[发明专利]可热处理的、具有金属外观的涂敷制品

说明书

本发明主要涉及真空涂敷技术，尤其是涉及生产在弯曲、层压和回火一类高温处理时仍能保持金属外观和其它金属性能的真空涂层的技术。

大多数玻璃上的真空涂层如同溶敷金属一样具有所希望的金属外观和其它金属性能，但进行高温处理时会失去其特有的金属外观和性能。具有金属外观及其它性能(例如导电性和红外线反射性)的真空涂层，主要是金属、金属氮化物、金属碳化物或金属硼化物，在空气中加热时，能氧化成金属氧化物，这些金属氧化物具有电绝缘、比较透明和较少吸收的性能。尽管许多金属能在空气中加热到形成能产生一氧化物保护表面层的玻璃的温度(600—700℃)，但薄薄的透明金属涂层及其随之而来的不成块性，甚至多孔性都本能地防碍形成适宜的保护层。因而，对显示出的薄的透明金属表面膜通常不能    加热到这样一个温度，在该温度下，对玻璃进行弯曲不可能不降低其金属性能。

Holscher的美国专利No.4,992,087公开了一种用于生产已回火或弯曲的玻璃板的工艺，该玻璃板具有一可降低透明度的涂层，在该工艺中，玻璃板的一侧至少涂敷一种不透明的金属，主要是至少一种元素22—28的金属或合金涂层，以及含铝和至少10原子％钛和/或锆的合金的含金属保护涂层，其厚度选择得使在回火和弯曲期间氧没有明显扩散到金属涂层中去。

一种氮化钛涂层具有金属性能，能适于耐日光控制涂敷。通过改变涂层厚度，可以改变透射和日光性能；并且通过添加适当的介电质组合层，可以改变反射率和颜色而同时仍保持化学和机械耐久性。

这种涂敷过的制品专门用于汽车整块窗用玻璃。当该涂层涂在像Solargray^玻璃这样一类的黑色基质上时，它能用作具有增强日光性能和所需反射率和颜色的隐蔽窗用玻璃。可在干净玻璃上调节氮化钛涂层，以使国际照明委员标准光源(Illuminant)A(LTA)的透射率大于70％并具有内反射低、灰色外观和增强日光性能。然而，大多数车辆的窗用玻璃是弯曲和经回火的。

可使具有涂覆金属外观的真空涂层在受到弯曲时能保持其金属外观。方法是用能形成致密氮化物的各种的金属进行外敷。通过引入另一种不同材料特别是非晶质的金属氧化物层形成的附加界面，能够进一步改进金属薄膜的抗氧化性能。

具有金属性能的金属化合物(例如氮化钛)的真空涂层。当外涂介电材料时仍保持其金属性能，通过在氮化钛下添加可锻金属、合金或半导体层，真空涂层在回火时仍是稳定的。这样一种具有热膨胀系数等于或小于基质热膨胀系数的底基涂层，对玻璃基质和氮化层有着良好的粘附性，排除了雾浊、杂色斑纹、亮边和表面污染的问题，并大大地增加了回火处理的操作温度范围。较佳的底涂层材料有硅、钛、锆、钮、铬、铌、硅合金以及镍—铬合金。

图1是按照本明的一种已经过加热但尚未氧化的金属层(A)的反射率同一种已氧化的金属层(B)的反射率和一种未经加热的金属层(C)的反射率的比较曲线。

图2是按照本发明的一种已经过加热但尚未氧化的金属层(A)的透射率同一种已加热氧化的金属层(B)的透射率和一种未经加热的金属层(C)的透射率的比较曲线。

图3说明了本发明的涂敷制品，该制品具有基质10，其上涂敷第一层含可锻金属层20，它使第二层具有金属性能的金属化合物层30稳定，第二层本身又由硅基介电层40保护其不受氧化。

图4说明本发明涂层在1300°F(704℃)加热3.5分钟之前和之后作为波长函数的透射率。

按照本发明，某些抗氧化性能较好的涂层，最好是氮化铬和氮化钛，尽管通常在700℃时会迅速氧化，但使用另一种抗氧化的金属则能防止这种氧化。该保护层必须致密以防止底基金属层被氧化。因为金属氧化物当在真空中涂敷时通常不够致密，该保护层作为金属进行涂覆，它可形成能防止底基材料氧化的致密氧化物表面层。该保护层的金属必须不同于金属层的金属，以防止通过界面发生氧化。例如，钛保护层可防止氮化铬层氧化，而铬保护层就不行。同样，钛保护层不能防止氮化钛层氧化，而硅保护层就可以防止氮化钛层氧化。

如图1和2所示，无保护层的涂层在加热时会发生氧化，与按照本发明有保护层的金属涂层比较，将出现较高的透射率和较低的反射率以及雾浊和半透明外观。相反，按照本发明用不同的分别像钛或硅这样一类的抗氧化层保护的如氮化铬或氮化钛的具有金属外观的真空涂层，如图1和2所示当加热到玻璃弯曲温度时，仍将保护其特有的金属反射率、透射率和吸收性能。已经过加热的涂层的稍低的反射率和稍高的透射率是由于保护层表面氧化引起的。