專利名稱:后表面反射鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及后表面反射鏡，特別是耐高溫的含銀后表面反射鏡。此種類型的鏡子特別用作玻璃片在熱成形/加工之前的覆蓋層或例如作為燈中的反射器。
背景技術(shù)：
在所有的金屬中，銀對(duì)于可見(jiàn)光具有最佳的反射性能。因此用于可見(jiàn)光譜的后表面反射器通常包括一側(cè)覆蓋有銀的玻璃基層。在后表面反射器的情況下，待反射的光穿過(guò)未涂敷或防反射的前表面進(jìn)入玻璃基層，穿過(guò)玻璃基層并在涂敷有銀的基層后表面上被反射。
銀后表面反射器的光強(qiáng)度(反射)與相當(dāng)?shù)偷闹圃斐杀鞠啾仁欠浅Ａ钊藵M意的。
銀層較差的氣候和機(jī)械穩(wěn)定性具有一定的限制效果。
特別是在潮濕、含氧和硫化氫的空氣中，未經(jīng)保護(hù)的銀層是非耐候性的，而是會(huì)被腐蝕并且表面變暗。就氣候效應(yīng)對(duì)銀層進(jìn)行非常昂貴的保護(hù)是銀后表面反射鏡的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)在光入射側(cè)，玻璃基層保護(hù)銀層免受氣候效應(yīng)的影響，并且銀層的空氣側(cè)邊界表面能夠由覆層、涂敷漆或粘附的玻璃覆蓋片密封，而不考慮光學(xué)要求。
銀層的機(jī)械不穩(wěn)定性一方面在于其低硬度和低耐刮擦性能，另一方面在于其對(duì)于玻璃的弱粘附性能。上述的密封措施通常不僅在氣候保護(hù)方面是有效的，而且在對(duì)銀反射器層的刮擦保護(hù)方面也是有效的。如果需要改善銀層在基層上的粘附性能，在施加所述銀層之前，對(duì)基層表面覆以促進(jìn)粘合的中間層。由于此中間層位于反射器的光入射側(cè)，該層的材料選擇和厚度受到中間層不能顯著降低反射性能這一要求的限制。
只要通常構(gòu)造在銀基上的后表面反射鏡不承受太高的溫度，其制造成本、反射性能以及耐老化性能是令人滿意的。
如果持續(xù)承受高溫，銀基上的傳統(tǒng)后表面反射鏡將失效。
隨著溫度增加，在銀層中產(chǎn)生擴(kuò)散過(guò)程，所述擴(kuò)散過(guò)程傳送銀使得微粒尺寸增大，孔和裂紋在所述層中產(chǎn)生并生長(zhǎng)，從而基層表面越來(lái)越多的部分不再由銀覆蓋，直到最終所述銀聚集在相互隔離的島狀部中(聚結(jié)成團(tuán)塊)，不再粘結(jié)地覆蓋所述基層表面。最后，銀層因?yàn)榫劢Y(jié)成團(tuán)塊而失去其高反射性能。這些傳送過(guò)程隨著溫度的增加而加速，并且在600℃以上，單個(gè)銀層經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)就聚結(jié)成團(tuán)塊。
對(duì)銀層溫度穩(wěn)定性的進(jìn)一步限制在于其蒸發(fā)。根據(jù)公知的銀蒸發(fā)速度算得在650℃的真空中，層以20納米/小時(shí)的速度去除。實(shí)際上，在高溫下由于背部散開(kāi)，所述蒸發(fā)速度在空氣中顯著下降，然而增加的銀蒸發(fā)可能實(shí)質(zhì)上增加所述材料傳送。
在文獻(xiàn)中說(shuō)明了改善銀層耐受達(dá)到約600℃的溫度性能的措施。說(shuō)明了用作銀層以及襯層或覆層的混合物。
似乎可能的是，混合物能夠阻止銀擴(kuò)散，并且對(duì)于銀具有良好粘附性的溫度穩(wěn)定的襯層和覆層使得對(duì)邊界表面的覆蓋穩(wěn)定。對(duì)于某些所描述的措施，銀基反射器層用熱的方法制造得很穩(wěn)定，可以在數(shù)分鐘至數(shù)個(gè)小時(shí)的期間內(nèi)承受高約700℃的溫度(例如為了成形玻璃基層)。
顯著超過(guò)700℃的溫度需要以更耐高溫但反射能力較差的反射器金屬替代銀。
如果反射器在1000℃以上的溫度工作超過(guò)2000小時(shí)，那么將完全放棄金屬反射器層，并且反射將由包括高熔點(diǎn)氧化物的電介質(zhì)界面系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述電介質(zhì)界面系統(tǒng)的成本相對(duì)于金屬反射器層系統(tǒng)而言高出許多。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種后表面反射鏡，其一方面基于高反射性能并且經(jīng)濟(jì)的銀基反射器層系統(tǒng)，另一方面是非常耐高溫的，并且能夠承受例如600℃以上的溫度2000小時(shí)以上而功能不受影響。
該目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求
1的后表面反射鏡而實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的后表面反射鏡的有利的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求
中給出。此種類型的后表面反射鏡的使用在權(quán)利要求
12中給出。
根據(jù)本發(fā)明，后表面反射鏡以下述方式制造銀層施加在對(duì)于待反射的光來(lái)說(shuō)是透明的基層上，所述基層位于后側(cè)，例如是玻璃或石英玻璃。然而，一個(gè)襯層插在所述基層和所述銀層之間，所述襯層包括高熔點(diǎn)的氧化物或者含有后者且熔點(diǎn)比銀層的銀的熔點(diǎn)更高。在銀層的定向?yàn)檫h(yuǎn)離所述基層的一側(cè)上，施加有一個(gè)覆層，所述覆層包括高熔點(diǎn)的金屬，特別是釕、銥、鋨、鈀、鉑、錸和/或銠，或者含有這些金屬。由氧化鋯制成的襯層和由釕制成的覆層的組合是特別有利的。對(duì)于諸如氧化鋯的此種高折射性能的電介質(zhì)層，在選定光譜范圍內(nèi)的反射性能的提高甚至可以由相長(zhǎng)干涉而實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于金屬襯層，僅僅允許非常小的厚度，以便不會(huì)劇烈性地減小后表面反射鏡的反射性能。
氧化鋯的熔點(diǎn)為2700℃且釕的熔點(diǎn)為2300℃，從而襯層的熔點(diǎn)和覆層的熔點(diǎn)高于銀的熔點(diǎn)。
有利地，能夠在銀層和覆層之間插入一個(gè)熔點(diǎn)為3400℃的促進(jìn)粘合的鎢層。
優(yōu)選地用于覆層的釕具有極其穩(wěn)定的化學(xué)性能，并且其在貴金屬中具有最高的硬度。因此，其特別適合用作覆層。
因此，所述層系統(tǒng)構(gòu)造成使得熔點(diǎn)為961℃的銀層設(shè)置在兩個(gè)熔點(diǎn)顯著更高的層之間，所述兩個(gè)層在600℃不會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散效應(yīng)，從而使銀層穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的層構(gòu)造具有銀基反射器系統(tǒng)的高反射性能以及低制造成本，但是，相對(duì)于傳統(tǒng)的銀基反射器系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的層構(gòu)造的特征在于優(yōu)越的高溫穩(wěn)定性。與其它銀基系統(tǒng)相比，在完全不破壞銀層的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，得到通常至少兩倍的使用壽命。
下面，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的后表面反射鏡的例子。
唯一視圖示出了后表面反射鏡的層結(jié)構(gòu)，所述層結(jié)構(gòu)用于功率為50W的鹵素?zé)舻氖⒉Ａ襞荨?br>具體實(shí)施方式石英玻璃燈泡用作基層2，其上施加有厚度為10納米的氧化鋯襯層4。在氧化鋯襯層4上施加有厚度為600納米的銀層3。銀層3之后的是厚度為65納米的促進(jìn)粘合的鎢層5以及厚度為500納米的釕層6。所有的層通過(guò)真空涂敷(濺射法或離子輔助蒸發(fā)法)而施加。
入射光1a現(xiàn)在穿過(guò)石英玻璃燈泡2以及氧化鋯襯層4，并且在銀層3上被反射而作為反射光1b。
在操作中，鹵素?zé)舻臒襞荼患訜嶂脸^(guò)600℃。根據(jù)圖1沉積在后表面反射鏡上的反射層在超過(guò)2000小時(shí)的工作時(shí)間內(nèi)保持不發(fā)生可測(cè)量到的損害。
權(quán)利要求
書(shū)(按照條約第19條的修改)1.一種鹵素?zé)簦渚哂惺⒉Ａ襞葑鳛榛鶎?，并且具有后表面反射鏡，所述石英玻璃燈泡基層對(duì)于待反射的光來(lái)說(shuō)是透明的，所述后表面反射鏡施加在所述石英玻璃燈泡上并具有銀層，其特征在于在所述基層和所述銀層之間至少部分地設(shè)置有第一中間層作為襯層，所述襯層包括高熔點(diǎn)的氧化物或者含有后者且熔點(diǎn)高于銀的熔點(diǎn)，在所述銀層的定向?yàn)檫h(yuǎn)離所述基層的一側(cè)上至少部分地施加有另外的覆層，所述覆層包括高熔點(diǎn)金屬釕、銥、鋨、鈀、鉑、錸和/或銠中的一種，或者含有這些金屬。
2.如權(quán)利要求
1所述的鹵素?zé)?，其特征在于，所述第一中間層的材料是或者含有氧化鋯、氧化鉿、氧化釔、氧化鋁、氧化鈦、氧化鉭、氧化鈮、氧化鈰、氧化鎂和/或氧化鋅。
3.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)?，其特征在于，所述第一中間層的材料是或者含有電介質(zhì)材料。
4.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)簦涮卣髟谟?，所述第一中間層的厚度在1納米至100納米之間，優(yōu)選地在5納米至20納米之間，優(yōu)選為10納米。
5.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)?，其特征在于，所述覆層的厚度?納米至2000納米之間，優(yōu)選地在100納米至1000納米之間，優(yōu)選為500納米。
6.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)?，其特征在于，所述第一中間層的材料是或者含有氧化鋯，且所述覆層的材料是或含有釕。
7.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)?，其特征在于，所述銀層的厚度在1納米至2000納米之間，優(yōu)選地在100納米至1000納米之間，優(yōu)選為600納米。
8.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)?，其特征在于，在所述銀層和所述覆層之間設(shè)置有促進(jìn)粘合層。
9.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)簦涮卣髟谟?，所述促進(jìn)粘合層包括鎢或含有鎢。
10.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)?，其特征在于，所述促進(jìn)粘合層的厚度在1納米至200納米之間，優(yōu)選地在10納米至100納米之間，優(yōu)選為65納米。
權(quán)利要求
1.一種后表面反射鏡，其具有基層和施加在所述基層后側(cè)上的銀層，所述基層對(duì)于待反射的光來(lái)說(shuō)是透明的，其特征在于在所述基層和所述銀層之間至少部分地設(shè)置有第一中間層作為襯層，所述襯層包括高熔點(diǎn)的氧化物或者含有后者且熔點(diǎn)高于銀的熔點(diǎn)，在所述銀層的定向?yàn)檫h(yuǎn)離所述基層的一側(cè)上至少部分地施加有另外的覆層，所述覆層包括高熔點(diǎn)金屬釕、銥、鋨、鈀、鉑、錸和/或銠中的一種，或者含有這些金屬。
2.如權(quán)利要求
1所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述第一中間層的材料是或者含有氧化鋯、氧化鉿、氧化釔、氧化鋁、氧化鈦、氧化鉭、氧化鈮、氧化鈰、氧化鎂和/或氧化鋅。
3.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述第一中間層的材料是或者含有電介質(zhì)材料。
4.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述第一中間層的厚度在1納米至100納米之間，優(yōu)選地在5納米至20納米之間，優(yōu)選為10納米。
5.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述覆層的厚度在1納米至2000納米之間，優(yōu)選地在100納米至1000納米之間，優(yōu)選為500納米。
6.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述第一中間層的材料是或者含有氧化鋯，且所述覆層的材料是或含有釕。
7.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述銀層的厚度在1納米至2000納米之間，優(yōu)選地在100納米至1000納米之間，優(yōu)選為600納米。
8.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，在所述銀層和所述覆層之間設(shè)置有促進(jìn)粘合層。
9.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述促進(jìn)粘合層包括鎢或含有鎢。
10.如上述兩個(gè)權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述促進(jìn)粘合層的厚度在1納米至200納米之間，優(yōu)選地在10納米至100納米之間，優(yōu)選為65納米。
11.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述基層是或者含有玻璃、耐高溫玻璃和/或石英玻璃。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的后表面反射鏡在熱成形或加工的玻璃片上的應(yīng)用或作為燈反射器的應(yīng)用。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種后表面反射鏡，其具有基層(2)和施加在所述基層背面上的銀層(3)，所述基層對(duì)于待反射的光來(lái)說(shuō)是透明的。在所述基層和所述銀層之間至少部分地設(shè)置有第一中間層(4)作為底層，所述第一中間層包括難熔的氧化物或者由其制成且熔點(diǎn)高于銀的熔點(diǎn)。在所述銀層的定向?yàn)檫h(yuǎn)離所述基層的一側(cè)上至少部分地施加有另一覆層(6)，所述覆層包括難熔的金屬釕、銥、鋨、鈀、鉑、錸和/或銠中的一種，或者由這些金屬中的一種制成。
文檔編號(hào)C03C17/36GK1997852SQ200580023569
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年5月17日
發(fā)明者米夏埃爾·舍勒, 維蘭德·施特克爾, 海因·烏利希, 諾貝特·凱澤 申請(qǐng)人:弗蘭霍菲爾運(yùn)輸應(yīng)用研究公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan