EP3658702A1 - Temperable coatings comprising diamond-like carbon - Google Patents

Temperable coatings comprising diamond-like carbon

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EP3658702A1
EP3658702A1 EP18739879.7A EP18739879A EP3658702A1 EP 3658702 A1 EP3658702 A1 EP 3658702A1 EP 18739879 A EP18739879 A EP 18739879A EP 3658702 A1 EP3658702 A1 EP 3658702A1
Authority
EP
European Patent Office
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layer
tin
magnesium
metallic
coated substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18739879.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Julian Lingner
Jan Hagen
Norbert Huhn
Julie RUFF
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
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    • C03C2218/30Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32After-treatment
    • C03C2218/328Partly or completely removing a coating
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    • Y10T428/12625Free carbon containing component
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Definitions

  • the invention relates to a diamond-like carbon (DLC) coated substrate. More particularly, the invention relates to an improved multilayer coating system comprising a DLC layer for providing heat-treatable DLC layers.
  • DLC diamond-like carbon
  • Soda lime glass does not inherently have a high scratch resistance, but the application of a suitable thin film can markedly improve the scratch resistance of the glass surface.
  • DLC diamond-like carbon
  • WO 2004/071 981 A2 describes an ion beam method for depositing DLC layers.
  • CN 105441871 A relates to the preparation of superhard DLC layers by means of PVD and HI PI MS methods.
  • CN 1 04962914 A is an industrial vapor deposition apparatus for
  • DE 1 0 2008 037 871 A1 discloses, for example, the
  • the first method relies on Si doping of the DLC layers themselves to provide temperature resistance during heat treatment to improve.
  • additional protective and removal layers are used to protect the DLC layer from oxygen (oxygen barrier layers) and thus prevent the burning of the DLC layer during the heat treatment.
  • the protective and removal layers can be removed again after the heat treatment.
  • US Pat. No. 7,060,322 B2 describes a coating system in which a glass coating with a DLC layer is provided with a protective layer of optionally doped zirconium nitride.
  • the protective layer can after a
  • US 8580336 B2 describes a glass coating with a DLC layer, wherein above the DLC layer a first and a second inorganic layer are arranged, wherein the first layer comprises zinc oxide and nitrogen.
  • No. 8443627 B2 relates to a glass coating with a DLC layer, wherein a release layer and a barrier layer comprising zinc oxides or zinc suboxides or aluminum nitride are arranged above the DLC layer.
  • the release layer preferably comprises or consists of oxides, suboxides, nitrides and / or subnitrides of boron, titanium boride, magnesium, zinc and mixtures thereof.
  • the known systems with barrier layers based on substoichiometric zinc oxides prevent the oxidation of DLC layers on glass. Release layers based on magnesium oxides or magnesium suboxides between the DLC layer and the barrier layer facilitated the release after the release
  • the oxygen barrier layers must be relatively thick (> 100 nm) in order to achieve satisfactory protection of the DLC layers. Furthermore, the oxygen barrier layers must be relatively thick (> 100 nm) in order to achieve satisfactory protection of the DLC layers. Furthermore, the
  • magnesium suboxide based stripping layers are difficult to handle during the process due to the instability and reactivity of Mg. In particular, it is difficult to store coated glass when further processing
  • the invention is based on the object to overcome the disadvantages described above in the prior art.
  • the object is to provide a protective system for substrates provided with DLC layers, which heat treatment or annealing without affecting the DLC layer
  • Coating systems before heat treatment in particular with respect to EHS, and the replacement of the protection system after the heat treatment, is simplified. Furthermore, the protective systems should be stable on storage and the barrier layer for oxygen protection should be as thin as possible.
  • this object is achieved by a coated substrate
  • Claim 1 solved.
  • the invention also relates, according to another claim, to a method for producing a heat-treated layer comprising
  • the invention thus relates to a coated substrate, the coating comprising starting from the substrate in this order:
  • DLC diamond-like carbon
  • the metallic, single- or multi-layer b1) tin or tin and at least one alloying element for tin, which are unalloyed and / or alloyed, in particular as a tin alloy, or b2) magnesium and at least one alloying element for magnesium, the unalloyed and / or alloyed, in particular present as a magnesium alloy contains.
  • the DLC coating of excellent quality with high scratch resistance after the heat treatment was obtained by the layer system used according to the invention, wherein the protective layer can be easily removed by simply washing with water.
  • the coatings showed a good
  • the coated substrate according to the invention thus shows improved stability with respect to handling and storage life before the heat treatment and compared with coated substrates according to the prior art
  • Fig. 1 is a general, schematic representation of the structure of
  • Figure 2 is a schematic representation of a coated glass substrate with a metallic, single layer of magnesium as a reference.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a coated, according to the invention
  • Fig. 4 is a schematic representation of a coated according to the invention
  • Fig. 5 is a schematic representation of a coated according to the invention
  • Fig. 6 is a schematic representation of a coated according to the invention
  • Glass substrates having a metallic, single layer of a magnesium-copper alloy having a metallic, single layer of a magnesium-copper alloy
  • the substrate of the coated substrate of the present invention may be any substrate.
  • the substrate is preferably made of ceramic,
  • Preferred examples of glass are soda lime glass, borosilicate glass or
  • Aluminosilicate glass The soda lime glass can be clear or tinted.
  • the substrate is a glass sheet.
  • the thickness of the substrates, in particular of the glass substrates, can vary within wide ranges, wherein the thickness z. B. may be in the range of 0, 1 mm to 20 mm.
  • the coating of the coated substrate according to the invention comprises, starting from the substrate, in this order: a) a layer
  • diamond-like carbon (DLC), b.) a metallic, single or multilayered layer and c.) an oxygen barrier layer. Of the three layers, the layer of diamond-like carbon is closest to the substrate. The metallic, single or multi-layer is over the layer
  • diamond-like carbon arranged and the oxygen barrier layer is disposed over the metallic, single or multilayered layer.
  • Diamond-like carbon is usually abbreviated to DLC (for "diamond-like carbon").
  • the layers of DLC are also referred to below as DLC layers. I n DLC layers is hydrogen-free or
  • hydrogen-containing amorphous carbon is the predominant constituent, wherein the carbon may consist of a mixture of sp 3 and sp 2 -hybridized carbon, optionally sp 3 hybridized carbon or sp 2 -hybridized carbon may predominate.
  • DLC dimethyl methacrylate
  • a DLC layer may also contain foreign atoms, such as. As silicon, metals, oxygen, nitrogen or fluorine, as doping.
  • the DLC layer used according to the invention can be doped or undoped.
  • DLC layers are typically applied to the substrate by a vapor deposition process, e.g. B. by physical vapor deposition (PVD, physical vapor deposition), z. As by evaporation or sputtering, or by chemical vapor deposition (CVD, chemical vapor deposition).
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • Preferably used deposition methods are plasma enhanced CVD (PECVD, plasma enhanced CVD) and ion beam deposition.
  • PECVD plasma enhanced CVD
  • ion beam deposition ion beam deposition.
  • Hydrocarbons in particular alkanes and alkynes, such as C2H2 or CH4, are used.
  • the DLC layer is formed by means of the so-called magnetron PECVD method, also as
  • Magnetron PECVD is a PECVD process in which the plasma is generated by a magnetron or a magnetron target.
  • Ion diffusion barrier layers is precoated, takes place in a vacuum chamber in which a provided with the target magnetron and the substrate are arranged. I n the vacuum chamber is under vacuum, z. At a pressure of 0.1 ⁇ bar to 10 ⁇ bar, at least one reactant gas is introduced into the plasma generated by the magnetron target, whereby fragments of the reactant gas are formed, which are deposited on the substrate to form the DLC layer.
  • Reactant gas may, for. As hydrocarbons, especially alkanes and alkynes, such as. As C2H2 or CH4, or organosilicon compounds, eg. Tetramethylsilane.
  • additional inert gases such as. As argon, to
  • Magnetrontarget can z. B. of silicon, which optionally with one or more elements, such as. As aluminum and / or boron, doped, or titanium.
  • the magnetron PECVD method is operated so that the magnetron target is in the poisoned mode during DLC deposition.
  • the skilled person is the operation of such methods in the state of target poisoning known and he can
  • the production of the DLC layer by means of the magnetron PECVD method is advantageous since it allows substrates to be coated over a large area and with good process stability with DLC, without the need for intensive heating of the substrate.
  • the layers thus produced have excellent scratch resistance and good optical properties, especially when the process is operated in the mode of target poisoning.
  • the DLC layer has a layer thickness of 1 nm to 20 nm, preferably from 2 nm to 10 nm, particularly preferably from 3 nm to 8 nm. These layer thicknesses are advantageous because it ensures high transparency of the layers.
  • the metallic, single or multilayer coating contains b1) tin or tin and at least one alloying element for tin which is unalloyed and / or alloyed, in particular as a tin alloy, or b2) magnesium and at least one alloying element for magnesium which is unalloyed and / or alloyed, in particular present as a magnesium alloy.
  • Magnesium is usually metals and / or semimetals.
  • the metallic, single-layer or multi-layer layer used according to the invention has the advantage that it is more stable than conventional layers.
  • the problems with EHS are reduced.
  • this layer is easier and faster to remove than conventional layers.
  • the metallic layer comprises one or more layers of tin, wherein the metallic layer, one or more layers, particularly preferably consists essentially of tin or consists of tin.
  • the metallic layer is usually single-layered.
  • the metallic, single or multi-layer layer contains tin and at least one alloying element for tin.
  • Tin and the at least one alloying element for tin may be unalloyed and / or alloyed.
  • Alloy element present as a tin alloy This usually simplifies the manufacturing process. However, it has been found that metallic layers in which tin and the at least one alloying element for tin are not as
  • Tin alloy present z. B. in the form of alternately arranged layers of tin and layers of the at least one alloying element, properties
  • Suitable alloying elements for tin are all customary alloying metals known to the person skilled in the art.
  • Alloy element for tin may be selected from antimony, copper, lead, silver, I ndium, gallium, germanium or a combination thereof.
  • the at least one alloying element for tin is selected from copper, silver, iodine or a combination thereof. If that is at least one
  • Alloying element is selected from the above-mentioned particularly preferred, may optionally additionally at least one other Alloying element from the aforementioned non-preferred examples may or may not be included.
  • the tin alloy may, for. B. be a binary or ternary alloy. It may also be a polynary alloy of four or more elements.
  • the metallic, single or multilayer coating contains magnesium and at least one alloying element for
  • Magnesium Magnesium and the at least one alloying element for
  • Magnesium can be unalloyed and / or alloyed, in particular as
  • Magnesium alloy present In general, it is advantageous if magnesium and the at least one alloying element are present as magnesium alloy. This usually simplifies the manufacturing process. It is in particular
  • a magnesium alloy eg, with Al and / or Cu
  • the alloy reduces the reactivity of pure magnesium targets, which is advantageous in terms of EHS. This also applies analogously to the coatings produced.
  • Suitable alloying elements for magnesium are all customary alloying metals known to the person skilled in the art.
  • the at least one alloying element for magnesium may be selected from aluminum, bismuth,
  • the at least one alloying element for magnesium is selected from aluminum, manganese, copper, silicon or a combination thereof, with aluminum and / or copper being particularly preferred. If the at least one alloying element is selected from the above-mentioned particularly preferred, may optionally additionally contain at least one further alloying element from the aforementioned non-preferred examples or not.
  • the alloying element for magnesium (when an alloying element is used) or at least one alloying element for magnesium (when two or more alloying elements are used) is a metal having a higher standard electrochemical potential than Mg or a semimetal. Examples of a metal with a higher electrochemical
  • Standard potentials as Mg are the abovementioned alloying elements aluminum, bismuth, manganese, copper, cadmium, iron, zirconium, nickel, lead, silver, chromium and tin.
  • semimetals are silicon and antimony.
  • the magnesium alloy may, for. B. be a binary or ternary alloy. It may also be a polynary alloy of four or more elements.
  • magnesium and the at least one magnesium alloying element one, two, three or more magnesium alloying elements may be included.
  • the metallic, single- or multilayer coating contains tin, a tin alloy or a magnesium alloy, in particular tin or a magnesium alloy, the metallic layer preferably being single-layered.
  • a preferred magnesium alloy contains as alloying elements aluminum and / or copper, i. E. a Mg-Al alloy, a Mg-Cu alloy or a Mg-Al-Cu alloy, which may optionally contain one or more other alloying elements for magnesium in these alloys.
  • the metallic layer is formed from two, three or more layers, wherein one or more layers containing or consisting of tin and one or more layers containing or consisting of at least one alloying element for tin, preferably selected from copper, silver and / or I ndium, are arranged alternately.
  • the metallic layer is formed from two, three or more layers, wherein one or more layers containing or consisting of magnesium and one or more layers containing or consisting of at least one alloying element for magnesium, preferably selected from aluminum and or copper, are arranged alternately.
  • An alternating arrangement is understood to mean that one or more layers containing tin or alternatively magnesium (layer a) and one or more layers containing at least one alloying element for tin or magnesium (layer b) are arranged alternately, it being immaterial is which layer is applied first, the order of the position is therefore eg: a / b; b / a; a / b / a; b / a / b; a / b / a / b; b / a / b / a / b etc.
  • the layers containing at least one alloying element for tin or magnesium may each contain the same alloying element (s), but different alloying elements may also be present in these layers. If it contains two or more alloying elements, the alloying elements may also be included as an alloy.
  • magnesium and an alloying element selected from aluminum and / or copper are given by way of illustration further exemplary alternating arrangements (see also Figures 4 and 5): Mg / Al; Mg / Al / Mg; Al / Mg / Al / Mg / Al; Cu / Mg / Cu / Mg / Cu; Al / Mg / Cu / Mg / Al;
  • the metallic layer may be formed from one layer. If the metallic layer is formed from two or more layers, z. B. two, three, four, five or more layers may be included. It can z. B. up to 40, preferably up to 20 layers. The thickness of the individual layers may be the same or different. The thickness of a single layer in a multilayer metallic layer may, for. B. in the range of 0.5 nm to 20 nm, preferably 1 nm to 12 nm.
  • the metallic, single-layer or multi-layer layer as a whole has a layer thickness of 1 nm to 50 nm, preferably 2 nm to 40 nm, more preferably 4 nm to 25 nm, most preferably 5 nm to 20 nm , on.
  • the metallic layer consists essentially or consists of tin or tin and at least one alloying element for tin, in the latter case tin and the at least one alloying element for tin unalloyed or alloyed, in particular as
  • Tin alloy is present.
  • the proportion of b2) magnesium and at least one alloying element for magnesium in the metallic, single or multilayer coating z In the range of 90 atomic% to 100 atomic%, preferably 95 atomic% to 100 atomic%, more preferably 98 atomic% to 100 atomic%, particularly preferably 99 atomic% to 100 Atomic%, ie. the metallic layer consists essentially or consists of magnesium and at least one alloying element for magnesium, in the latter case magnesium and the at least one alloying element for magnesium being unalloyed or alloyed, in particular as magnesium alloy.
  • the metallic layer preferably consists essentially of metals and / or metal alloys and optionally semimetals. Other connections such. B. metal oxides are preferably not or only in small amounts, eg. B. as
  • Impurities e.g. in amounts of less than 5 wt .-%, preferably less than 2 wt .-% and preferably less than 1 wt .-%.
  • the proportion of tin in the metallic, monolayer or multilayer layer is in the range from 50 atom% to 100 atomic%, more preferably 60 atomic% to
  • 100 atomic% more preferably from 70 atomic% to 100 atomic%, still more preferably from 70 atomic% to 100 atomic%, still more preferably from 80 atomic% to 100 atomic%, and especially 90th Atom% to 1 00 atom%.
  • the proportion of magnesium in the metallic, monolayer or multilayer layer is in the range from 50 atomic% to 99 atom -%, more preferably from 60 at% to 95 at%.
  • the metallic, monolayer or multilayer can be deposited on the substrate or the substrate provided with the DLC layer by means of well-known methods or vapor deposition methods, preferably by sputtering, co-sputtering or ion beam evaporation.
  • alloys can z. B. sputtered with a target of the corresponding alloy easily.
  • the sputtering can also be carried out, for example, in such a way that it is deposited on the substrate in alternating or alternating sequence of different targets, with which even very thin layers (eg 1 -2 nm) are deposited thick) of different materials can be applied alternately and a mixing of the materials is achieved (pseudo alloy).
  • the alternating sputtering can be achieved, for example, by alternately positioning the substrate and / or the targets. Such operation is common
  • two or more different targets e.g. two targets of a different metal, under one particular
  • Tilt angles are deposited so that the materials of the
  • the metallic layer serves as a release layer, as it passes through the
  • Oxygen barrier layer is made possible together with the metallic layer by a washing process.
  • the coating of the coated substrate of the invention further comprises an oxygen barrier layer.
  • the oxygen barrier layer protects the DLC layer, especially from the ambient oxygen.
  • Oxygen barrier layer makes it possible to subject the substrate with the DLC layer thereon to a heat treatment or annealing, without resulting in a partial or complete degradation of the DLC layer.
  • the usual methods or vapor deposition methods can be used, for. B. PVD, in particular sputtering, preferably magnetron sputtering, CVD and atomic layer deposition (ALD, atomic layer deposition).
  • the oxygen barrier layer comprises or consists essentially of a material selected from silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, metal nitride, metal carbide or a combination thereof, wherein silicon nitride, metal nitride, metal carbide or a
  • the metal z As titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum or tungsten.
  • the oxygen barrier layer essentially comprises or consists of silicon nitride, in particular S 13N4 and / or doped S 13N 4, with S 13N 4 doped with Zr, Ti, Hf and / or B being particularly preferred and Zr-doped S 13N 4 being most preferred is preferred.
  • the proportion of B as a doping element can, for. B. in the range of 0, 1 ppm to 100 ppm.
  • the combination of the above-explained metallic layer with a silicon nitride-containing oxygen barrier layer enables a particularly good protection of the DLC layer, in particular when doped S 13N4, preferably Zr-doped S 13N4, is used for the oxygen barrier layer.
  • This is advantageous since in this way already a relatively thin oxygen barrier layer, for. B. with a thickness of not more than 1 00 nm or even significantly lower, a
  • the term "consisting essentially of” as used herein with respect to the oxygen barrier layer is understood to mean that said material is in particular at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight,
  • oxygen barrier layer more preferably at least 98% by weight forming the oxygen barrier layer.
  • the oxygen barrier layer preferably has a layer thickness of from 10 nm to 100 nm, preferably from 20 nm to 80 nm, particularly preferably from 30 nm to 80 nm.
  • the proportion of tin and magnesium in the oxygen barrier layer is in each case less than 10 atom%, preferably less than 5 atom% and in particular less than 2 atom%. This also applies to the areas of tin and magnesium mentioned and / or preferred in this application.
  • the oxygen barrier layer contains a proportion of tin or of magnesium of less than 10 atom%, preferably less than 5 atom% and in particular less than 2 atom%.
  • the oxygen barrier layer has a proportion of magnesium or to tin of less than 10 atom%, preferably less than 5 atom% and in particular less than 2 atom%.
  • the coating further comprises one or more of the substrate and the DLC layer
  • the ion diffusion barrier layer prevents unwanted diffusion of ions, such as sodium ions, from the substrate into the coating, especially during the heat treatment.
  • Such ion diffusion barrier layers and their formation are well known in the art. It can be used for this, the common materials.
  • the usual methods or vapor deposition methods can be used, for. B. PVD, in particular sputtering, preferably magnetron sputtering, CVD or ALD.
  • the ion diffusion barrier layer comprises a material selected from silicon carbide, silicon oxide, silicon nitride,
  • the metal oxides, metal nitrides and metal carbides the metal z.
  • the term "consisting essentially of” as used above with regard to the ion diffusion barrier layer is understood to mean that said material is in particular at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight,
  • the ion diffusion barrier layer more preferably at least 98% by weight forming the ion diffusion barrier layer.
  • the ion diffusion barrier layer has z. B. a layer thickness of 1 nm to 100 nm, preferably from 5 nm to 50 nm, on.
  • a particularly preferred embodiment is a coated substrate in which the metallic single-layer or multi-layer contains tin or is a tin layer which contains or essentially consists of oxygen barrier layer S 13N4 and / or doped S 13N4, in particular Zr-doped S 13N4 , and if necessary at least one between the substrate and the DLC layer
  • Ion diffusion barrier layer is arranged, the S 13N4 and / or doped S 13N4, in particular Zr doped S 13N4 contains or consists essentially thereof.
  • a further preferred embodiment corresponds to that mentioned above, except that the metallic, single or multilayered layer instead of tin
  • Magnesium alloy in particular a magnesium alloy with Al and / or copper, contains or consists essentially thereof.
  • the magnesium alloy in particular a magnesium alloy with Al and / or copper, contains or consists essentially thereof.
  • magnesium alloy magnesium instead of the magnesium alloy magnesium and at least one alloying element for magnesium, in particular Al and / or copper, in unalloyed form, in particular not as magnesium alloy.
  • the substrate and in particular the glass substrate, together with the layer of diamond-like carbon and one or more optional ion diffusion barrier layers are transparent, that is to say they are transparent.
  • Visible light transmission is more than 50%, preferably more than 70%, and more preferably more than 80%.
  • the invention further relates to a process for producing a heat-treated substrate having a coating comprising a layer of diamond-like carbon, comprising: a. Heat treatment of a coated substrate according to the invention as described above, and
  • the heat treatment may be annealing.
  • the heat treatment or annealing e.g. for a glass substrate, e.g. at a temperature of 300 ° C to 800 ° C, preferably 500 ° C to 700 ° C, more preferably 600 ° C to 700 ° C, are performed.
  • the duration of the heat treatment varies depending on the system being treated and the temperature used, but may be e.g. 1 min to 10 min.
  • washing medium e.g. Water
  • acids, alkalis and organic solvents are used, with water being preferred.
  • the washing process can, for. B. by rinsing with the washing medium, by washing under the action of brushes or preferably by immersion in the washing medium
  • washing medium done.
  • the washing process can be carried out at ambient temperature (eg in the range of 1 5 ° C to 30 ° C).
  • the washing medium can optionally also be heated. I usually can
  • Oxygen barrier layer and the metallic layer can be easily removed by simply immersing in a water bath.
  • the inventive method is suitable for efficient and safe
  • Fig. 1 shows schematically a structure of coated substrates according to the invention.
  • the substrate 1 may, for. Example, a glass, a glass ceramic or a ceramic, preferably glass, in particular a glass sheet.
  • an optional ion diffusion barrier layer 5 is applied on the substrate 1.
  • Ion diffusion barrier layer 5 is z. B. of silicon nitride, preferably doped
  • the metallic layer 3 may be constructed in one or more layers (not shown). It can be z. B. to a layer of tin or a magnesium alloy, for. B.
  • On the metallic, single or multilayer layer 3 is a
  • Oxygen barrier layer 4 attached.
  • the oxygen barrier layer 4 is z.
  • This coating system can be heat treated or tempered even at high temperatures without affecting the quality of the DLC layer. After the heat treatment, the no longer needed
  • FIG. 1 Layer structure of Example 1 is shown in FIG.
  • the layer structure of Example 2 is shown in FIG.
  • the layer structure of Example 3 is shown in FIG.
  • the layer structure of example 4 is in FIG. 5
  • Example 1 is a reference example.
  • Examples 2 to 4 are examples according to the invention.
  • the DLC layer was applied by a PECVD method (e.g., C2H2 precursor for DLC).
  • the other layers were applied to the substrate by a PVD (magnetron sputtering) process, using the following process parameters for each layer. Alternating layers of different metals were obtained by sputtering alternating with different targets.
  • the structure of the coating produced in Example 1 is shown schematically in FIG.
  • the substrate ("glass") is a soda-lime glass having a thickness of about 2.1 mm.
  • a soda lime glass with a thickness of about 3.9 mm was also investigated here.
  • Glass substrate is an ion diffusion barrier layer ("Si3N4") of S13N4 applied.
  • the thickness of the ion diffusion barrier layer is 20 nm.
  • a layer of diamond-like carbon (“DLC”) having a thickness of 3 nm to 8 nm.
  • DLC diamond-like carbon
  • Mg metallic layer of magnesium
  • the oxygen barrier layer (“Si3N4") is formed on the magnesium layer. It consists of S13N4 and has a thickness of 50 nm.
  • the structure of the coating produced in Example 2 is shown schematically in FIG.
  • the substrate (“glass”) is a soda-lime glass having a thickness of about 2.1 mm.
  • an ion diffusion barrier layer (“Si3N4") is made S 13N4 applied.
  • the thickness of the ion diffusion barrier layer is 20 nm.
  • DLC diamond-like carbon
  • Sn metallic layer of tin
  • SIV oxygen barrier layer
  • the structure of the coating produced in Example 3 is shown schematically in FIG.
  • the substrate (“glass”) is a soda-lime glass having a thickness of about 2.1 mm.
  • an ion diffusion barrier layer (“SisIV”) of S 13 N 4 is applied, and the thickness of the ion diffusion barrier layer is 20 nm.
  • DLC diamond-like carbon
  • Al 2 nm thick layer
  • Mg 1 0 nm thick layer
  • AI 2 nm thick layer
  • S i3N4" oxygen barrier layer
  • the structure of the coating produced in Example 4 is shown schematically in FIG.
  • the substrate ("glass”) is a soda-lime glass having a thickness of about 2.1 mm.
  • an ion diffusion barrier layer (“Si3N4") of S 13N4 is applied.
  • the thickness of the ion diffusion barrier layer is 20 nm.
  • DLC diamond-like carbon
  • Mg and Al were used and in the other variant Mg and Cu. From this, a multilayer metallic layer was formed, each alternately made of magnesium and aluminum or alternately
  • the metallic layer begins with a layer ("Mg") of magnesium, followed by a layer ("Al / Cu”) of aluminum or copper, followed by a layer (“Mg”) of magnesium, etc.
  • Mg a layer of magnesium
  • Al / Cu aluminum or copper
  • Mg a layer of magnesium
  • FIG not all applied layers are shown, which is illustrated by.
  • the metallic layer is terminated by a layer of magnesium (not shown). All layers of the metallic layer have a thickness of about 2 nm.
  • Total thickness of the metallic layer is about 20 nm. It follows that the metallic layer consists of about 1 0 alternating layers. Above the metallic layer is an oxygen barrier layer (“SisIV”), which consists of S 13N4 and has a thickness of 50 nm.
  • SiIV oxygen barrier layer
  • a metallic layer of Mg, Al and Cu For this purpose, e.g. an alternating layer sequence Mg / Al / Mg / Cu / Mg / Al, etc. can be selected.
  • Cu and Al could be taken together, e.g. be applied as an alloy, which z.
  • the following layer sequence would result: Mg / Cu + Al / Mg / Cu + Al, etc.
  • the DLC layer could therefore be protected against degradation and oxidation by the oxygen barrier layer of S 13N4 in all examples.
  • oxygen barrier layers of S 13N4 doped with Zr showed excellent protection for the DLC layer during annealing.
  • Examples 2, 3 and 4 (Sn or Mg and Al or Cu) exhibited good mechanical stability prior to annealing, which facilitates processing and storage of the glass which has not yet been heat treated.
  • the coated glass substrates of Examples 1 to 4 were stored after the preparation (without annealing) for eight weeks under atmospheric conditions and examined for signs of aging.
  • Example 1 then showed poor film adhesion and corrosion, the coating could be removed by merely rubbing with the finger.
  • Example 4 occasionally showed areas where similar adhesion problems occurred. For examples 2 and 3 none of these weaknesses could be identified.
  • Example 1 the degradation effect of moisture during storage is clearly shown. While shortly after preparation of the coating, Example 1, similar to Example 2, shows good adhesion and protection behavior, ablation of the coating after 2 months of storage reveals partial exposure of the DLC layer. In this condition, a heat treatment is no longer possible because there is no longer sufficient protection for the DLC layer.
  • Heat treatment is carried out shortly after preparation of the coating.
  • EHS risk includes an assessment of the EHS hazard situation for the
  • Example 1 Magnesium has a certain reactivity, this must always be taken into account, especially in the sputtering process, where fine dusts are formed (Example 1). Combining with less reactive materials (AI / Cu) reduces the risk (Examples 3 and 4). This risk is essentially eliminated in Example 2, since Sn is significantly less reactive than Mg.
  • the DLC-coated substrates obtained from Examples 1 to 4 after annealing and after removal of the metallic layer showed good resistance to scratches in a load-bearing test as compared to uncoated soda-lime glass.
  • the stainless steel ball did not leave scratch marks on any of these samples.
  • the spheres of borosilicate and aluminum oxide have left a depth of at least 5 N on the uncoated soda-lime glass, but no traces on the coated glass.
  • Borosilicate glass and coated and uncoated stainless steel found.
  • the coating significantly reduces the coefficient of friction.
  • Fig. 6 illustrates another embodiment of a coated substrate according to the invention.
  • the substrate (“glass”) is a glass substrate.
  • an ion diffusion barrier layer ("Si3N4") of S13N4 is applied.
  • DLC DLC
  • Mg + Cu metallic layer
  • Mg + Cu metallic layer
  • z As a Mg-Al or Mg-Al-Cu alloy conceivable.
  • An oxygen barrier layer (“Si3N4") is on the metallic layer.

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Abstract

The invention relates to a coated substrate, wherein the coating comprises, starting from the substrate in this order: a) a layer of diamond-like carbon (DLC), b) a metal single ply or multi-ply layer, and c) an oxygen barrier layer, wherein the metal single ply or multi-ply layer contains b1) tin, or tin and at least one alloying element for tin, which are unalloyed or alloyed, or b2) magnesium and at least one alloying element for magnesium, which are unalloyed or alloyed. The coated substrate according to the invention protects the DLC layer, as a result of which said layer can be tempered. The coating has good mechanical stability and good ageing resistance before thermal treatment. The use according to the invention of relatively non-reactive materials is advantageous with respect to EHS. The protective layer can easily be removed after the tempering process. Then a DLC coating of exceptional quality and high scratch resistance is obtained.

Description

Temperbare Beschichtungen mit diamantähnlichem Kohlenstoff  Temperable coatings with diamond-like carbon
Die Erfindung betrifft ein mit diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) beschichtetes Substrat. I nsbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes mehrschichtiges Beschichtungssystem umfassend eine DLC-Schicht zur Bereitstellung von wärmebehandelbaren bzw. temperbaren DLC-Schichten . The invention relates to a diamond-like carbon (DLC) coated substrate. More particularly, the invention relates to an improved multilayer coating system comprising a DLC layer for providing heat-treatable DLC layers.
Für viele Anwendungen ist es wünschenswert, eine Substratoberfläche mit einer verbesserten Kratzbeständigkeit bereitzustellen . Beispielsweise weist For many applications, it is desirable to provide a substrate surface with improved scratch resistance. For example, points
Kalknatronglas inhärent keine hohe Kratzbeständigkeit auf, aber die Aufbringung eines geeigneten Dünnfilms kann die Kratzbeständigkeit der Glasoberfläche deutlich verbessern . Soda lime glass does not inherently have a high scratch resistance, but the application of a suitable thin film can markedly improve the scratch resistance of the glass surface.
Dünne Schichten aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC; DLC für diamond-like carbon) sind dafür besonders gut geeignet und deren Kratzbeständigkeit ist gut bekannt. Für Verfahren zur Herstellung von DLC-Beschichtungen existiert eine umfangreiche Literatur. Thin layers of diamond-like carbon (DLC) for diamond-like carbon are particularly well suited for this and their scratch resistance is well known. There is extensive literature on processes for making DLC coatings.
Beispielsweise beschreibt WO 2004/071 981 A2 ein lonenstrahlverfahren zur Abscheidung von DLC-Schichten . CN 105441871 A betrifft die Herstellung von superharten DLC-Schichten mittels PVD- und H I PI MS-Verfahren . I n For example, WO 2004/071 981 A2 describes an ion beam method for depositing DLC layers. CN 105441871 A relates to the preparation of superhard DLC layers by means of PVD and HI PI MS methods. In
CN 1 04962914 A wird eine industrielle Dampfabscheidungsvorrichtung zur CN 1 04962914 A is an industrial vapor deposition apparatus for
Abscheidung von DLC-Schichten beschrieben . Eine andere Vorrichtung zur Deposition of DLC layers described. Another device for
Herstellung von DLC-Schichten wird in CN 203834012 U beschrieben. J P Preparation of DLC layers is described in CN 203834012 U. J P
201 1068940 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung von abriebfesten DLC- Schichten . Weiterhin offenbart DE 1 0 2008 037 871 A1 beispielsweise die 201 1068940 A relates to a process for producing abrasion-resistant DLC layers. Furthermore, DE 1 0 2008 037 871 A1 discloses, for example, the
Verwendung einer DLC-Schicht in einem Gleitlager. Use of a DLC layer in a plain bearing.
Bei vielen Anwendungen ist es aber erforderlich, dass das Produkt wärmebehandelt oder getempert wird . Da DLC bei Temperaturen über 400 °C nicht temperaturstabil ist und Standardtemperprozesse Temperaturen bis 700 °C erfordern , verschlechtern sich dadurch die Eigenschaften der DLC-Beschichtungen oder machen sie sogar unsinnig, da die DLC-Schicht "verbrennt". In many applications, however, it is necessary that the product be heat treated or tempered. Since DLC is not thermally stable at temperatures above 400 ° C and standard annealing processes require temperatures of up to 700 ° C, the properties of the DLC coatings deteriorate or even make nonsense, as the DLC coating "burns".
Um wärmebehandelbare bzw. temperbare DLC-Schichten bereitzustellen , sind zwei Hauptmethoden bekannt. Die erste Methode beruht auf eine Si-Dotierung der DLC- Schichten selbst, um die Temperaturbeständigkeit während einer Wärmebehandlung zu verbessern. Bei der anderen Methode werden zusätzliche Schutz- und Entfernungsschichten eingesetzt, um die DLC-Schicht vor Sauerstoff zu schützen (Sauerstoffbarriereschichten) und so das Verbrennen der DLC-Schicht bei der Wärmebehandlung zu verhindern . Die Schutz- und Entfernungsschichten können nach der Wärmebehandlung wieder entfernt werden . To provide heat-treatable or temperable DLC layers, two main methods are known. The first method relies on Si doping of the DLC layers themselves to provide temperature resistance during heat treatment to improve. In the other method, additional protective and removal layers are used to protect the DLC layer from oxygen (oxygen barrier layers) and thus prevent the burning of the DLC layer during the heat treatment. The protective and removal layers can be removed again after the heat treatment.
So wird in US 7060322 B2 ein Beschichtungssystem beschrieben, bei dem eine Glasbeschichtung mit einer DLC-Schicht mit einer Schutzschicht aus gegebenenfalls dotiertem Zirkoniumnitrid versehen wird. Die Schutzschicht kann nach einer Thus, US Pat. No. 7,060,322 B2 describes a coating system in which a glass coating with a DLC layer is provided with a protective layer of optionally doped zirconium nitride. The protective layer can after a
Wärmebehandlung wieder entfernt werden . Heat treatment can be removed again.
US 8580336 B2 beschreibt eine Glasbeschichtung mit einer DLC-Schicht, wobei über der DLC-Schicht eine erste und eine zweite anorganische Schicht angeordnet sind, wobei die erste Schicht Zinkoxid und Stickstoff umfasst. Eine ähnliche US 8580336 B2 describes a glass coating with a DLC layer, wherein above the DLC layer a first and a second inorganic layer are arranged, wherein the first layer comprises zinc oxide and nitrogen. A similar
Beschichtung mit einer Zinnoxid-Schicht und einer optionalen Zinkoxid-Schicht beschreibt US 200801 82033 A1 . Coating with a tin oxide layer and an optional zinc oxide layer is described in US 200801 82033 A1.
US 8443627 B2 betrifft eine Glasbeschichtung mit einer DLC-Schicht, wobei über der DLC-Schicht eine Ablösschicht und eine Barriereschicht umfassend Zinkoxide oder Zinksuboxide oder Aluminiumnitrid angeordnet sind. Die Ablösschicht umfasst oder besteht bevorzugt aus Oxiden , Suboxiden , Nitriden und/oder Subnitriden von Bor, Titanborid , Magnesium, Zink und Mischungen davon . No. 8443627 B2 relates to a glass coating with a DLC layer, wherein a release layer and a barrier layer comprising zinc oxides or zinc suboxides or aluminum nitride are arranged above the DLC layer. The release layer preferably comprises or consists of oxides, suboxides, nitrides and / or subnitrides of boron, titanium boride, magnesium, zinc and mixtures thereof.
Die bekannten Systeme mit Barriereschichten auf Basis von unterstöchiometrischen Zinkoxiden verhindern die Oxidation von DLC-Schichten auf Glas. Ablösschichten auf Basis von Magnesiumoxiden oder Magnesiumsuboxiden zwischen der DLC- Schicht und der Barriereschicht vereinfachten die Ablösung nach der The known systems with barrier layers based on substoichiometric zinc oxides prevent the oxidation of DLC layers on glass. Release layers based on magnesium oxides or magnesium suboxides between the DLC layer and the barrier layer facilitated the release after the release
Wärmebehandlung. Diese Schichtmodifikationen bieten Schutz für eine Heat treatment. These layer modifications provide protection for one
darunterliegende DLC-Schichten , die auf diese Weise temperbar ist. Allerdings müssen die Sauerstoffbarriereschichten relativ dick sein (> 100 nm), um einen zufriedenstellenden Schutz der DLC-Schichten zu erreichen. Ferner ist die underlying DLC layers, which is tempered in this way. However, the oxygen barrier layers must be relatively thick (> 100 nm) in order to achieve satisfactory protection of the DLC layers. Furthermore, the
Entfernung der Barriereschichten nach der Wärmebehandlung recht langwierig und kann z.B. die Wäsche mit essigsauren Lösungen erfordern. Darüber hinaus sind auf Magnesiumsuboxid basierte Ablösschichten aufgrund der I nstabilität und Reaktivität von Mg während des Verfahrens schwierig zu handhaben. I nsbesondere ist es schwierig, dass beschichtete Glas zu lagern, wenn die Weiterverarbeitung Removal of the barrier layers after the heat treatment quite tedious and can e.g. require washing with acetic acid solutions. In addition, magnesium suboxide based stripping layers are difficult to handle during the process due to the instability and reactivity of Mg. In particular, it is difficult to store coated glass when further processing
(Wärmebehandlung) erst zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen so. Auch bei der Herstellung durch Sputtern von Magnesium können sich Probleme hinsichtlich Umweltschutz, Gesundheitsschutz und Arbeitsschutz (EHS, Environment, Health und Safety) ergeben . (Heat treatment) only at a later date done so. Also, in the production by sputtering of magnesium, problems may occur Environmental Protection, Health and Safety (EHS, Environment, Health and Safety).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die vorstehend beschriebenen Nachteile im Stand der Technik zu überwinden . Die Aufgabe besteht insbesondere darin , ein Schutzsystem für mit DLC-Schichten versehene Substrate bereitzustellen , die eine Wärmebehandlung bzw. Tempern ohne Beeinträchtigung der DLC-Schicht The invention is based on the object to overcome the disadvantages described above in the prior art. In particular, the object is to provide a protective system for substrates provided with DLC layers, which heat treatment or annealing without affecting the DLC layer
ermöglicht, wobei Herstellung, Handhabung und Verarbeitung der allows, whereby production, handling and processing of the
Beschichtungssysteme vor der Wärmebehandlung, insbesondere hinsichtlich EHS, und die Ablösung des Schutzsystems nach der Wärmebehandlung, vereinfacht wird . Ferner sollen die Schutzsysteme lagerstabil sein und die Barriereschicht für den Sauerstoffschutz möglichst dünn sein . Coating systems before heat treatment, in particular with respect to EHS, and the replacement of the protection system after the heat treatment, is simplified. Furthermore, the protective systems should be stable on storage and the barrier layer for oxygen protection should be as thin as possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein beschichtetes Substrat nach According to the invention, this object is achieved by a coated substrate
Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Anspruch auch ein Verfahren zur Herstellung eines wärmebehandelten , mit einer Schicht aus Claim 1 solved. The invention also relates, according to another claim, to a method for producing a heat-treated layer comprising
diamantähnlichem Kohlenstoff versehenen Substrates. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben. diamond-like carbon provided substrate. Preferred embodiments of the invention are given in the dependent claims.
Die Erfindung betrifft somit ein beschichtetes Substrat, wobei die Beschichtung ausgehend vom Substrat in dieser Reihenfolge umfasst: The invention thus relates to a coated substrate, the coating comprising starting from the substrate in this order:
a. eine Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC), a. a layer of diamond-like carbon (DLC),
b. eine metallische, ein- oder mehrlagige Schicht und b. a metallic, single or multi-layer and
c. eine Sauerstoffbarriereschicht, c. an oxygen barrier layer,
wobei die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht b1 ) Zinn oder Zinn und mindestens ein Legierungselement für Zinn, die unlegiert und/oder legiert, insbesondere als Zinnlegierung, vorliegen, oder b2) Magnesium und mindestens ein Legierungselement für Magnesium, die unlegiert und/oder legiert, insbesondere als Magnesiumlegierung vorliegen , enthält. wherein the metallic, single- or multi-layer b1) tin or tin and at least one alloying element for tin, which are unalloyed and / or alloyed, in particular as a tin alloy, or b2) magnesium and at least one alloying element for magnesium, the unalloyed and / or alloyed, in particular present as a magnesium alloy contains.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass durch das erfindungsgemäß eingesetzte Schichtsystem eine DLC-Beschichtung von ausgezeichneter Qualität mit hoher Kratzbeständigkeit nach der Wärmebehandlung erhalten wurde, wobei die Schutzschicht durch einfaches Abwaschen bzw. Abbürsten mit Wasser leicht entfernt werden kann. Außerdem zeigten die Beschichtungen eine gute It has surprisingly been found that the DLC coating of excellent quality with high scratch resistance after the heat treatment was obtained by the layer system used according to the invention, wherein the protective layer can be easily removed by simply washing with water. In addition, the coatings showed a good
mechanische Stabilität und eine gute Alterungsstabilität vor der Wärmebehandlung. Die EHS-Situation ist deutlich verbessert, insbesondere im Vergleich zu Magnesium , vor allem bei der Entfernung der Schutzschicht. Das erfindungsgemäße beschichtete Substrat zeigt somit gegenüber beschichteten Substraten nach dem Stand der Technik eine verbesserte Stabilität bezüglich Handhabung und Lagerfähigkeit vor der Wärmebehandlung und eine mechanical stability and good aging stability before heat treatment. The EHS situation is significantly improved, especially when compared to magnesium, especially when removing the protective layer. The coated substrate according to the invention thus shows improved stability with respect to handling and storage life before the heat treatment and compared with coated substrates according to the prior art
außergewöhnliche Schutzfunktion bei der Wärmebehandlung. Die Probleme hinsichtlich EHS bei Herstellung, Lagerung, Handhabung und Entfernung der Schutzschicht werden minimiert. Bereits relativ dünne Barriereschichten liefern einen guten Schutz. Ferner ist die Ablösung der Sauerstoffbarriereschicht mit der metallischen Schicht schnell und einfach möglich . exceptional protection during heat treatment. The problems with EHS in the manufacture, storage, handling and removal of the protective layer are minimized. Even relatively thin barrier layers provide good protection. Furthermore, the detachment of the oxygen barrier layer with the metallic layer is quick and easy.
Die Erfindung wird im Folgenden und anhand der beigefügten Figuren erläutert. I n diesen zeigt: The invention is explained below and with reference to the attached figures. I n this shows:
Fig. 1 eine allgemeine, schematische Darstellung des Aufbaus der Fig. 1 is a general, schematic representation of the structure of
beschichteten Substrate;  coated substrates;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines beschichteten Glassubstrates mit einer metallischen , einlagigen Schicht aus Magnesium als Referenz; Figure 2 is a schematic representation of a coated glass substrate with a metallic, single layer of magnesium as a reference.
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen , beschichteten Fig. 3 is a schematic representation of a coated, according to the invention
Glassubstrates mit einer metallischen, einlagigen Schicht aus Zinn;  Glass substrates with a metallic, single layer of tin;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen , beschichteten Fig. 4 is a schematic representation of a coated according to the invention
Glassubstrates mit einer metallischen Schicht enthaltend Magnesium- und Aluminiumlagen in alternierender Anordnung;  Glass substrates with a metallic layer containing magnesium and aluminum layers in an alternating arrangement;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen , beschichteten Fig. 5 is a schematic representation of a coated according to the invention
Glassubstrates mit einer metallischen Schicht, enthaltend  Glass substrate with a metallic layer containing
Magnesiumlagen und Aluminium- und/oder Kupferlagen in alternierender Anordnung;  Magnesium layers and aluminum and / or copper layers in alternating arrangement;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen , beschichteten Fig. 6 is a schematic representation of a coated according to the invention
Glassubstrates mit einer metallischen, einlagigen Schicht aus einer Magnesium-Kupfer-Legierung;  Glass substrates having a metallic, single layer of a magnesium-copper alloy;
Bei dem Substrat des erfindungsgemäßen beschichteten Substrats kann es sich um ein beliebiges Substrat handelt. Das Substrat ist bevorzugt aus Keramik, The substrate of the coated substrate of the present invention may be any substrate. The substrate is preferably made of ceramic,
Glaskeramik oder Glas, wobei das Substrat bevorzugt ein Glassubstrat ist. Glass ceramic or glass, wherein the substrate is preferably a glass substrate.
Bevorzugte Beispiele für Glas sind Natron-Kalk-Glas, Borosilikatglas oder Preferred examples of glass are soda lime glass, borosilicate glass or
Alumosilikatglas. Das Natron-Kalk-Glas kann klar oder getönt sein . I n einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat eine Glasscheibe. Die Dicke der Substrate, insbesondere der Glassubstrate, kann in weiten Bereichen variieren , wobei die Dicke z. B. im Bereich von 0, 1 mm bis 20 mm liegen kann . Aluminosilicate glass. The soda lime glass can be clear or tinted. In a preferred embodiment, the substrate is a glass sheet. The thickness of the substrates, in particular of the glass substrates, can vary within wide ranges, wherein the thickness z. B. may be in the range of 0, 1 mm to 20 mm.
Die Beschichtung des erfindungsgemäßen beschichteten Substrates umfasst ausgehend vom Substrat in dieser Reihenfolge: a.) eine Schicht aus The coating of the coated substrate according to the invention comprises, starting from the substrate, in this order: a) a layer
diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC), b.) eine metallische, ein- oder mehrlagige Schicht und c.) eine Sauerstoffbarriereschicht. Von den drei Schichten befindet sich somit die Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff am nächsten beim Substrat. Die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht ist über der Schicht aus diamond-like carbon (DLC), b.) a metallic, single or multilayered layer and c.) an oxygen barrier layer. Of the three layers, the layer of diamond-like carbon is closest to the substrate. The metallic, single or multi-layer is over the layer
diamantähnlichem Kohlenstoff angeordnet und die Sauerstoffbarriereschicht ist über der metallischen , ein- oder mehrlagigen Schicht angeordnet. diamond-like carbon arranged and the oxygen barrier layer is disposed over the metallic, single or multilayered layer.
Es sei allgemein darauf verwiesen , dass sich die folgenden Angaben zu dem beschichteten Substrat auf das beschichtete Substrat vor der Wärmebehandlung beziehen , sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Eine Wärmebehandlung kann zu Änderungen führen , insbesondere hinsichtlich der metallischen Schicht und der Sauerstoffbarriereschicht. It should be generally understood that the following information on the coated substrate refers to the coated substrate prior to heat treatment, unless expressly stated otherwise. A heat treatment can lead to changes, in particular with regard to the metallic layer and the oxygen barrier layer.
Schichten aus diamantähnlichem Kohlenstoff sind allgemein bekannt. Layers of diamond-like carbon are well known.
Diamantähnlicher Kohlenstoff wird üblicherweise mit DLC (für "diamond-like carbon") abgekürzt. Die Schichten aus DLC werden im Folgenden auch als DLC- Schichten bezeichnet. I n DLC-Schichten ist wasserstofffreier oder Diamond-like carbon is usually abbreviated to DLC (for "diamond-like carbon"). The layers of DLC are also referred to below as DLC layers. I n DLC layers is hydrogen-free or
wasserstoffhaltiger amorpher Kohlenstoff der überwiegende Bestandteil, wobei der Kohlenstoff aus einer Mischung von sp3- und sp2-hybridisiertem Kohlenstoff bestehen kann , gegebenenfalls können sp3-hybridisierter Kohlenstoff oder sp2- hybridisierter Kohlenstoff überwiegen . Beispiele für DLC sind solche mit der hydrogen-containing amorphous carbon is the predominant constituent, wherein the carbon may consist of a mixture of sp 3 and sp 2 -hybridized carbon, optionally sp 3 hybridized carbon or sp 2 -hybridized carbon may predominate. Examples of DLC are those with the
Bezeichnung ta-C und a:C-H . Eine DLC-Schicht kann auch Fremdatome, wie z. B. Silizium, Metalle, Sauerstoff, Stickstoff oder Fluor, als Dotierung enthalten. Die erfindungsgemäß eingesetzte DLC-Schicht kann dotiert oder undotiert sein . Designation ta-C and a: C-H. A DLC layer may also contain foreign atoms, such as. As silicon, metals, oxygen, nitrogen or fluorine, as doping. The DLC layer used according to the invention can be doped or undoped.
Der Fachmann kennt verschiedene Verfahren zur Herstellung von DLC-Schichten. DLC-Schichten werden in der Regel durch ein Gasphasenabscheidungsverfahren auf das Substrat aufgebracht, z. B. durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD, physical vapor deposition), z. B. durch Verdampfen oder Sputtern, oder durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD, chemical vapor deposition). Bevorzugt eingesetzte Abscheidungsverfahren sind plasmaunterstützte CVD (PECVD, plasma- enhanced CVD) und lonenstrahlabscheidung. Als Precursoren für die The person skilled in the art knows various methods for producing DLC layers. DLC layers are typically applied to the substrate by a vapor deposition process, e.g. B. by physical vapor deposition (PVD, physical vapor deposition), z. As by evaporation or sputtering, or by chemical vapor deposition (CVD, chemical vapor deposition). Preferably used deposition methods are plasma enhanced CVD (PECVD, plasma enhanced CVD) and ion beam deposition. As precursors for the
abzuscheidende DLC-Schicht können beim PECVD-Verfahren z. B. Kohlenwasserstoffe, insbesondere Alkane und Alkine, wie z.B. C2H2 oder CH4, eingesetzt werden . can be deposited in the PECVD method z. B. Hydrocarbons, in particular alkanes and alkynes, such as C2H2 or CH4, are used.
I n einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die DLC- Schicht mittels des sogenannten Magnetron-PECVD-Verfahrens, auch als In a particularly preferred embodiment of the invention, the DLC layer is formed by means of the so-called magnetron PECVD method, also as
magnetrongestütztes PECVD-Verfahren bezeichnet, abgeschieden . Bei dem magnetron-supported PECVD method, deposited. In which
Magnetron-PECVD-Verfahren handelt es sich um ein PECVD-Verfahren , bei dem das Plasma durch ein Magnetron bzw. ein Magnetrontarget erzeugt wird . Die Beschichtung des Substrats, das gegebenenfalls mit einer oder mehreren Magnetron PECVD is a PECVD process in which the plasma is generated by a magnetron or a magnetron target. The coating of the substrate, optionally with one or more
lonendiffusionssperrschichten vorbeschichtet ist, erfolgt in einer Vakuumkammer, in der ein mit dem Target versehene Magnetron und das Substrat angeordnet sind . I n die Vakuumkammer wird unter Vakuum , z. B. bei einem Druck von 0, 1 μbar bis 10 μbar, mindestens eines Reaktantgases in das durch das Magnetrontarget erzeugte Plasma eingeleitet, wodurch Fragmente des Reaktantgases gebildet werden , die unter Bildung der DLC-Schicht auf dem Substrat abgeschieden werden. Das Ion diffusion barrier layers is precoated, takes place in a vacuum chamber in which a provided with the target magnetron and the substrate are arranged. I n the vacuum chamber is under vacuum, z. At a pressure of 0.1 μbar to 10 μbar, at least one reactant gas is introduced into the plasma generated by the magnetron target, whereby fragments of the reactant gas are formed, which are deposited on the substrate to form the DLC layer. The
Reaktantgas kann z. B. Kohlenwasserstoffe, insbesondere Alkane und Alkine, wie z. B. C2H2 oder CH4, oder siliziumorganische Verbindungen , z. B. Tetramethylsilan , umfassen . Gegebenenfalls können zusätzlich Inertgase, wie z. B. Argon, zur Reactant gas may, for. As hydrocarbons, especially alkanes and alkynes, such as. As C2H2 or CH4, or organosilicon compounds, eg. Tetramethylsilane. Optionally, additional inert gases, such as. As argon, to
Stützung des Plasmas in die Vakuumkammer eingeleitet werden. Das Supporting the plasma are introduced into the vacuum chamber. The
Magnetrontarget kann z. B. aus Silizium , welches gegebenenfalls mit einem oder mehreren Elementen, wie z. B. Aluminium und/oder Bor, dotiert ist, oder Titan sein . I n einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Magnetron-PECVD- Verfahren so betrieben , dass das Magnetrontarget sich während der DLC- Abscheidung im vergifteten Modus befindet. Dem Fachmann ist der Betrieb solcher Verfahren im Zustand der Targetvergiftung bekannt und er kann die Magnetrontarget can z. B. of silicon, which optionally with one or more elements, such as. As aluminum and / or boron, doped, or titanium. In a particularly preferred embodiment, the magnetron PECVD method is operated so that the magnetron target is in the poisoned mode during DLC deposition. The skilled person is the operation of such methods in the state of target poisoning known and he can
Verfahrensparameter ohne weiteres entsprechend einstellen. Die Herstellung der DLC-Schicht mittels des Magnetron-PECVD-Verfahrens ist vorteilhaft, da damit Substrate großflächig und mit guter Prozessstabilität mit DLC beschichtet werden können , ohne dass eine starke Erwärmung des Substrats erforderlich ist. Die so hergestellten Schichten weisen eine ausgezeichnete Kratzbeständigkeit und gute optische Eigenschaften auf, insbesondere wenn das Verfahren im Modus der Targetvergiftung betrieben wird . Set process parameters accordingly without further notice. The production of the DLC layer by means of the magnetron PECVD method is advantageous since it allows substrates to be coated over a large area and with good process stability with DLC, without the need for intensive heating of the substrate. The layers thus produced have excellent scratch resistance and good optical properties, especially when the process is operated in the mode of target poisoning.
I n einer bevorzugten Ausführungsform weist die DLC-Schicht eine Schichtdicke von 1 nm bis 20 nm, bevorzugt von 2 nm bis 10 nm , besonders bevorzugt von 3 nm bis 8 nm, auf. Diese Schichtdicken sind vorteilhaft, da damit eine hohe Transparenz der Schichten gewährleistet ist. Die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht enthält b1 ) Zinn oder Zinn und mindestens ein Legierungselement für Zinn, die unlegiert und/oder legiert, insbesondere als Zinnlegierung, vorliegen, oder b2) Magnesium und mindestens ein Legierungselement für Magnesium , die unlegiert und/oder legiert, insbesondere als Magnesiumlegierung vorliegen . Die Legierungselemente für Zinn bzw. für In a preferred embodiment, the DLC layer has a layer thickness of 1 nm to 20 nm, preferably from 2 nm to 10 nm, particularly preferably from 3 nm to 8 nm. These layer thicknesses are advantageous because it ensures high transparency of the layers. The metallic, single or multilayer coating contains b1) tin or tin and at least one alloying element for tin which is unalloyed and / or alloyed, in particular as a tin alloy, or b2) magnesium and at least one alloying element for magnesium which is unalloyed and / or alloyed, in particular present as a magnesium alloy. The alloying elements for tin or for
Magnesium sind gewöhnlich Metalle und/oder Halbmetalle. Magnesium is usually metals and / or semimetals.
Die erfindungsgemäß eingesetzte metallische, ein- oder mehrlagige Schicht hat den Vorteil , dass sie stabiler als herkömmliche Schichten ist. Die Probleme hinsichtlich EHS sind vermindert. Außerdem ist diese Schicht einfacher und schneller entfernbar als herkömmliche Schichten . The metallic, single-layer or multi-layer layer used according to the invention has the advantage that it is more stable than conventional layers. The problems with EHS are reduced. In addition, this layer is easier and faster to remove than conventional layers.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die metallische, ein oder mehrlagige Schicht Zinn, wobei die metallische, ein oder mehrlagige Schicht besonders bevorzugt im wesentlich aus Zinn besteht oder aus Zinn besteht. Bei dieser Ausführungsform ist die metallische Schicht gewöhnlich einlagig. In a particularly preferred embodiment, the metallic layer comprises one or more layers of tin, wherein the metallic layer, one or more layers, particularly preferably consists essentially of tin or consists of tin. In this embodiment, the metallic layer is usually single-layered.
Bei einer weiteren Ausführungsform enthält die metallische, ein oder mehrlagige Schicht Zinn und mindestens ein Legierungselement für Zinn . Zinn und das mindestens eine Legierungselement für Zinn können unlegiert und/oder legiert, vorliegen . I n der Regel ist es vorteilhaft, wenn Zinn und das mindestens eine In another embodiment, the metallic, single or multi-layer layer contains tin and at least one alloying element for tin. Tin and the at least one alloying element for tin may be unalloyed and / or alloyed. In general, it is advantageous if tin and the at least one
Legierungselement als Zinnlegierung vorliegen . Dies vereinfacht in der Regel den Herstellungsprozess. Es hat sich aber gezeigt, dass metallische Schichten , bei denen Zinn und das mindestens eine Legierungselement für Zinn nicht als Alloy element present as a tin alloy. This usually simplifies the manufacturing process. However, it has been found that metallic layers in which tin and the at least one alloying element for tin are not as
Zinnlegierung vorliegen , z. B. in Form von alternierend angeordneten Lagen aus Zinn und Lagen aus dem mindestens einen Legierungselement, Eigenschaften Tin alloy present, z. B. in the form of alternately arranged layers of tin and layers of the at least one alloying element, properties
aufweisen, die dem einer entsprechenden Zinnlegierung recht ähnlich sein können . Da die Lagen sehr dünn sind , bestehen relative große Kontaktflächen zwischen Zinn und dem mindestens einen Legierungselement. Man spricht hier auch von which may be quite similar to that of a corresponding tin alloy. Since the layers are very thin, there are relatively large contact surfaces between tin and the at least one alloying element. One also speaks of
sogenannten Pseudolegierungen . so-called pseudo alloys.
Als Legierungselement für Zinn kommen alle üblichen , dem Fachmann bekannten Legierungsmetalle in Betracht. Beispielsweise kann das mindestens eine Suitable alloying elements for tin are all customary alloying metals known to the person skilled in the art. For example, the at least one
Legierungselement für Zinn ausgewählt sein aus Antimon , Kupfer, Blei , Silber, I ndium, Gallium , Germanium oder einer Kombination davon. Besonders bevorzugt ist das mindestens eine Legierungselement für Zinn ausgewählt aus Kupfer, Silber, I ndium oder einer Kombination davon . Sofern das mindestens eine Alloy element for tin may be selected from antimony, copper, lead, silver, I ndium, gallium, germanium or a combination thereof. Particularly preferably, the at least one alloying element for tin is selected from copper, silver, iodine or a combination thereof. If that is at least one
Legierungselement aus der vorstehend genannten besonders bevorzugten ausgewählt wird , kann gegebenenfalls zusätzlich mindestens ein weiteres Legierungselement aus den vorstehend genannten nicht besonders bevorzugten Beispielen enthalten sein oder nicht. Alloying element is selected from the above-mentioned particularly preferred, may optionally additionally at least one other Alloying element from the aforementioned non-preferred examples may or may not be included.
Die Zinnlegierung kann z. B. eine binäre oder ternäre Legierung sein . Es kann sich auch um eine polynäre Legierung aus vier oder mehr Elementen handeln . The tin alloy may, for. B. be a binary or ternary alloy. It may also be a polynary alloy of four or more elements.
Entsprechend können bei Vorliegen von Zinn und dem mindestens ein Accordingly, in the presence of tin and the at least one
Legierungselement für Zinn, ein, zwei, drei oder mehr Legierungselemente für Zinn enthalten sein . Alloy element for tin, one, two, three or more alloying elements for tin contained.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die metallische, ein oder mehrlagige Schicht Magnesium und mindestens ein Legierungselement für In a further preferred embodiment, the metallic, single or multilayer coating contains magnesium and at least one alloying element for
Magnesium . Magnesium und das mindestens eine Legierungselement für Magnesium. Magnesium and the at least one alloying element for
Magnesium können unlegiert und/oder legiert, insbesondere als Magnesium can be unalloyed and / or alloyed, in particular as
Magnesiumlegierung, vorliegen. I n der Regel ist es vorteilhaft, wenn Magnesium und das mindestens eine Legierungselement als Magnesiumlegierung vorliegen. Dies vereinfacht in der Regel den Herstellungsprozess. Dabei ist insbesondere Magnesium alloy present. In general, it is advantageous if magnesium and the at least one alloying element are present as magnesium alloy. This usually simplifies the manufacturing process. It is in particular
vorteilhaft, dass als Target, z. B. für das Sputtern , eine Magnesiumlegierung (z. B. mit AI und/oder Cu) verwendet werden kann, da durch die Legierung die Reaktivität von reinen Magnesiumtargets verringert wird, was im Hinblick auf EHS vorteilhaft ist. Analog gilt dies auch für die hergestellten Beschichtungen . advantageous that as a target, z. For example, for sputtering, a magnesium alloy (eg, with Al and / or Cu) can be used because the alloy reduces the reactivity of pure magnesium targets, which is advantageous in terms of EHS. This also applies analogously to the coatings produced.
Es hat sich aber gezeigt, dass metallische Schichten , bei denen Magnesium und das mindestens eine Legierungselement für Magnesium in unlegierter Form vorliegen , z. B. in Form von alternierend angeordneten Lagen aus Magnesium und aus dem mindestens einen Legierungselement, Eigenschaften aufweisen , die dem einer entsprechenden Magnesiumlegierung recht ähnlich sein können . Da die Lagen sehr dünn sind , bestehen relative große Kontaktflächen zwischen Magnesium und dem mindestens einen Legierungselement. Man spricht hier auch von sogenannten Pseudolegierungen . However, it has been found that metallic layers in which magnesium and the at least one alloying element for magnesium are present in unalloyed form, for. B. in the form of alternately arranged layers of magnesium and from the at least one alloying element, have properties that may be quite similar to that of a corresponding magnesium alloy. Since the layers are very thin, there are relatively large contact surfaces between magnesium and the at least one alloying element. One speaks here also of so-called pseudo-alloys.
Als Legierungselement für Magnesium kommen alle üblichen , dem Fachmann bekannten Legierungsmetalle in Betracht. Beispielsweise kann das mindestens eine Legierungselement für Magnesium ausgewählt sein aus Aluminium , Bismut, Suitable alloying elements for magnesium are all customary alloying metals known to the person skilled in the art. For example, the at least one alloying element for magnesium may be selected from aluminum, bismuth,
Mangan, Kupfer, Cadmium , Eisen, Strontium , Zirkonium, Thorium, Lithium, Nickel, Blei , Silber, Chrom , Silizium , Zinn , seltene Erden, wie z.B. Gadolinium oder Yttrium , Calcium, Antimon oder einer Kombination davon . Besonders bevorzugt ist das mindestens eine Legierungselement für Magnesium ausgewählt aus Aluminium, Mangan, Kupfer, Silizium oder einer Kombination davon, wobei Aluminium und/oder Kupfer besonders bevorzugt sind . Sofern das mindestens eine Legierungselement aus der vorstehend genannten besonders bevorzugten ausgewählt wird, kann gegebenenfalls zusätzlich mindestens ein weiteres Legierungselement aus den vorstehend genannten nicht besonders bevorzugten Beispielen enthalten sein oder nicht. Manganese, copper, cadmium, iron, strontium, zirconium, thorium, lithium, nickel, lead, silver, chromium, silicon, tin, rare earths such as gadolinium or yttrium, calcium, antimony or a combination thereof. Particularly preferably, the at least one alloying element for magnesium is selected from aluminum, manganese, copper, silicon or a combination thereof, with aluminum and / or copper being particularly preferred. If the at least one alloying element is selected from the above-mentioned particularly preferred, may optionally additionally contain at least one further alloying element from the aforementioned non-preferred examples or not.
I n der Regel ist es bevorzugt, dass das Legierungselement für Magnesium (wenn ein Legierungselement eingesetzt) oder mindestens ein Legierungselement für Magnesium (wenn zwei oder mehr Legierungselemente eingesetzt werden) ein Metall mit einem höheren elektrochemischen Standardpotential als Mg oder ein Halbmetall ist. Beispiele für ein Metall mit einem höheren elektrochemischen In general, it is preferable that the alloying element for magnesium (when an alloying element is used) or at least one alloying element for magnesium (when two or more alloying elements are used) is a metal having a higher standard electrochemical potential than Mg or a semimetal. Examples of a metal with a higher electrochemical
Standardpotential als Mg sind die obengenannten Legierungselemente Aluminium , Bismut, Mangan, Kupfer, Cadmium, Eisen , Zirkonium, Nickel, Blei , Silber, Chrom und Zinn . Beispiele für Halbmetalle sind Silicium und Antimon . Standard potentials as Mg are the abovementioned alloying elements aluminum, bismuth, manganese, copper, cadmium, iron, zirconium, nickel, lead, silver, chromium and tin. Examples of semimetals are silicon and antimony.
Die Magnesiumlegierung kann z. B. eine binäre oder ternäre Legierung sein . Es kann sich auch um eine polynäre Legierung aus vier oder mehr Elementen handeln. The magnesium alloy may, for. B. be a binary or ternary alloy. It may also be a polynary alloy of four or more elements.
Entsprechend können bei Vorliegen von Magnesium und dem mindestens einen Legierungselement für Magnesium, ein , zwei, drei oder mehr Legierungselemente für Magnesium enthalten sein . Accordingly, in the presence of magnesium and the at least one magnesium alloying element, one, two, three or more magnesium alloying elements may be included.
I n einer bevorzugten Ausführungsform enthält die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht Zinn, eine Zinnlegierung oder eine Magnesiumlegierung, insbesondere Zinn oder eine Magnesiumlegierung, wobei die metallische Schicht bevorzugt einlagig ist. Eine bevorzugte Magnesiumlegierung enthält als Legierungselemente Aluminium und/oder Kupfer, d .h . eine Mg-Al-Legierung, eine Mg-Cu-Legierung oder eine Mg-Al- Cu-Legierung, wobei in diesen Legierungen gegebenenfalls ein oder mehrere weitere Legierungselemente für Magnesium enthalten sein können. In a preferred embodiment, the metallic, single- or multilayer coating contains tin, a tin alloy or a magnesium alloy, in particular tin or a magnesium alloy, the metallic layer preferably being single-layered. A preferred magnesium alloy contains as alloying elements aluminum and / or copper, i. E. a Mg-Al alloy, a Mg-Cu alloy or a Mg-Al-Cu alloy, which may optionally contain one or more other alloying elements for magnesium in these alloys.
I n einer bevorzugten Ausführungsform ist die metallische Schicht aus zwei, drei oder mehr Lagen gebildet ist, wobei eine oder mehrere Lagen enthaltend oder bestehend aus Zinn und eine oder mehrere Lagen enthaltend oder bestehend aus mindestens einem Legierungselement für Zinn, bevorzugt ausgewählt aus Kupfer, Silber und/oder I ndium, alternierend angeordnet sind . In a preferred embodiment, the metallic layer is formed from two, three or more layers, wherein one or more layers containing or consisting of tin and one or more layers containing or consisting of at least one alloying element for tin, preferably selected from copper, silver and / or I ndium, are arranged alternately.
I n einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die metallische Schicht aus zwei, drei oder mehr Lagen gebildet ist, wobei eine oder mehrere Lagen enthaltend oder bestehend aus Magnesium und eine oder mehrere Lagen enthaltend oder bestehend aus mindestens einem Legierungselement für Magnesium, bevorzugt ausgewählt aus Aluminium und/oder Kupfer, alternierend angeordnet sind . Unter alternierender Anordnung wird dabei verstanden , dass eine oder mehrere Lagen enthaltend Zinn bzw. bei der anderen Variante Magnesium (Lage a) und eine oder mehrere Lagen enthaltend mindestens ein Legierungselement für Zinn bzw. Magnesium (Lage b) abwechselnd angeordnet sind , wobei es unerheblich ist, welche Lage als erste aufgebracht wird , die Reihenfolge der Lage ist daher z.B. : a/b; b/a; a/b/a; b/a/b; a/b/a/b; b/a/b/a/b usw. Die Lagen enthaltend mindestens ein Legierungselement für Zinn bzw. Magnesium (Lage b) können jeweils das oder die gleichen Legierungselemente enthalten , es können aber in diesen Lagen auch verschiedene Legierungselemente enthalten sein . Sofern darin zwei oder mehr Legierungselemente enthalten sind, können die Legierungselemente auch als eine Legierung enthalten sein . In a particularly preferred embodiment, the metallic layer is formed from two, three or more layers, wherein one or more layers containing or consisting of magnesium and one or more layers containing or consisting of at least one alloying element for magnesium, preferably selected from aluminum and or copper, are arranged alternately. An alternating arrangement is understood to mean that one or more layers containing tin or alternatively magnesium (layer a) and one or more layers containing at least one alloying element for tin or magnesium (layer b) are arranged alternately, it being immaterial is which layer is applied first, the order of the position is therefore eg: a / b; b / a; a / b / a; b / a / b; a / b / a / b; b / a / b / a / b etc. The layers containing at least one alloying element for tin or magnesium (layer b) may each contain the same alloying element (s), but different alloying elements may also be present in these layers. If it contains two or more alloying elements, the alloying elements may also be included as an alloy.
Für die bevorzugte Ausführungsform Magnesium und ein Legierungselement ausgewählt aus Aluminium und/oder Kupfer seien als Veranschaulichung weitere beispielhafte alternierende Anordnungen genannt (siehe auch Figuren 4 und 5): Mg/AI ; Mg/AI/Mg; AI/Mg/AI/Mg/AI ; Cu/Mg/Cu/Mg/Cu ; Al/Mg/Cu/Mg/Al; For the preferred embodiment, magnesium and an alloying element selected from aluminum and / or copper are given by way of illustration further exemplary alternating arrangements (see also Figures 4 and 5): Mg / Al; Mg / Al / Mg; Al / Mg / Al / Mg / Al; Cu / Mg / Cu / Mg / Cu; Al / Mg / Cu / Mg / Al;
Al+Cu/Mg/Al+Cu/Mg/Al+Cu . Al + Cu / Mg / Al + Cu / Mg / Al + Cu.
Die metallische Schicht kann aus einer Lage gebildet sein . Sofern die metallische Schicht aus zwei oder mehr Lagen gebildet ist, können z. B. zwei, drei, vier, fünf oder mehr Lagen enthalten sein . Es können z. B. bis zu 40, bevorzugt bis zu 20 Lagen enthalten sein. Die Dicke der einzelnen Lagen kann gleich oder verschieden sein. Die Dicke einer einzelnen Lage bei einer mehrlagigen metallischen Schicht kann z. B. im Bereich von 0,5 nm bis 20 nm, bevorzugt 1 nm bis 12 nm, liegen . The metallic layer may be formed from one layer. If the metallic layer is formed from two or more layers, z. B. two, three, four, five or more layers may be included. It can z. B. up to 40, preferably up to 20 layers. The thickness of the individual layers may be the same or different. The thickness of a single layer in a multilayer metallic layer may, for. B. in the range of 0.5 nm to 20 nm, preferably 1 nm to 12 nm.
I n einer bevorzugten Ausführungsform weist die die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht insgesamt eine Schichtdicke von 1 nm bis 50 nm, bevorzugt von 2 nm bis 40 nm, besonders bevorzugt von 4 nm bis 25 nm, am meisten bevorzugt 5 nm bis 20 nm , auf. In a preferred embodiment, the metallic, single-layer or multi-layer layer as a whole has a layer thickness of 1 nm to 50 nm, preferably 2 nm to 40 nm, more preferably 4 nm to 25 nm, most preferably 5 nm to 20 nm , on.
I n einer bevorzugten Ausführungsform auf Basis von Zinn liegt der Anteil von b1 ) Zinn oder Zinn und mindestens einem Legierungselement für Zinn in der In a preferred embodiment based on tin, the proportion of b1) tin or tin and at least one alloying element for tin in the
metallischen , ein- oder mehrlagigen Schicht z. B. im Bereich von 90 Atom-% bis 1 00 Atom-%, bevorzugt von 95 Atom-% bis 1 00 Atom-%, bevorzugter 98 Atom-% bis 1 00 Atom-%, besonders bevorzugt 99 Atom-% bis 1 00 Atom-%, d.h . die metallische Schicht besteht im Wesentlichen oder besteht aus Zinn oder Zinn und mindestens einem Legierungselement für Zinn, wobei im letzteren Fall Zinn und das mindestens einem Legierungselement für Zinn unlegiert oder legiert, insbesondere als metallic, single or multilayer z. In the range of 90 atomic% to 100 atomic%, preferably 95 atomic% to 100 atomic%, more preferably 98 atomic% to 100 atomic%, particularly preferably 99 atomic% to 100 Atomic%, ie. the metallic layer consists essentially or consists of tin or tin and at least one alloying element for tin, in the latter case tin and the at least one alloying element for tin unalloyed or alloyed, in particular as
Zinnlegierung, vorliegt. I n einer bevorzugten Ausführungsform auf Basis von Magnesium liegt der Anteil von b2) Magnesium und mindestens einem Legierungselement für Magnesium in der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht z. B. im Bereich von 90 Atom-% bis 1 00 Atom-%, bevorzugt von 95 Atom-% bis 1 00 Atom-%, bevorzugter 98 Atom-% bis 1 00 Atom-%, besonders bevorzugt 99 Atom-% bis 1 00 Atom-%, d.h . die metallische Schicht besteht im Wesentlichen oder besteht aus Magnesium und mindestens einem Legierungselement für Magnesium, wobei im letzteren Fall Magnesium und das mindestens eine Legierungselement für Magnesium unlegiert oder legiert, insbesondere als Magnesiumlegierung, vorliegt. Tin alloy, is present. In a preferred embodiment based on magnesium, the proportion of b2) magnesium and at least one alloying element for magnesium in the metallic, single or multilayer coating z. In the range of 90 atomic% to 100 atomic%, preferably 95 atomic% to 100 atomic%, more preferably 98 atomic% to 100 atomic%, particularly preferably 99 atomic% to 100 Atomic%, ie. the metallic layer consists essentially or consists of magnesium and at least one alloying element for magnesium, in the latter case magnesium and the at least one alloying element for magnesium being unalloyed or alloyed, in particular as magnesium alloy.
Die metallische Schicht besteht bevorzugt im Wesentlichen aus Metallen und/oder Metalllegierungen und gegebenenfalls Halbmetallen. Andere Verbindungen wie z. B. Metalloxide sind bevorzugt nicht oder nur in geringen Mengen, z. B. als The metallic layer preferably consists essentially of metals and / or metal alloys and optionally semimetals. Other connections such. B. metal oxides are preferably not or only in small amounts, eg. B. as
Verunreinigungen, enthalten , z.B. in Mengen von weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt weniger als 2 Gew.-% und bevorzugt weniger als 1 Gew.-%. Impurities, e.g. in amounts of less than 5 wt .-%, preferably less than 2 wt .-% and preferably less than 1 wt .-%.
I n einer bevorzugten Ausführungsform auf Basis von Zinn , bei der die metallische Schicht b1 ) Zinn oder Zinn und mindestens einem Legierungselement für Zinn enthält, beträgt der Anteil an Zinn in der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht im Bereich von 50 Atom-% bis 1 00 Atom-%, bevorzugter von 60 Atom-% bis In a preferred embodiment based on tin, in which the metallic layer b1) contains tin or tin and at least one alloying element for tin, the proportion of tin in the metallic, monolayer or multilayer layer is in the range from 50 atom% to 100 atomic%, more preferably 60 atomic% to
1 00 Atom-%, noch bevorzugter von 70 Atom-% bis 100 Atom-%, noch bevorzugter von 70 Atom-% bis 1 00 Atom-%, noch bevorzugter von 80 Atom-% bis 1 00 Atom-% und insbesondere von 90 Atom-% bis 1 00 Atom-%. 100 atomic%, more preferably from 70 atomic% to 100 atomic%, still more preferably from 70 atomic% to 100 atomic%, still more preferably from 80 atomic% to 100 atomic%, and especially 90th Atom% to 1 00 atom%.
I n einer bevorzugten Ausführungsform auf Basis von Magnesium, bei der die metallische Schicht b1 ) Magnesium und mindestens einem Legierungselement für Magnesium enthält, beträgt der Anteil an Magnesium in der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht im Bereich von 50 Atom-% bis 99 Atom-%, bevorzugter von 60 Atom-% bis 95 Atom-%. In a preferred embodiment based on magnesium, in which the metallic layer b1) contains magnesium and at least one alloying element for magnesium, the proportion of magnesium in the metallic, monolayer or multilayer layer is in the range from 50 atomic% to 99 atom -%, more preferably from 60 at% to 95 at%.
Die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht kann mittels gut bekannter Verfahren bzw. Gasphasenabscheidungsverfahren auf das Substrat bzw. das mit der DLC- Schicht versehene Substrat abgeschieden werden , bevorzugt durch Sputtern, Co- Sputtern oder lonenstrahlverdampfen . The metallic, monolayer or multilayer can be deposited on the substrate or the substrate provided with the DLC layer by means of well-known methods or vapor deposition methods, preferably by sputtering, co-sputtering or ion beam evaporation.
Auch Legierungen können z. B. mit einem Target der entsprechenden Legierung einfach aufgesputtert werden . Das Sputtern kann z.B. auch so durchgeführt werden , dass in alternierender bzw. abwechselnder Folge von unterschiedlichen Targets auf das Substrat abgeschieden wird, womit auch sehr dünnen Schichten (z. B. 1 -2 nm dick) unterschiedlicher Materialien alternierend aufgebracht werden können und eine Vermengung der Materialien erreicht wird (Pseudolegierung). Das alternierende Sputtern kann z.B. durch alternierende Positionierung des Substrats und/oder der Targets erreicht werden. Ein solcher Betrieb ist bei gängigen Even alloys can z. B. sputtered with a target of the corresponding alloy easily. The sputtering can also be carried out, for example, in such a way that it is deposited on the substrate in alternating or alternating sequence of different targets, with which even very thin layers (eg 1 -2 nm) are deposited thick) of different materials can be applied alternately and a mixing of the materials is achieved (pseudo alloy). The alternating sputtering can be achieved, for example, by alternately positioning the substrate and / or the targets. Such operation is common
Abscheidungsvorrichtungen ohne weiteres möglich . Deposition devices readily possible.
Beim Co-Sputtern kann von zwei oder mehr unterschiedlichen Targets, z.B. zwei Targets aus einem unterschiedlichen Metall , unter einem bestimmten In co-sputtering, two or more different targets, e.g. two targets of a different metal, under one particular
Neigungswinkel so abgeschieden werden , dass sich die Materialien der Tilt angles are deposited so that the materials of the
unterschiedlichen Targets auf dem Substrat möglichst homogen vermengen . Mix as homogeneously as possible with different targets on the substrate.
Die metallische Schicht dient als Ablöseschicht, da durch sie nach der The metallic layer serves as a release layer, as it passes through the
Wärmebehandlung bzw. dem Tempern eine einfache Ablösung der Heat treatment or annealing a simple replacement of the
Sauerstoffbarriereschicht zusammen mit der metallischen Schicht durch einen Waschprozess ermöglicht wird . Oxygen barrier layer is made possible together with the metallic layer by a washing process.
Die Beschichtung des erfindungsgemäßen beschichteten Substrates umfasst ferner eine Sauerstoffbarriereschicht. Die Sauerstoffbarriereschicht schützt die DLC- Schicht, insbesondere vor dem Sauerstoff in der Umgebung. Die The coating of the coated substrate of the invention further comprises an oxygen barrier layer. The oxygen barrier layer protects the DLC layer, especially from the ambient oxygen. The
Sauerstoffbarriereschicht ermöglicht es, das Substrat mit der darauf befindlichen DLC-Schicht einer Wärmebehandlung oder einem Tempern zu unterwerfen , ohne dass es zu einem teilweisen oder vollständigen Abbau der DLC-Schicht kommt. Oxygen barrier layer makes it possible to subject the substrate with the DLC layer thereon to a heat treatment or annealing, without resulting in a partial or complete degradation of the DLC layer.
Solche Sauerstoffbarriereschichten und deren Bildung sind in der Technik gut bekannt. Es können hierfür die gängigen Materialien eingesetzt werden. Such oxygen barrier layers and their formation are well known in the art. It can be used for this, the common materials.
Für die Aufbringung der Sauerstoffbarriereschicht können die üblichen Verfahren bzw. Gasphasenabscheidung-Verfahren verwendet werden , z. B. PVD, insbesondere Sputtern, bevorzugt Magnetronsputtern , CVD und Atomlagenabscheidung (ALD, atomic layer deposition). For the application of the oxygen barrier layer, the usual methods or vapor deposition methods can be used, for. B. PVD, in particular sputtering, preferably magnetron sputtering, CVD and atomic layer deposition (ALD, atomic layer deposition).
I n einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Sauerstoffbarriereschicht ein Material ausgewählt aus Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid , Metallnitrid , Metallcarbid oder eine Kombination davon oder besteht im Wesentlichen aus einem solchen Material, wobei Siliziumnitrid , Metallnitrid , Metallcarbid oder eine In a preferred embodiment, the oxygen barrier layer comprises or consists essentially of a material selected from silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, metal nitride, metal carbide or a combination thereof, wherein silicon nitride, metal nitride, metal carbide or a
Kombination davon besonders bevorzugt sind . Bei den Metallnitriden und Combination thereof are particularly preferred. For the metal nitrides and
Metallcarbiden kann das Metall z. B. Titan , Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niobium, Tantal, Chrom , Molybdän oder Wolfram sein . I n einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält oder besteht die Sauerstoffbarriereschicht im Wesentlichen aus Siliziumnitrid, insbesondere S 13N4 und/oder dotiertes S 13N4, wobei mit Zr, Ti , Hf und/oder B dotiertes S 13N4 besonders bevorzugt und mit Zr dotiertes S 13N4 am meisten bevorzugt ist. Mit Ausnahme von B kann der Anteil der Dotierungselemente, insbesondere von Zr, Ti und/oder Hf, im dotierten S 13N4 z. B. im Bereich von 1 Atom-% bis 40 Atom-% liegen . Der Anteil von B als Dotierungselement kann z. B. im Bereich von 0, 1 ppm bis 100 ppm liegen . Metal carbides, the metal z. As titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum or tungsten. In a particularly preferred embodiment, the oxygen barrier layer essentially comprises or consists of silicon nitride, in particular S 13N4 and / or doped S 13N 4, with S 13N 4 doped with Zr, Ti, Hf and / or B being particularly preferred and Zr-doped S 13N 4 being most preferred is preferred. With the exception of B, the proportion of doping elements, in particular of Zr, Ti and / or Hf, in the doped S 13N4 z. B. in the range of 1 atomic% to 40 atomic%. The proportion of B as a doping element can, for. B. in the range of 0, 1 ppm to 100 ppm.
Die Kombination von der vorstehend erläuterten metallischen Schicht mit einer Siliziumnitrid enthaltenden Sauerstoffbarriereschicht ermöglicht einen besonders guten Schutz der DLC-Schicht, insbesondere, wenn dotiertes S 13N4, bevorzugt mit Zr dotiertes S 13N4, für die Sauerstoffbarriereschicht eingesetzt wird . Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise bereits eine relativ dünne Sauerstoffbarriereschicht, z. B. mit einer Dicke von nicht mehr als 1 00 nm oder sogar deutlich darunter, einen The combination of the above-explained metallic layer with a silicon nitride-containing oxygen barrier layer enables a particularly good protection of the DLC layer, in particular when doped S 13N4, preferably Zr-doped S 13N4, is used for the oxygen barrier layer. This is advantageous since in this way already a relatively thin oxygen barrier layer, for. B. with a thickness of not more than 1 00 nm or even significantly lower, a
ausreichenden Schutz bieten . Dies vermindert die Herstellungskosten und ist auch bezüglich einer vereinfachten Ablösung der Schichten nach der Wärmebehandlung vorteilhaft. provide adequate protection. This reduces the manufacturing costs and is also advantageous in terms of a simplified detachment of the layers after the heat treatment.
Der vorstehend bezüglich der Sauerstoffbarriereschicht verwendete Ausdruck "besteht im Wesentlichen aus" ist so zu verstehen, dass das genannte Material insbesondere mindestens 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, The term "consisting essentially of" as used herein with respect to the oxygen barrier layer is understood to mean that said material is in particular at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight,
bevorzugter mindestens 98 Gew.-%, der Sauerstoffbarriereschicht bildet. more preferably at least 98% by weight forming the oxygen barrier layer.
Die Sauerstoffbarriereschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke von 1 0 nm bis 1 00 nm, bevorzugt von 20 nm bis 80 nm, besonders bevorzugt 30 nm bis 80 nm, auf. The oxygen barrier layer preferably has a layer thickness of from 10 nm to 100 nm, preferably from 20 nm to 80 nm, particularly preferably from 30 nm to 80 nm.
I n einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil an Zinn und an Magnesium in der Sauerstoffbarriereschicht jeweils weniger als 10 Atom-%, bevorzugt weniger als 5 Atom-% und insbesondere weniger als 2 Atom-%. Dies gilt auch für in dieser Anmeldung genannten und/oder bevorzugten Bereiche an Zinn und Magnesium . In a further preferred embodiment, the proportion of tin and magnesium in the oxygen barrier layer is in each case less than 10 atom%, preferably less than 5 atom% and in particular less than 2 atom%. This also applies to the areas of tin and magnesium mentioned and / or preferred in this application.
I n einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist bei einer metallischen , ein- oder mehrlagigen Schicht mit einem Anteil an Zinn von größer oder gleich 50 Atom- % (und damit auch für alle hier genannten und/oder bevorzugten Bereiche), die Sauerstoffbarriereschicht einen Anteil an Zinn oder an Magnesium von jeweils weniger als 10 Atom-%, bevorzugt weniger als 5 Atom-% und insbesondere weniger als 2 Atom-% auf. I n einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist bei einer metallischen , ein- oder mehrlagigen Schicht mit einem Anteil an Magnesium von größer oder gleich 50 Atom-% (und damit auch für alle hier genannten und/oder bevorzugten Bereiche), die Sauerstoffbarriereschicht einen Anteil an Magnesium oder an Zinn von jeweils weniger als 10 Atom-%, bevorzugt weniger als 5 Atom-% und insbesondere weniger als 2 Atom-% auf. In a further preferred embodiment, in the case of a metallic, single-layer or multi-layer with a content of tin of greater than or equal to 50 atomic% (and thus also for all the ranges mentioned and / or preferred), the oxygen barrier layer contains a proportion of tin or of magnesium of less than 10 atom%, preferably less than 5 atom% and in particular less than 2 atom%. In a further preferred embodiment, in the case of a metallic, mono- or multilayered layer with a proportion of magnesium of greater than or equal to 50 atomic% (and thus also for all the ranges mentioned and / or preferred), the oxygen barrier layer has a proportion of magnesium or to tin of less than 10 atom%, preferably less than 5 atom% and in particular less than 2 atom%.
I n einer optionalen und bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beschichtung ferner zwischen dem Substrat und der DLC-Schicht eine oder mehrere In an optional and preferred embodiment, the coating further comprises one or more of the substrate and the DLC layer
lonendiffusionssperrschichten . Die lonendiffusionssperrschicht verhindert insbesondere eine unerwünschte Diffusion von Ionen , wie Natriumionen , aus dem Substrat in die Beschichtung, insbesondere während der Wärmebehandlung. ion diffusion barrier layers. In particular, the ion diffusion barrier layer prevents unwanted diffusion of ions, such as sodium ions, from the substrate into the coating, especially during the heat treatment.
Solche lonendiffusionssperrschichten und deren Bildung sind in der Technik gut bekannt. Es können hierfür die gängigen Materialien eingesetzt werden . Für die Aufbringung von lonendiffusionssperrschichten können die üblichen Verfahren bzw. Gasphasenabscheidungs-Verfahren verwendet werden , z. B. PVD, insbesondere Sputtern , bevorzugt Magnetronsputtern , CVD oder ALD. Such ion diffusion barrier layers and their formation are well known in the art. It can be used for this, the common materials. For the application of ion diffusion barrier layers, the usual methods or vapor deposition methods can be used, for. B. PVD, in particular sputtering, preferably magnetron sputtering, CVD or ALD.
I n einer bevorzugten Ausführungsform enthält die lonendiffusionssperrschicht ein Material ausgewählt aus Siliziumcarbid, Siliziumoxid , Siliziumnitrid , In a preferred embodiment, the ion diffusion barrier layer comprises a material selected from silicon carbide, silicon oxide, silicon nitride,
Siliziumoxynitrid , Metalloxid, Metallnitrid, Metallcarbid oder eine Kombination davon oder besteht im Wesentlichen daraus, wobei S 13N4 und/oder dotiertes S 13N4 bevorzugt und mit Zr, Ti, Hf und/oder B dotiertes S 13N4 besonders bevorzugt ist. Bei den Metalloxiden , Metallnitriden und Metallcarbiden kann das Metall z. B. Titan , Zirkonium, Hafnium, Vanadium , N iobium, Tantal , Chrom, Molybdän oder Wolfram sein . Silicon oxynitride, metal oxide, metal nitride, metal carbide, or a combination thereof, or consisting essentially thereof, with S 13N4 and / or doped S 13N4 being preferred and Zr, Ti, Hf, and / or B doped S 13N4 being particularly preferred. In the metal oxides, metal nitrides and metal carbides, the metal z. For example, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, N iobium, tantalum, chromium, molybdenum or tungsten.
Der vorstehend bezüglich der lonendiffusionssperrschicht verwendete Ausdruck "besteht im Wesentlichen aus" ist so zu verstehen, dass das genannte Material insbesondere mindestens 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, The term "consisting essentially of" as used above with regard to the ion diffusion barrier layer is understood to mean that said material is in particular at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight,
bevorzugter mindestens 98 Gew.-%, der lonendiffusionssperrschicht bildet. more preferably at least 98% by weight forming the ion diffusion barrier layer.
Die lonendiffusionssperrschicht weist z. B. eine Schichtdicke von 1 nm bis 100 nm, bevorzugt von 5 nm bis 50 nm , auf. The ion diffusion barrier layer has z. B. a layer thickness of 1 nm to 100 nm, preferably from 5 nm to 50 nm, on.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist ein beschichtetes Substrat, bei der die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht Zinn enthält oder eine Zinnschicht ist, die Sauerstoffbarriereschicht S 13N4 und/oder dotiertes S 13N4, insbesondere mit Zr dotiertes S 13N4, enthält oder daraus im Wesentlichen besteht, und gegebenenfalls zwischen dem Substrat und der DLC-Schicht mindestens eine A particularly preferred embodiment is a coated substrate in which the metallic single-layer or multi-layer contains tin or is a tin layer which contains or essentially consists of oxygen barrier layer S 13N4 and / or doped S 13N4, in particular Zr-doped S 13N4 , and if necessary at least one between the substrate and the DLC layer
lonendiffusionssperrschicht angeordnet ist, die S 13N4 und/oder dotiertes S 13N4, insbesondere mit Zr dotiertes S 13N4, enthält oder daraus im Wesentlichen besteht. Ion diffusion barrier layer is arranged, the S 13N4 and / or doped S 13N4, in particular Zr doped S 13N4 contains or consists essentially thereof.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform entspricht der vorstehend genannten , außer dass die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht statt Zinn eine A further preferred embodiment corresponds to that mentioned above, except that the metallic, single or multilayered layer instead of tin
Magnesiumlegierung, insbesondere eine Magnesiumlegierung mit AI und/oder Kupfer, enthält oder im Wesentlichen daraus besteht. Alternativ kann die Magnesium alloy, in particular a magnesium alloy with Al and / or copper, contains or consists essentially thereof. Alternatively, the
metallische, ein- oder mehrlagige Schicht statt der Magnesiumlegierung Magnesium und mindestens ein Legierungselement für Magnesium , insbesondere AI und/oder Kupfer, in unlegierter Form , insbesondere nicht als Magnesiumlegierung enthalten. metallic, single or multilayer coating instead of the magnesium alloy magnesium and at least one alloying element for magnesium, in particular Al and / or copper, in unalloyed form, in particular not as magnesium alloy.
I n einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Substrat und insbesondere das Glassubstrat, samt der Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff und einer oder mehrerer optionaler lonendiffusionssperrschichten transparent, d.h . die In a further advantageous embodiment, the substrate and in particular the glass substrate, together with the layer of diamond-like carbon and one or more optional ion diffusion barrier layers, are transparent, that is to say they are transparent. the
Transmission für sichtbares Licht beträgt mehr als 50%, bevorzugt mehr als 70% und insbesondere mehr als 80%. Visible light transmission is more than 50%, preferably more than 70%, and more preferably more than 80%.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines wärmebehandelten Substrats mit einer Beschichtung umfassend eine Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff, umfassend : a. Wärmebehandlung eines erfindungsgemäßen beschichteten Substrates wie vorstehend beschrieben , und The invention further relates to a process for producing a heat-treated substrate having a coating comprising a layer of diamond-like carbon, comprising: a. Heat treatment of a coated substrate according to the invention as described above, and
b. Entfernen der Sauerstoffbarriereschicht und der metallischen, ein- oder b. Removing the oxygen barrier layer and the metallic, on or
mehrlagigen Schicht von dem wärmebehandelten , beschichteten Substrat durch einen Waschprozess.  multilayered layer of the heat-treated coated substrate by a washing process.
Die Wärmebehandlung kann ein Tempern sein . Die Wärmebehandlung bzw. das Tempern , z.B. für ein Glassubstrat, kann z.B. bei einer Temperatur von 300°C bis 800 °C, bevorzugt 500°C bis 700°C, bevorzugter 600°C bis 700°C, durchgeführt werden . Die Dauer der Wärmebehandlung variiert je nach behandeltem System und eingesetzter Temperatur, kann aber z.B. 1 min bis 10 min betragen . The heat treatment may be annealing. The heat treatment or annealing, e.g. for a glass substrate, e.g. at a temperature of 300 ° C to 800 ° C, preferably 500 ° C to 700 ° C, more preferably 600 ° C to 700 ° C, are performed. The duration of the heat treatment varies depending on the system being treated and the temperature used, but may be e.g. 1 min to 10 min.
Für den Waschprozess können als Waschmedium z.B. Wasser, Säuren , Laugen und organische Lösungsmittel eingesetzt werden , wobei Wasser bevorzugt ist. Der Waschprozess kann z. B. durch Abspülen mit dem Waschmedium, durch Waschen unter Einwirkung von Bürsten oder bevorzugt durch Eintauchen in das For the washing process, as washing medium, e.g. Water, acids, alkalis and organic solvents are used, with water being preferred. The washing process can, for. B. by rinsing with the washing medium, by washing under the action of brushes or preferably by immersion in the
Waschmedium erfolgen . Der Waschprozess kann bei Umgebungstemperatur (z. B. im Bereich von 1 5°C bis 30 °C) durchgeführt werden . Das Waschmedium kann gegebenenfalls auch erwärmt werden. I n der Regel können die Washing medium done. The washing process can be carried out at ambient temperature (eg in the range of 1 5 ° C to 30 ° C). The washing medium can optionally also be heated. I usually can
Sauerstoffbarriereschicht und die metallische Schicht durch einfaches Eintauchen in ein Wasserbad problemlos entfernt werden . Oxygen barrier layer and the metallic layer can be easily removed by simply immersing in a water bath.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur effizienten und sicheren The inventive method is suitable for efficient and safe
Herstellung eines wärmebehandelten , mit einer DLC-Schicht versehenen Preparation of a heat-treated, provided with a DLC layer
Substrates. Aufgrund der relativ unreaktiven metallischen Schicht, wird die Gefahr für das Produkt, Anlage und Arbeiter gesenkt. Ferner können die metallischen Schicht und der Sauerstoffbarriereschicht schnell und einfach abgelöst werden . Substrate. Due to the relatively non-reactive metallic layer, the risk to the product, plant and workers is reduced. Furthermore, the metallic layer and the oxygen barrier layer can be peeled off quickly and easily.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von nicht einschränkenden The invention is described below by way of non-limiting
Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Die Figuren sind schematische Zeichnungen , Proportionen sind nicht berücksichtigt. Embodiments further explained with reference to the accompanying drawings. The figures are schematic drawings, proportions are not taken into account.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Aufbau von beschichteten Substraten gemäß der Erfindung. Das Substrat 1 kann z. B. ein Glas, eine Glaskeramik oder eine Keramik sein, bevorzugt ist Glas, insbesondere eine Glasscheibe. Auf dem Substrat 1 ist eine optionale lonendiffusionssperrschicht 5 aufgebracht. Die Fig. 1 shows schematically a structure of coated substrates according to the invention. The substrate 1 may, for. Example, a glass, a glass ceramic or a ceramic, preferably glass, in particular a glass sheet. On the substrate 1, an optional ion diffusion barrier layer 5 is applied. The
lonendiffusionssperrschicht 5 ist z. B. aus Siliziumnitrid , bevorzugt dotiertem Ion diffusion barrier layer 5 is z. B. of silicon nitride, preferably doped
Siliziumnitrid , gebildet. Auf der lonendiffusionssperrschicht 5 befindet sich eine DLC-Schicht 2. Auf der DLC-Schicht 2 befindet sich eine metallische Schicht 3. Die metallische Schicht 3 kann ein- oder mehrlagig aufgebaut sein (nicht gezeigt). Es kann sich z. B. um eine Schicht aus Zinn oder einer Magnesiumlegierung, z. B. Silicon nitride formed. On the ion diffusion barrier layer 5 is a DLC layer 2. On the DLC layer 2 is a metallic layer 3. The metallic layer 3 may be constructed in one or more layers (not shown). It can be z. B. to a layer of tin or a magnesium alloy, for. B.
Mg/Cu oder Mg/AI, handeln . Alternativ kann die metallische Schicht 3 aus Mg / Cu or Mg / Al, act. Alternatively, the metallic layer 3 of
Magnesium und mindestens einem Legierungselement für Mg, z. B. AI und/oder Cu , bestehen . Auf der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht 3 ist eine Magnesium and at least one alloying element for Mg, z. B. AI and / or Cu exist. On the metallic, single or multilayer layer 3 is a
Sauerstoffbarriereschicht 4 angebracht. Die Sauerstoffbarriereschicht 4 ist z. B. aus Siliziumnitrid, bevorzugt dotiertem Siliziumnitrid, gebildet. Oxygen barrier layer 4 attached. The oxygen barrier layer 4 is z. B. silicon nitride, preferably doped silicon nitride formed.
Dieses Beschichtungssystem kann auch bei hohen Temperaturen wärmebehandelt bzw. getempert werden, ohne dass die Qualität der DLC-Schicht beeinträchtigt wird . Nach der Wärmebehandlung können die nicht mehr benötigte This coating system can be heat treated or tempered even at high temperatures without affecting the quality of the DLC layer. After the heat treatment, the no longer needed
Sauerstoffbarriereschicht 4 und die metallische Schicht 3 in einfacher Weise, z. B. durch Eintauchen in ein Wasserbad , abgelöst werden . Oxygen barrier layer 4 and the metallic layer 3 in a simple manner, for. B. by immersion in a water bath, are replaced.
Beispiele Examples
Es wurden vier beschichtete Substrate im Labormaßstab hergestellt. Der Four coated substrates were prepared on a laboratory scale. The
Schichtaufbau von Beispiel 1 ist in Figur 2 wiedergegeben. Der Schichtaufbau von Beispiel 2 ist in Figur 3 wiedergegeben . Der Schichtaufbau von Beispiel 3 ist in Figur 4 wiedergegeben . Der Schichtaufbau von Beispiel 4 ist in Figur 5 Layer structure of Example 1 is shown in FIG. The layer structure of Example 2 is shown in FIG. The layer structure of Example 3 is shown in FIG. The layer structure of example 4 is in FIG. 5
wiedergegeben . reproduced.
Beispiel 1 ist ein Referenzbeispiel. Die Beispiele 2 bis 4 sind erfindungsgemäße Beispiele. Example 1 is a reference example. Examples 2 to 4 are examples according to the invention.
I n allen Beispielen wurde die DLC-Schicht jeweils durch ein PECVD-Verfahren (z.B. mit C2H2 als Precursor für DLC) aufgebracht. Die anderen Schichten wurden durch ein PVD-Verfahren (Magnetronsputtern) auf das Substrat aufgebracht, wobei hierfür für die einzelnen Schichten jeweils nachfolgend angegebene Prozessparameter verwendet wurden . Alternierenden Lagen aus unterschiedlichen Metallen wurden durch Sputtern im Wechsel mit verschiedenen Targets erhalten . In all examples, the DLC layer was applied by a PECVD method (e.g., C2H2 precursor for DLC). The other layers were applied to the substrate by a PVD (magnetron sputtering) process, using the following process parameters for each layer. Alternating layers of different metals were obtained by sputtering alternating with different targets.
Beispiel 1 (Referenz) Example 1 (reference)
Der Aufbau der in Beispiel 1 hergestellten Beschichtung ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. Das Substrat ("Glas") ist ein Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von etwa 2, 1 mm. Alternativ wurde hier, wie auch in den folgenden Beispielen 2 bis 4, auch ein Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von etwa 3,9 mm untersucht. Auf dem The structure of the coating produced in Example 1 is shown schematically in FIG. The substrate ("glass") is a soda-lime glass having a thickness of about 2.1 mm. Alternatively, as in the following examples 2 to 4, a soda lime glass with a thickness of about 3.9 mm was also investigated here. On the
Glassubstrat ist eine lonendiffusionssperrschicht ("Si3N4") aus S13N4 aufgetragen . Die Dicke der lonendiffusionssperrschicht beträgt 20 nm. Darüber befindet sich eine Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff ("DLC") mit einer Dicke von 3 nm bis 8 nm. Hierauf folgt eine metallische Schicht aus Magnesium ("Mg") mit einer Dicke von 10 nm. Die Sauerstoffbarriereschicht ("Si3N4") ist auf der Magnesiumschicht ausgebildet. Sie besteht aus S13N4 und weist eine Dicke von 50 nm auf. Glass substrate is an ion diffusion barrier layer ("Si3N4") of S13N4 applied. The thickness of the ion diffusion barrier layer is 20 nm. Above this is a layer of diamond-like carbon ("DLC") having a thickness of 3 nm to 8 nm. This is followed by a metallic layer of magnesium ("Mg") having a thickness of 10 nm. The oxygen barrier layer ("Si3N4") is formed on the magnesium layer. It consists of S13N4 and has a thickness of 50 nm.
Beispiel 2 Example 2
Der Aufbau der in Beispiel 2 hergestellten Beschichtung ist schematisch in Fig. 3 gezeigt. Das Substrat ("Glas") ist ein Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von etwa 2, 1 mm . Auf dem Glassubstrat ist eine lonendiffusionssperrschicht ("Si3N4") aus S 13N4 aufgetragen . Die Dicke der lonendiffusionssperrschicht beträgt 20 nm . The structure of the coating produced in Example 2 is shown schematically in FIG. The substrate ("glass") is a soda-lime glass having a thickness of about 2.1 mm. On the glass substrate, an ion diffusion barrier layer ("Si3N4") is made S 13N4 applied. The thickness of the ion diffusion barrier layer is 20 nm.
Darüber befindet sich eine Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff ("DLC") mit einer Dicke von 3 nm bis 8 nm. Hierauf folgt eine metallische Schicht aus Zinn ("Sn") mit einer Dicke von 1 0 nm. Die Sauerstoffbarriereschicht ("SisIV) ist auf der Zinnschicht ausgebildet. Sie besteht aus S 13N4 und weist eine Dicke von 50 nm auf. Above this is a layer of diamond-like carbon ("DLC") with a thickness of 3 nm to 8 nm. This is followed by a metallic layer of tin ("Sn") having a thickness of 10 nm. The oxygen barrier layer ("SisIV") formed on the tin layer and consists of S 13N4 and has a thickness of 50 nm.
Beispiel 3 Example 3
Der Aufbau der in Beispiel 3 hergestellten Beschichtung ist schematisch in Fig. 4 gezeigt. Das Substrat ("Glas") ist ein Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von etwa 2, 1 mm . Auf dem Glassubstrat ist eine lonendiffusionssperrschicht ("SisIV) aus S 13N4 aufgetragen . Die Dicke der lonendiffusionssperrschicht beträgt 20 nm . The structure of the coating produced in Example 3 is shown schematically in FIG. The substrate ("glass") is a soda-lime glass having a thickness of about 2.1 mm. On the glass substrate, an ion diffusion barrier layer ("SisIV") of S 13 N 4 is applied, and the thickness of the ion diffusion barrier layer is 20 nm.
Darüber befindet sich eine Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff ("DLC") mit einer Dicke von 3 nm bis 8 nm. Hierauf folgt eine dreilagige metallische Schicht, die alternierend aus Magnesium und Aluminium gebildet sind. Die metallische Schicht beginnt mit einer 2 nm dicken Lage ("AI") aus Aluminium, gefolgt von einer 1 0 nm dicken Lage ("Mg") aus Magnesium, worauf sich eine weitere 2 nm dicke Lage ("AI") aus Aluminium anschließt. Darüber befindet sich eine Sauerstoffbarriereschicht ("S i3N4"), die aus S 13N4 besteht und eine Dicke von 50 nm aufweist. Above this is a layer of diamond-like carbon ("DLC") with a thickness of 3 nm to 8 nm. This is followed by a three-layer metallic layer, which is formed alternately from magnesium and aluminum. The metallic layer begins with a 2 nm thick layer ("Al") of aluminum, followed by a 1 0 nm thick layer ("Mg") of magnesium, followed by another 2 nm thick layer ("AI") made of aluminum , Above this there is an oxygen barrier layer ("S i3N4") consisting of S 13N4 and having a thickness of 50 nm.
Beispiel 4 Example 4
Der Aufbau der in Beispiel 4 hergestellten Beschichtung ist schematisch in Fig. 5 gezeigt. Das Substrat ("Glas") ist ein Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von etwa 2, 1 mm . Auf dem Glassubstrat ist eine lonendiffusionssperrschicht ("Si3N4") aus S 13N4 aufgetragen . Die Dicke der lonendiffusionssperrschicht beträgt 20 nm . The structure of the coating produced in Example 4 is shown schematically in FIG. The substrate ("glass") is a soda-lime glass having a thickness of about 2.1 mm. On the glass substrate, an ion diffusion barrier layer ("Si3N4") of S 13N4 is applied. The thickness of the ion diffusion barrier layer is 20 nm.
Darüber befindet sich eine Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff ("DLC") mit einer Dicke von 3 nm bis 8 nm. Für die metallische Schicht wurden zwei Varianten getestet. Bei der einen Variante wurde Mg und AI und bei der anderen Variante Mg und Cu eingesetzt. Hieraus wurde eine mehrlagige metallische Schicht gebildet, die jeweils alternierend aus Magnesium und Aluminium oder alternierend aus Above this is a layer of diamond-like carbon ("DLC") with a thickness of 3 nm to 8 nm. Two variants were tested for the metallic layer. In one variant, Mg and Al were used and in the other variant Mg and Cu. From this, a multilayer metallic layer was formed, each alternately made of magnesium and aluminum or alternately
Magnesium und Kupfer gebildet sind . Die metallische Schicht beginnt mit einer Lage ("Mg") aus Magnesium, gefolgt von einer Lage ("Al/Cu") aus Aluminium oder Kupfer, gefolgt von einer Lage ("Mg") aus Magnesium usw. I n Fig. 5 sind nicht alle aufgebrachten Lagen gezeigt, was durch veranschaulicht ist. Die metallische Schicht wird durch eine Lage aus Magnesium abgeschlossen (nicht gezeigt). Alle Lagen der metallischen Schicht weisen eine Dicke von etwa 2 nm auf. Die Magnesium and copper are formed. The metallic layer begins with a layer ("Mg") of magnesium, followed by a layer ("Al / Cu") of aluminum or copper, followed by a layer ("Mg") of magnesium, etc. FIG not all applied layers are shown, which is illustrated by. The metallic layer is terminated by a layer of magnesium (not shown). All layers of the metallic layer have a thickness of about 2 nm. The
Gesamtdicke der metallischen Schicht beträgt etwa 20 nm. Daraus ergibt sich , dass die metallische Schicht aus etwa 1 0 alternierenden Lagen besteht. Über der metallischen Lage befindet sich eine Sauerstoffbarriereschicht ("SisIV), die aus S 13N4 besteht und eine Dicke von 50 nm aufweist. Total thickness of the metallic layer is about 20 nm. It follows that the metallic layer consists of about 1 0 alternating layers. Above the metallic layer is an oxygen barrier layer ("SisIV"), which consists of S 13N4 and has a thickness of 50 nm.
Alternativ wäre denkbar, eine metallische Schicht aus Mg, AI und Cu zu bilden . Hierfür könnten z.B. eine alternierende Schichtfolge Mg / AI / Mg / Cu / Mg / AI usw. gewählt werden. Bei einer anderen Variante könnten Cu und AI gemeinsam, z.B. als Legierung aufgebracht werden , was z. B. die folgende Schichtfolge ergäbe: Mg / Cu+Al / Mg / Cu+Al usw. Alternatively, it would be conceivable to form a metallic layer of Mg, Al and Cu. For this purpose, e.g. an alternating layer sequence Mg / Al / Mg / Cu / Mg / Al, etc. can be selected. In another variant, Cu and Al could be taken together, e.g. be applied as an alloy, which z. For example, the following layer sequence would result: Mg / Cu + Al / Mg / Cu + Al, etc.
Bewertung der Beispiele 1 bis 4 Evaluation of Examples 1 to 4
Die Beschichtungen aller Beispiele zeigten gute Temperbarkeit und eine The coatings of all examples showed good temperability and a
außergewöhnlich gute Kratzbeständigkeit nach Wärmebehandlung und Entfernung der metallischen Schicht und der Sauerstoffbarriereschicht. Die DLC-Schicht konnte somit in allen Beispielen durch die Sauerstoffbarriereschicht aus S 13N4 gegen Abbau und Oxidation geschützt werden .  exceptionally good scratch resistance after heat treatment and removal of the metallic layer and the oxygen barrier layer. The DLC layer could therefore be protected against degradation and oxidation by the oxygen barrier layer of S 13N4 in all examples.
I nsbesondere Sauerstoffbarriereschichten aus S 13N4, die mit Zr dotiert waren , zeigten einen hervorragenden Schutz für die DLC-Schicht während des Temperns. In particular, oxygen barrier layers of S 13N4 doped with Zr showed excellent protection for the DLC layer during annealing.
Nach einer Wärmebehandlung erwiesen sich die metallischen Schichten der After a heat treatment, the metallic layers of the proved
Beispiele 2, 3 und 4 (Sn bzw. Mg und AI oder Cu) vorteilhaft als Bruch- bzw.  Examples 2, 3 and 4 (Sn or Mg and Al or Cu) advantageously as fracture or
Ablösestelle. Es war nur eine Behandlung mit Wasser erforderlich , um die über der DLC-Schicht befindlichen Schichten zu entfernen .  Separation point. Only one treatment with water was required to remove the layers above the DLC layer.
Ferner zeigten die metallischen Schichten der Beispiele 2, 3 und 4 (Sn bzw. Mg und AI oder Cu) vor dem Tempern eine gute mechanische Stabilität, was die Bearbeitung und Lagerung des noch nicht wärmebehandelten Glases erleichtert. Furthermore, the metallic layers of Examples 2, 3 and 4 (Sn or Mg and Al or Cu) exhibited good mechanical stability prior to annealing, which facilitates processing and storage of the glass which has not yet been heat treated.
Die folgende Tabelle zeigt das relative Verhalten der beschichteten Substrate der Beispiele 1 bis 4 hinsichtlich Lagerstabilität, EHS-Risiko und Kratzbeständigkeit ("-" = nicht zufriedenstellend , "o" ausreichend ; "+" = gut) The following table shows the relative behavior of the coated substrates of Examples 1 to 4 in terms of storage stability, EHS risk and scratch resistance ("-" = unsatisfactory, "o" sufficient; "+" = good)
Prüfung der Lagerstabilität Die beschichteten Glassubstrate der Beispiele 1 bis 4 wurden nach der Herstellung (ohne Tempern) acht Wochen unter Atmosphärenbedingung gelagert und auf Alterungserscheinungen untersucht. Testing the storage stability The coated glass substrates of Examples 1 to 4 were stored after the preparation (without annealing) for eight weeks under atmospheric conditions and examined for signs of aging.
Beispiel 1 zeigte danach schlechte Schichthaftung und Korrosion , die Beschichtung ließ sich durch bloßes Reiben mit dem Finger entfernen . Beispiel 4 zeigte vereinzelt Areale, bei denen ähnliche Haftungsprobleme auftraten . Für die Beispiele 2 und 3 konnte keiner dieser Schwachstellen festgestellt werden . Example 1 then showed poor film adhesion and corrosion, the coating could be removed by merely rubbing with the finger. Example 4 occasionally showed areas where similar adhesion problems occurred. For examples 2 and 3 none of these weaknesses could be identified.
I n Beispiel 1 zeigt sich die Abbauwirkung von Feuchtigkeit bei Lagerung deutlich . Während kurz nach Herstellung der Beschichtung Beispiel 1 ähnlich wie Beispiel 2 ein gutes Verhalten hinsichtlich Haftung und Schutz zeigt, zeigen sich nach 2 Monaten Lagerung eine Ablation der Beschichtung, wodurch die DLC-Schicht teilweise freiliegt. I n diesem Zustand ist eine Wärmebehandlung nicht mehr möglich , da kein ausreichender Schutz mehr für die DLC-Schicht vorhanden ist. In Example 1, the degradation effect of moisture during storage is clearly shown. While shortly after preparation of the coating, Example 1, similar to Example 2, shows good adhesion and protection behavior, ablation of the coating after 2 months of storage reveals partial exposure of the DLC layer. In this condition, a heat treatment is no longer possible because there is no longer sufficient protection for the DLC layer.
Beschichtungen gemäß Beispiel 1 sind daher nur brauchbar, wenn die Coatings according to Example 1 are therefore only useful if the
Wärmebehandlung kurz nach Herstellung der Beschichtung durchgeführt wird . Heat treatment is carried out shortly after preparation of the coating.
Dagegen ist bei der Beschichtung von Beispiel 2 auch nach 2 Monaten keine In contrast, in the coating of Example 2, even after 2 months none
Ablösung der Beschichtung ersichtlich und bietet sehr viel bessere Lager- und Handhabungseigenschaften . Detachment of the coating visible and offers much better storage and handling properties.
EHS-Risiko EHS risk
EHS-Risiko beinhaltet eine Bewertung der EHS-Gefahrensituation für die  EHS risk includes an assessment of the EHS hazard situation for the
Herstellung und Handhabung der beschichteten Substrate. Da metallisches Production and handling of the coated substrates. As metallic
Magnesium eine gewisse Reaktivität besitzt, ist dies immer zu berücksichtigen , insbesondere im Sputterprozess, wo feine Stäube entstehen (Beispiel 1 ). Durch die Kombination mit weniger reaktiven Materialien (AI /Cu) reduziert sich das Risiko (Beispiele 3 und 4). Dieses Risiko entfällt im Wesentlichen in Beispiel 2, da Sn deutlich weniger reaktiv als Mg ist. Magnesium has a certain reactivity, this must always be taken into account, especially in the sputtering process, where fine dusts are formed (Example 1). Combining with less reactive materials (AI / Cu) reduces the risk (Examples 3 and 4). This risk is essentially eliminated in Example 2, since Sn is significantly less reactive than Mg.
Kratzbeständigkeit scratch resistance
Die mit DLC beschichteten Substrate, die aus den Beispielen 1 bis 4 nach Tempern und nach Entfernung der metallischen Schicht erhalten wurden , zeigten im Vergleich zu nicht beschichtetem Kalk-Natron-Glas eine gute Resistenz gegenüber Kratzern bei einem Test mit zunehmender Belastung.  The DLC-coated substrates obtained from Examples 1 to 4 after annealing and after removal of the metallic layer showed good resistance to scratches in a load-bearing test as compared to uncoated soda-lime glass.
Hierfür lässt man Kugeln mit einem Durchmesser von 1 0 mm aus rostfreiem Stahl, Borosilikat und Aluminiumoxid mit zunehmender Kraft (gleichmäßiger Anstieg der Kraft von 0 N bis 30 N durch Erhöhung der Fallhöhe, Geschwindigkeit 30 N/min) auf die beschichteten Substrate sowie zum Vergleich auf unbeschichtetes Kalk-Natron- Glas einwirken . Die Kugel aus rostfreiem Stahl hinterließ hierbei auf keiner Probe Kratzspuren . Die Kugeln aus Borosilikat und Aluminiumoxid hinterließen bereit ab einer Kraft von etwa 5 N tiefe Spuren auf dem unbeschichteten Natron-Kalk-Glas, aber keine Spuren auf dem beschichteten Glas. For this purpose, balls with a diameter of 1 0 mm stainless steel, borosilicate and alumina with increasing force (even increase in force from 0 N to 30 N by increasing the drop height, speed 30 N / min) on the coated substrates and for comparison act on uncoated soda-lime glass. The stainless steel ball did not leave scratch marks on any of these samples. The spheres of borosilicate and aluminum oxide have left a depth of at least 5 N on the uncoated soda-lime glass, but no traces on the coated glass.
Ferner wurde der Reibungskoeffizient der aus den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen , mit DLC beschichteten Substrate mit dem Reibungskoeffizienten von unbeschichtetem Natron-Kalk-Glas verglichen , wobei der Reibungskoeffizient für die Beispiele 1 bis 4 vergleichbar war und deutlich geringer war als der für unbeschichtetes Natron-Kalk- Glas. Ähnliche Ergebnisse wurden bei beschichtetem und unbeschichtetem Further, the coefficient of friction of the DLC coated substrates obtained from Examples 1 to 4 was compared with the coefficient of friction of uncoated soda-lime glass, the coefficient of friction for Examples 1 to 4 being comparable and significantly lower than that for uncoated soda-lime glass. Lime-glass. Similar results were obtained in coated and uncoated
Borosilicatglas und beschichtetem und unbeschichtetem Edelstahl festgestellt. Borosilicate glass and coated and uncoated stainless steel found.
Durch die Beschichtung wird der Reibungskoeffizient deutlich verringert. The coating significantly reduces the coefficient of friction.
Fig. 6 veranschaulicht eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines beschichteten Substrates. Das Substrat ("Glas") ist ein Glassubstrat. Auf dem Glassubstrat ist eine lonendiffusionssperrschicht ("Si3N4") aus S13N4 aufgetragen . Darüber befindet sich eine DLC-Schicht ("DLC"). H ierauf folgt eine metallische Schicht ("Mg+Cu") aus einer Mg-Cu-Legierung. Alternativ wäre z. B. eine Mg-Al- oder eine Mg-Al-Cu-Legierung denkbar. Eine Sauerstoffbarriereschicht ("Si3N4") befindet sich auf der metallischen Schicht. Fig. 6 illustrates another embodiment of a coated substrate according to the invention. The substrate ("glass") is a glass substrate. On the glass substrate, an ion diffusion barrier layer ("Si3N4") of S13N4 is applied. Above it is a DLC layer ("DLC"). This is followed by a metallic layer ("Mg + Cu") of an Mg-Cu alloy. Alternatively, z. As a Mg-Al or Mg-Al-Cu alloy conceivable. An oxygen barrier layer ("Si3N4") is on the metallic layer.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Substrat 1 substrate
2 Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) 2 layer of diamond-like carbon (DLC)
3 metallische, ein- oder mehrlagige Schicht3 metallic, single or multi-layer coating
4 Sauerstoffbarriereschicht 4 oxygen barrier layer
5 lonendiffusionssperrschicht (optional)  5 ion diffusion barrier layer (optional)

Claims

Patentansprüche claims
1 . Beschichtetes Substrat, wobei die Beschichtung ausgehend vom Substrat (1 ) in dieser Reihenfolge umfasst: 1 . Coated substrate, wherein the coating from the substrate (1) comprises in this order:
a. eine Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff (2),  a. a layer of diamond-like carbon (2),
b. eine metallische, ein- oder mehrlagige Schicht (3) und  b. a metallic, single or multilayer coating (3) and
c. eine Sauerstoffbarriereschicht (4),  c. an oxygen barrier layer (4),
wobei die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht (3)  wherein the metallic, single or multilayer coating (3)
b1 ) Zinn oder Zinn und mindestens ein Legierungselement für Zinn , die unlegiert und/oder legiert vorliegen enthält und der Anteil an Zinn in der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht (3) im Bereich von 50 Atom-% bis 1 00 Atom-% liegt,  b1) tin or tin and at least one alloying element for tin, which is present unalloyed and / or alloyed, and the proportion of tin in the metallic, single or multilayered layer (3) in the range from 50 atomic% to 1 00 atomic% lies,
oder  or
b2) Magnesium und mindestens ein Legierungselement für Magnesium, die unlegiert und/oder legiert vorliegen, enthält und der Anteil an Magnesium in der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht (3) im Bereich von 50 Atom- % bis 99 Atom-% liegt.  b2) magnesium and at least one alloying element for magnesium, which are present in unalloyed and / or alloyed, contains and the proportion of magnesium in the metallic, single or multi-layered layer (3) in the range of 50 atom% to 99 atomic%.
2. Beschichtetes Substrat nach Anspruch 1 , wobei das mindestens eine 2. Coated substrate according to claim 1, wherein the at least one
Legierungselement für Zinn ausgewählt ist aus Antimon, Kupfer, Blei , Silber, I ndium, Gallium , Germanium oder einer Kombination davon , bevorzugt aus Kupfer, Silber, I ndium oder einer Kombination davon, und/oder  Alloy element for tin is selected from antimony, copper, lead, silver, I ndium, gallium, germanium or a combination thereof, preferably from copper, silver, I ndium or a combination thereof, and / or
wobei das mindestens eine Legierungselement für Magnesium ausgewählt ist aus Aluminium , Bismut, Mangan , Kupfer, Cadmium, Eisen, Strontium , Zirkonium, Thorium , Lithium, N ickel, Blei, Silber, Chrom, Silizium, Zinn , Gadolinium , Yttrium, Calcium, Antimon oder einer Kombination davon , bevorzugt aus Aluminium , Mangan , Kupfer, Silizium oder einer Kombination davon .  wherein the at least one alloying element for magnesium is selected from aluminum, bismuth, manganese, copper, cadmium, iron, strontium, zirconium, thorium, lithium, nickel, lead, silver, chromium, silicon, tin, gadolinium, yttrium, calcium, antimony or a combination thereof, preferably of aluminum, manganese, copper, silicon or a combination thereof.
3. Beschichtetes Substrat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Anteil von b1 ) Zinn oder Zinn und mindestens einem Legierungselement für Zinn oder der Anteil von b2) Magnesium und mindestens einem The coated substrate of claim 1 or claim 2 wherein the portion of b1) is tin or tin and at least one alloying element for tin or the portion of b2) magnesium and at least one
Legierungselement für Magnesium in der metallischen , ein- oder mehrlagigen Schicht (3) im Bereich von 90 Atom-% bis 1 00 Atom-%, bevorzugt von 95 Atom-% bis 1 00 Atom-%, liegt. Alloying element for magnesium in the metallic, single or multi-layered layer (3) in the range of 90 atom% to 1 00 atom%, preferably from 95 atom% to 1 00 atom%.
4. Beschichtetes Substrat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anteil an Zinn in der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht (3) im Bereich von 60 Atom-% bis 1 00 Atom-%, bevorzugt von 70 Atom-% bis 1 00 Atom-%, bevorzugter von 80 Atom-% bis 1 00 Atom-% und insbesondere von 90 Atom-% bis 1 00 Atom-%, liegt, oder wobei der Anteil an Magnesium in der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht (3) im Bereich von 50 Atom-% bis 99 Atom-%, bevorzugt von 60 Atom-% bis 95 Atom-%, liegt. A coated substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of tin in the metallic single-layer or multi-layer (3) is in the range of 60 at% to 1 00 at%, preferably 70 at% 1 00 atomic%, more preferably from 80 atomic% to 1 00 atomic% and in particular from 90 atomic% to 1 00 atomic%, or wherein the proportion of magnesium in the metallic, single or multilayer coating ( 3) is in the range of 50 at% to 99 at%, preferably 60 at% to 95 at%.
5. Beschichtetes Substrat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht (3) Zinn , eine Zinnlegierung oder eine Magnesiumlegierung, bevorzugt eine Magnesiumlegierung mit A coated substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the metallic single-layer or multi-layer (3) comprises tin, a tin alloy or a magnesium alloy, preferably a magnesium alloy
Aluminium und/oder Kupfer, enthält oder daraus besteht, wobei die  Aluminum and / or copper, contains or consists of, wherein the
metallische Schicht (3) bevorzugt einlagig ist.  metallic layer (3) is preferably single-layered.
6. Beschichtetes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die 6. Coated substrate according to one of claims 1 to 4, wherein the
metallische, ein- oder mehrlagige Schicht (3) aus zwei, drei oder mehr Lagen gebildet ist,  metallic, single-layer or multi-layer (3) is formed from two, three or more layers,
wobei eine oder mehrere Lagen enthaltend Zinn und eine oder mehrere Lagen enthaltend mindestens ein Legierungselement für Zinn , bevorzugt ausgewählt aus Kupfer, Silber und/oder I ndium , alternierend angeordnet sind , oder  wherein one or more layers containing tin and one or more layers containing at least one alloying element for tin, preferably selected from copper, silver and / or I ndium, are arranged alternately, or
wobei eine oder mehrere Lagen enthaltend Magnesium und eine oder mehrere Lagen enthaltend mindestens ein Legierungselement für  wherein one or more layers containing magnesium and one or more layers containing at least one alloying element for
Magnesium , bevorzugt ausgewählt aus Aluminium und/oder Kupfer, alternierend angeordnet sind .  Magnesium, preferably selected from aluminum and / or copper, are arranged alternately.
7. Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anteil an Zinn oder an Magnesium in der Sauerstoffbarriereschicht (4) jeweils < 1 0 Atom-%, bevorzugt < 5 Atom-% und insbesondere < 2 Atom-% beträgt. 7. Coated substrate according to one of the preceding claims, wherein the proportion of tin or of magnesium in the oxygen barrier layer (4) in each case <1 0 atomic%, preferably <5 atomic% and in particular <2 atomic%.
8. Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die 8. Coated substrate according to one of the preceding claims, wherein the
Sauerstoffbarriereschicht (4) Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid , Metallnitrid, Metallcarbid oder eine Kombination davon enthält oder daraus besteht, wobei S 13N4 und/oder dotiertes S 13N4 bevorzugt und mit Zr, Ti, Hf und/oder B dotiertes S 13N4 besonders bevorzugt ist. Oxygen Barrier Layer (4) contains or consists of silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, metal nitride, metal carbide or a combination thereof, with S 13N4 and / or doped S 13N4 being preferred and Z 13N4 doped with Zr, Ti, Hf and / or B being particularly preferred.
9. Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sauerstoffbarriereschicht (4) eine Schichtdicke von 10 bis 1 00 nm, bevorzugt von 20 bis 80 nm , aufweist. 9. Coated substrate according to one of the preceding claims, wherein the oxygen barrier layer (4) has a layer thickness of 10 to 1 00 nm, preferably from 20 to 80 nm.
1 0. Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beschichtung ferner zwischen dem Substrat (1 ) und der Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff (2) eine oder mehrere lonendiffusionssperr- schichten (5) umfasst, welche bevorzugt Siliziumcarbid, Siliziumoxid , 1 0. Coated substrate according to one of the preceding claims, wherein the coating further comprises between the substrate (1) and the layer of diamond-like carbon (2) one or more ion diffusion barrier layers (5), which preferably silicon carbide, silicon oxide,
Siliziumnitrid , Siliziumoxynitrid , Metalloxid , Metallnitrid , Metallcarbid oder eine Kombination davon enthalten oder daraus bestehen , wobei S 13N4 und/oder dotiertes S 13N4 bevorzugt und mit Zr, Ti, Hf und/oder B dotiertes S 13N4 besonders bevorzugt ist.  Silicon nitride, silicon oxynitride, metal oxide, metal nitride, metal carbide or a combination thereof, wherein S 13N4 and / or doped S 13N4 is preferred and Zr, Ti, Hf and / or B doped S 13N4 is particularly preferred.
1 1 . Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff (2) eine Schichtdicke von 1 nm bis 20 nm, bevorzugt von 2 nm bis 10 nm , besonders bevorzugt von 3 nm bis 8 nm, aufweist und/oder die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht (3) eine Schichtdicke von 1 nm bis 50 nm, bevorzugt von 2 nm bis 40 nm, besonders bevorzugt von 5 nm bis 25 nm, aufweist. 1 1. Coated substrate according to one of the preceding claims, wherein the layer of diamond-like carbon (2) has a layer thickness of 1 nm to 20 nm, preferably 2 nm to 10 nm, particularly preferably 3 nm to 8 nm, and / or the metallic, single-layer or multi-layer (3) has a layer thickness of 1 nm to 50 nm, preferably from 2 nm to 40 nm, particularly preferably from 5 nm to 25 nm.
12. Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Substrat (1 ) Keramik, Glaskeramik oder Glas ist, wobei Glas bevorzugt ist. 12. Coated substrate according to one of the preceding claims, wherein the substrate (1) is ceramic, glass ceramic or glass, glass being preferred.
1 3. Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht (3) Zinn enthält oder eine 1 3. Coated substrate according to one of the preceding claims, wherein the metallic, single or multilayer film (3) contains tin or a
Zinnschicht ist, die Sauerstoffbarriereschicht (4) S 13N4 und/oder dotiertes S 13N4, insbesondere mit Zr dotiertes S 13N4, enthält oder daraus besteht, und gegebenenfalls zwischen dem Substrat (1 ) und der Schicht aus  Tin layer is, the oxygen barrier layer (4) S 13N4 and / or doped S 13N4, in particular Zr doped S 13N4, contains or consists thereof, and optionally between the substrate (1) and the layer of
diamantähnlichem Kohlenstoff (2) mindestens eine  diamond-like carbon (2) at least one
lonendiffusionssperrschicht (5) angeordnet ist, die S 13N4 und/oder dotiertes S 13N4, insbesondere mit Zr dotiertes S 13N4, enthält oder daraus besteht.  Ion diffusion barrier layer (5) is arranged, the S 13N4 and / or doped S 13N4, in particular Zr doped S 13N4, contains or consists thereof.
14. Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die metallische, ein- oder mehrlagige Schicht (3) durch Sputtern , bevorzugt Magnetron-Sputtern oder Co-Sputtern , oder durch CVD, bevorzugt PECVD, oder durch lonenstrahlverdampfen gebildet ist. 14. Coated substrate according to one of the preceding claims, wherein the metallic, single or multilayer film (3) is formed by sputtering, preferably magnetron sputtering or co-sputtering, or by CVD, preferably PECVD, or by ion beam evaporation.
5. Beschichtetes Substrat nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff (2) undotiert oder dotiert ist. 6. Verfahren zur Herstellung eines wärmebehandelten Substrats mit einer A coated substrate according to any one of the preceding claims wherein the layer of diamond-like carbon (2) is undoped or doped. 6. A process for producing a heat-treated substrate with a
Beschichtung umfassend eine Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff (2), umfassend :  A coating comprising a layer of diamond-like carbon (2), comprising:
a. Wärmebehandlung eines beschichteten Substrates nach einem der  a. Heat treatment of a coated substrate according to one of
Ansprüche 1 bis 14, bevorzugt bei einer Temperatur von 300 bis 800 °C, und  Claims 1 to 14, preferably at a temperature of 300 to 800 ° C, and
b. Entfernen der Sauerstoffbarriereschicht (4) und der metallischen, ein- oder mehrlagigen Schicht (3) von dem wärmebehandelten , beschichteten Substrat durch einen Waschprozess.  b. Removing the oxygen barrier layer (4) and the metallic, single or multilayered layer (3) from the heat treated coated substrate by a washing process.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112022001599A2 (en) * 2019-08-21 2022-03-22 Saint Gobain Hardenable coatings having diamond-like carbon and deposition by sputtering on magnetron with high energy impulse
FR3101344A1 (en) 2019-09-30 2021-04-02 Saint-Gobain Glass France Glazing comprising a sunscreen stack and a protective coating comprising yttrium
FR3124805B1 (en) 2021-06-30 2024-03-22 Saint Gobain Substrate coated with at least one layer of diamond-like carbon protected by a temporary layer based on germanium or based on germanium oxide
FR3129938A1 (en) 2021-12-08 2023-06-09 Saint-Gobain Glass France Glazing comprising a solar protection stack and a protective coating comprising an oxide of yttrium and at least one element chosen from hafnium and/or titanium
EP4197981A1 (en) 2021-12-15 2023-06-21 Saint-Gobain Glass France Glazing and method for manufacturing the same
WO2023161080A1 (en) 2022-02-23 2023-08-31 Saint-Gobain Glass France Method for producing a heat-treated substrate provided with a diamond-like coating

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6878404B2 (en) 2003-02-06 2005-04-12 Guardian Industries Corp. Method of depositing DLC on substrate
US7060322B2 (en) * 2003-09-02 2006-06-13 Guardian Industries Corp. Method of making heat treatable coated article with diamond-like carbon (DLC) coating
JP5020255B2 (en) * 2006-11-16 2012-09-05 三菱樹脂株式会社 Gas barrier film laminate
US8132426B2 (en) * 2007-01-29 2012-03-13 Guardian Industries Corp. Method of making heat treated coated article using diamond-like carbon (DLC) coating and protective film
US7964238B2 (en) * 2007-01-29 2011-06-21 Guardian Industries Corp. Method of making coated article including ion beam treatment of metal oxide protective film
US7914857B2 (en) * 2007-01-29 2011-03-29 Guardian Industries Corp. Method of making heat treated coated article using diamond-like carbon (DLC) coating and protective film with oxygen content of protective film based on bending characteristics of coated article
US7833574B2 (en) 2007-01-29 2010-11-16 Guardian Industries Corp. Method of making heat treated coated article using diamond-like carbon (DLC) coating and protective film
DE102008037871A1 (en) 2008-08-15 2010-02-25 Amg Coating Technologies Gmbh Sliding element with multiple layer
JP5592625B2 (en) 2009-09-25 2014-09-17 Ntn株式会社 Hard film forming method and hard film
JP5432971B2 (en) * 2011-02-15 2014-03-05 株式会社神戸製鋼所 Sliding member and manufacturing method thereof
CN203834012U (en) 2014-04-03 2014-09-17 蒋绍洪 Continuous type diamond like carbon film coating device
CN105441871A (en) 2014-09-29 2016-03-30 苏州克里福迪纳米科技有限公司 Method and device for industrial preparation of superhard DLC carbon coating through physical vapor deposition (PVD) and high power impulse magnetron sputter (HIPIMS)
WO2016158791A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 三菱化学株式会社 Organic thin film solar cell module
CN104962914B (en) 2015-07-03 2018-01-05 成都工具研究所有限公司 Prepare the industrial automation vapor deposition apparatus of DLC film
RU2617189C1 (en) * 2016-03-28 2017-04-21 Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрических исполнительных механизмов и приводов "ПРИМЕХ" Method of application of wear-resistant coating

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