[发明专利]保护涂层及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年8月提交的标题为“玻璃输送系统的内部钝化(INTERNAL PASSIVATION OF GLASS DELIVERY SYSTEMS)”的美国临时专利申请第61/190488号的优选权，该申请全文参考结合入本文中。

技术领域

本发明涉及金属的保护涂层及方法。特别地，本发明涉及贵金属的氧化物保护涂层及形成该保护涂层的方法。本发明可用于，例如，在升高的操作温度和氧化气氛中对玻璃输送系统的铂组件进行钝化和保护。

发明背景

近来，人们的注意力已集中于开发旨在减少在有害热环境中进行的过程期间可能发生的组件损伤的方法和组合物上，其中，例如，高温可能引起或加速关键过程组件的分解。对这些过程组件的损伤会引起高昂的损失，并会随之引发其他潜在有害的过程故障。

一个在有害热环境中开展的示例性的过程为玻璃生产过程，如在美国专利3,338,696(Dockerty)和美国专利3,682,609(Dockerty)中描述的溢流下拉熔制法。虽然许多玻璃加工装置是由耐用的惰性材料制成的，例如贵金属，但过程操作中的高温仍然会形成有害的环境条件，使处于其中的组件遭受到氧化和热应力。例如，用于电子显示器的玻璃可以利用贵金属输送、夹持和形成装置进行加工。在这样的玻璃加工技术中所用的温度可能高到足以氧化贵金属组件的曝露面，产生具有挥发性的贵金属氧化物，随后该氧化物被还原并形成金属微粒。还原的金属微粒可能在用该过程生产的玻璃中形成夹杂污染物。工艺上对这些污染物的耐受性可能很低，特别是在半导体领域，该领域对玻璃质量(光滑度、均一性等)的要求极高。

这样，就需要解决上述问题及与传统玻璃生产和其他过程相关联的其他不足。这些需求及其他需求通过本发明中的组合物和方法得到了满足。

发明内容

这里揭示本发明的若干方面。应当理解，这些方面可以彼此重叠，也可以不重叠。因此，一个方面的某个部分可以落入另一个方面的范围，反之亦然。

每个方面用一个或多个实施方式来说明，而实施方式进而可以包括一个或多个具体实施方式。应当理解，这些实施方式可以彼此重叠，也可以不重叠。因此，一个实施方式或其具体实施方式的某个部分可以落入或不落入另一个实施方式或其具体实施方式的范围，反之亦然。

本发明第一个方面涉及一种装置，该装置包括：

(i)包含第一种金属具有第一表面的第一层；和

(ii)包含与第一层第一表面直接粘结且覆盖至少部分第一层第一表面的第二种金属的氧化物的第二层，其中：

(A)第一层和第二层之间的界面基本致密且具有不规则的形貌；以及

(B)当第二种金属在升高的温度下沉积到第一种金属第一表面上时，第二种金属能与第一种金属形成合金。

在本发明第一方面的某些实施方式中，(C)当包含由惰性基质负载的第二种金属和厚度与第二层基本相同的第一种金属的金属薄膜的一个主表面在1000℃至第一种金属熔融温度范围内的温度下暴露于空气中足够长的时间，金属薄膜可以基本完全氧化从而在惰性基质上形成致密的氧化物薄膜。

在本发明第一方面的某些实施方式中，所述第一种金属包含贵金属，所述第二种金属包含Al、Zr和Si中的至少一种。

在本发明第一方面的某些实施方式中，所述第一层包含铂；所述第二层主要由Al₂O₃构成。

在本发明第一方面的某些实施方式中，第一层和第二层之间的界面具有的卷积指数至少为1.50，在某些实施方式中至少为1.55，在某些实施方式中至少为1.60，在某些实施方式中至少为1.65，在某些实施方式中至少为1.70，在某些实施方式中至少为1.75。

在本发明第一方面的某些实施方式中，第二层的厚度从约5μm到约80μm，在某些实施方式中从约10μm到约70μm，在某些其他实施方式中从约20μm到约60μm，在某些实施方式中从约20μm到约50μm，在某些其他实施方式中从约25μm到约45μm，在某些实施方式中从约30μm到约40μm。

在本发明第一方面的某些实施方式中，所述装置为熔融玻璃输送系统的组件。

在本发明第一方面的某些实施方式中，所述装置为玻璃熔融系统的精炼管。

在本发明第一方面的某些实施方式中，所述装置为熔融玻璃在其中受到剪切应力的搅拌室。

在本发明第一方面的某些实施方式中，所述装置为搅拌室的覆盖物。