玻璃陶瓷制造技术

本发明专利技术的目的是玻璃陶瓷片材，在它的至少一个面的至少一部分上被提供有薄层涂层，该薄层涂层包含至少一个由基于金属铌Nb的金属或者基于氧化铌NbOx的氧化物构成的薄功能层，其中x最多为0.5，所述或者每个薄功能层用至少两个由电介质材料制成的薄层围绕，该薄功能层的物理厚度或者必要时所有薄功能层的累积物理厚度在8-15nm的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用作为用于烤箱、火炉或者壁炉的门或者窗的面板的玻璃陶瓷的领域。上述的应用要求具有高热机械强度的面板，其中玻璃陶瓷是特别重视的，特别地铝硅酸锂(LAS)类型的玻璃陶瓷，其包含嵌入残余玻璃相中的主要β-石英结构的晶体。由于这些玻璃陶瓷的热膨胀系数几乎是零，因此它们的优异的冲击强度和对热梯度的耐受性。而且，有利的是，出于安全原因，能最大地降低该面板的与热源相反的面的温度以避免过大地加热面板本身以及其附近并因此避免对烤箱、火炉或者壁炉的用户的烧伤。本专利技术的目的是提供用于烤炉的门或者壁炉插入物的面板，其同时地显示出高热机械强度、限制在与朝向热源的面相反的面上的温度的性质以及可接受的光学性质，特别地在光反射和透射方面。在上述的应用中，面板还必须经受腐蚀性气氛，从而要求优异的耐化学性。为此，本专利技术主题是玻璃陶瓷片材，在它的至少一个面的至少一部分上被提供有薄层涂层，该薄层涂层包含至少一个由基于金属铌Nb的金属构成的薄功能层，或者由基于氧化铌NbOx的氧化物构成的薄功能层，其中x最多为0.5，所述或者每个薄功能层用至少两个由电介质材料制成的薄层围绕，该薄功能层的物理厚度或者必要时所有薄功能层的累积物理厚度在8-15nm的范围内。另一个本专利技术主题是烤箱、火炉或者壁炉的门或者窗，其包含至少一个根据本专利技术的玻璃陶瓷片材。最后，本专利技术主题是包含至少一个根据本专利技术的门或者窗的烤箱、火炉或者壁炉。所述或者每个薄功能层由基于金属铌Nb的金属组成或者由基于氧化铌NbOx的氧化物组成，其中x最多为0.5。该措辞“基于”理解为表示构成所述或者每个薄功能层的金属或者氧化物优选地根据情况包含至少80%重量，特别地90%重量的金属铌或者NbOx。该薄功能层可以任选地以少数方式包含其它不同于Nb的金属，特别地至少一种选自Zr、Ti、Ta和Mo的金属。优选地，然而，所述或者每个薄功能层由金属铌Nb构成或者由氧化铌NbOx组成，其中x最多为0.5。所述或者每个薄功能层可以由金属铌组成。这种类型的功能层，与电介质层组合，已经证明在热方面和在热机械稳定性和耐化学性方面是特别有效的。所述或者每个薄功能层或者可以由氧化物NbOx组成，其中x最多为0.5，特别地0.4，优选地在0.05至0.35，特别地0.25至0.30范围内。x的值可以使用堆叠体的深度分布(profiles en profondeur)通过XPS法(X射线光电子光谱法)通过Nb和O各自的峰的积分根据熟知的适合于这种分析法的技术进行测定。该测量在铌的信号的强度最大值(对应于该功能层的中心)进行实施。典型地，该实施的测量的实验条件可以为如下。XPS深度分布使用由Kratos公司经销的Nova?光谱仪获得。该XPS光谱使用225W的铝激发Kα(hν=1486.6eV)进行收集。由于荷电效应，通过施加在285eV的C1s(CH–脂族碳)电子的结合能修正该结合能的尺度。磨蚀源(source d’abrasion)是在2keV运行的具有1.15μA强度的Ar-离子枪，其扫描3×3mm2的区域(这些操作条件产生在二氧化硅中对应于3.4nm/mm的磨蚀速率)。分析区域(光电子的收集)是具有300×700μm2尺寸的长方形。起跳角度是相对于样品表面的90°。表征在NbOx层中的氧含量的替代方式使用被称为SIMS(二次离子质谱法)的技术。这种方法在于用离子束轰击待分析的堆叠体的表面。样品进行溅射并且该溅射材料的一部分进行电离。使\二次\离子加速朝向质谱仪，质谱仪将允许测量该样品表面的元素、同位素或者分子组成。更具体地，该实施的测量的实验条件可以在下面进行定义。使用来自IONTF公司的TOF SIMS 5装置获得该堆叠体的深度分布。通过使用具有60keV的Bi32+离子作为初级离子源使用0.3pA的脉冲电流(使用7ns的脉冲和100微秒的周期时间)和使用1keV的Cs+离子作为磨损物种与50nA脉冲电流的获得二次离子分布图。溅射表面是具有200微米边长的正方形。分析的区域是具有50微米边长的正方形，该正方形中心在坑（cratere）的底部。电子枪用来中和该表面以便降低荷电效应。在NbOx层中的氧含量可以通过NbO/Nb信号的比率(对应于在SIMS曲线部分上的NbO和Nb信号(其中Nb信号的强度是显著的(非零))的积分面积的比率的测量值)进行表征。优选地，由基于氧化铌NbOx的氧化物组成的功能层通过在1.0至3.5，特别地1.8至2.8，甚至2.1至2.5的范围内的NbO/Nb比率进行表征。这种表征该氧含量的方法是使用通过XPS技术的x测量的方法的替换方式。该薄功能层的物理厚度或者必要时所有薄功能层的累积物理厚度在8至15nm，优选地9至14nm，甚至10至13nm范围之内。这是因为过于低的厚度不允许实现期望的热性能。相反地，过高的厚度不可接受地降低该片材的光透射。优选地，该涂层包含仅仅一个薄功能层，特别地由金属铌组成。该涂层有利地包含仅仅两个包围该单一薄功能层的电介质材料薄层。这种类型的简单堆叠体已经被证明是令人满意的和比包含数个功能层并因此至少三个电介质材料层的堆叠体更容易在工业上生产。所述电介质材料，其是相同或者不同的，优选地选自硅、铝、钛、锆、锡、锌的氧化物、氮化物或者氧氮化物或者它们的混合物或者固溶体的任一种。该电介质材料，其是相同或者不同的，优选地基于氮化硅、氧化钛、氧化钛锆、氧化锌锡、氮化钛硅、氮化硅锆或者氧化硅或者基本上由它们构成(甚至由它们构成)。该措辞“基于”理解为表示该材料优选地包含至少80%重量，甚至90%重量的所讨论的化合物。其中，氮化硅是特别得到重视的，因为它的有效地保护功能层的能力和通过磁控管阴极溅射快速地沉积的能力。该氮化硅不必然是氮化学计量的(即使，出于简化考虑，它可以在本文的下文中称为Si3N4)。该氮化硅可以是掺杂的，例如用铝掺杂的，以促进它的通过DC磁控管阴极溅射的沉积。这是因为硅靶的掺杂，通常使用2原子%至10原子%铝的掺杂，允许改善该靶的导电性质。氧化钛还显示是优良的电介质材料，特别地由于它的高折光指数。每个电介质材料层的物理厚度优选地为10至100nm，特别地20至80nm。它有利地进行调节以便优化该堆叠体的光学性质，特别地它的光透射和它的光反射。优选地，薄阻隔体层位于所述或者每个薄功能层上方并且与其接触和/或在其下方并与其接触。如在薄层领域中所使用，术语\在...上面\理解为表示更远离基材的位置。该阻隔体层用来阻止当功能层在高温下进行使用时该功能层的降解。当该电介质材料层的至少一个基于氮化物或者氧氮化物，例如氮化硅时，已经观察到在热处理期间，例如在该面板在烤箱、火炉或者壁炉中使用期间该功能层可以氮化，并且这种氮化具有使该面板的热性能劣化的影响。在功能层和每个电介质材料层，特别地氮化物或者氧氮化物(如氮化硅)的层之间插入阻隔体层因此被证明是有利的。因此，特别地当该电介质材料层都由氮化物或者氧氮化物，特别氮化硅制成时，优选地设置至少两个阻隔体层，分别地在该功能层的下面和上面，与后者接触。同本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃陶瓷片材，在它的至少一个面的至少一部分上被提供有薄层涂层，该薄层涂层包含至少一个由基于金属铌Nb的金属或者基于氧化铌NbOx的氧化物构成的薄功能层，其中x最多为0.5，所述或者每个薄功能层用至少两个由电介质材料制成的薄层围绕，该薄功能层的物理厚度或者必要时所有薄功能层的累积物理厚度在8‑15nm的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.19 FR 12622861.玻璃陶瓷片材，在它的至少一个面的至少一部分上被提供有薄层涂层，该薄层涂层包含至少一个由基于金属铌Nb的金属或者基于氧化铌NbOx的氧化物构成的薄功能层，其中x最多为0.5，所述或者每个薄功能层用至少两个由电介质材料制成的薄层围绕，该薄功能层的物理厚度或者必要时所有薄功能层的累积物理厚度在8-15nm的范围内。
2.根据权利要求1的玻璃陶瓷片材，其中所述或者每个薄功能层由金属铌Nb构成。
3.根据前述权利要求任一项的玻璃陶瓷片材，其中该涂层包含仅仅一个薄功能层。
4.根据前述权利要求任一项的玻璃陶瓷片材，其中所述电介质材料，其是相同或者不同的，选自硅、铝、钛、锆、锡、锌的氧化物、氮化物或者氧氮化物或者它们的混合物或者固溶体的任一种。
5.根据前一权利要求的玻璃陶瓷片材，其中该电介质材料，其是相同或者不同的，基于氮化硅、氧化钛、氧化钛锆、氧化锌锡、氮化钛硅、氮化硅锆或者氧化硅。
6.根据前述权利要求任一项的玻璃陶瓷片材，其中每个电介质材料层的物理厚度为10至100nm，特别地20至80nm。
7.根据前述权利要求任一项的玻璃陶瓷片材，其中薄阻隔体层位于所述或者每个薄功能层上方并与其接触和/或在其下方并与其接触。
8.根据前一权利要求的玻璃陶瓷片材，其中所述或者每个薄阻隔体层由钛制成。
9.根据权利要求7-8任一项的玻璃陶瓷片材，其中所述或者每个薄阻隔体层的物理厚度最多为3纳米，特别地2纳米。
10.根据前述权利要求任一项的玻璃陶瓷片材，其具有最多为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：M德格拉齐亚，C马莱，
申请(专利权)人：尤罗科拉公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR