederdruck-
Plasmabehandlung in einem elektrischen Gleichstromfeld
unterworfen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niederdruck-
Plasmabehandlung mit Hilfe einer Katode, die
wenigstens zum größten Teil aus Aluminium oder Titan
besteht, bei einem Druck von 1 bis 10 Pa und einer
Leistungsdichte an der Katode von 0,25 bis 15 W/cm²
durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Niederdruck-Plasmabehandlung Katoden aus einer
binären Aluminium-Magnesium-Legierung oder aus einem
Aluminium-Magnesium-Gemisch gegebenenfalls mit einem
Zusatz von Titan oder Chrom, verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Niederdruck-Plasmabehandlung Katoden aus einer
ternären Aluminium-Zink-Magnesium-Legierung oder aus
einem entsprechenden Metallgemisch, gegebenenfalls mit
einem Zusatz von Chrom, verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Niederdruck-Plasmabehandlung Katoden aus einer
binären Legierung oder einem entsprechenden
Metallgemisch aus Titan einerseits und einem der
Metalle Zinn, Aluminium, Zirkonium, Eisen, Beryllium,
Magnesium, Nickel, Zink, Kobalt, Blei oder Chrom
andererseits, verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niederdruck-Plasmabehandlung
bei einem Druck von 4 bis 6 Pa und einer
Leistungsdichte an der Katode von 4,5 bis 7 W/cm²
durchgeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924221864 DE4221864C2 (de) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | Verfahren zur Herstellung einer mit einer teilreflektierenden Hartstoffschicht versehenen Glasscheibe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924221864 DE4221864C2 (de) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | Verfahren zur Herstellung einer mit einer teilreflektierenden Hartstoffschicht versehenen Glasscheibe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4221864A1 DE4221864A1 (de) | 1994-01-13 |
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Family Applications (1)
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