PL213365B1

PL213365B1 - Wyroby powlekane

Info

Publication number: PL213365B1
Application number: PL377936A
Authority: PL
Inventors: Grzegorz Stachowiak
Original assignee: Guardian Industries
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2013-02-28
Also published as: WO2004076174A1; US20040166328A1; CA2513940A1; EP1597068A1; EP1597068A4; PL377936A1; US6852419B2; CA2513940C

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku są wyroby powlekane, obejmujące układ warstwowy osadzony na podłożu szklanym zawierający co najmniej jedną warstwę odbijającą promieniowanie podczerwone, wykonaną z niobu i chromu (NbCr) i/lub azotku niobu i chromu (NbCrNx), umieszczoną pomiędzy co najmniej parą warstw dielektrycznych. Takie wyroby powlekane można wykorzystywać w kontekście okien monolitycznych, jednostek okiennych ze szkła zespolonego (IG), okien warstwowych, i/lub innych odpowiednich zastosowań.

Znane są powłoki kontrolujące promieniowanie słoneczne posiadające układ warstwowy: szkło/Si3N4/NiCr/Si3N4, w których warstwa metalicznego NiCr jest jedyną w powłoce warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone. W pewnych przypadkach, warstwa NiCr może być azotowana.

Niestety, podczas gdy takie układy warstwowe z warstwami odbijającymi promieniowanie podczerwone, wykonanymi z NiCr, zapewniają skuteczną kontrolę promieniowania słonecznego i są ogólnie dobrymi powłokami, są czasem niewystarczające pod względem: (a) odporności na korozję spowodowaną przez kwas (np., wrzący HCl); (b) charakterystyki mechanicznej, takiej jak odporność na zarysowanie; i/Lub (c) trwałości cieplnej po obróbce cieplnej, dokonanej w celu ulepszenia, wyginania na gorąco albo temu podobnego (to jest, wartości ΔΕ*). Na przykład, znany wyrób powlekany do obróbki cieplnej, posiadający układ warstwowy: szkło/Si3N4/NiCr/Si3N4 posiada niepożądanie wysoką wartość odblaskową AE*od strony szkła, wynoszącą powyżej 5,0 po obróbce cieplnej w temperaturze 625 stopni C przez około dziesięć minut. Ta wysoka wartość odblaskowa ΔΕ* od strony szkła oznacza, że wyrób powlekany, gdy jest poddany obróbce cieplnej, nie będzie w przybliżeniu pasować do swego odpowiednika niepoddanego obróbce cieplnej, pod względem koloru odblaskowego od strony szkła.

Zgodnie z tym, istnieje zapotrzebowanie na wyrób powlekany, który posiada ulepszone charakterystyki w odniesieniu do (a), (b) i/lub (c) w porównaniu z typowym stosem warstw szkło/Si3N4/NiCr/Si3N4, ale który wciąż umożliwia uzyskanie możliwej do przyjęcia kontroli promieniowania słonecznego (np., blokowania znacznej ilości promieniowania IR i/lub UV) i/lub obróbkę cieplną. Celem niniejszego wynalazku jest spełnienie co najmniej jednego z wymienionych powyżej zapotrzebowań, i/lub innych zapotrzebowań, które staną się oczywiste dla specjalisty po zapoznaniu się z następującym ujawnieniem.

Niedawnym osiągnięciem badawczym, dokonanym przez zgłaszającego niniejsze zgłoszenie patentowe (które nie należy do uprzedniego stanu wiedzy w stosunku do niniejszego zgłoszenia patentowego), przedstawionym w amerykańskim zgłoszeniu patentowym o numerze seryjnym US 10/338,878, zgłoszonym 9 stycznia 2003 (włączonym do niniejszego zgłoszenia patentowego jako odnośnik), jest zastosowanie układu warstwowego szkło/Si3N4/NbNx/Si3N4, w którym NbNx zastosowano jako warstwę odbijającą promieniowanie podczerwone. Ten układ warstwowy jest korzystny w odniesieniu do wspomnianego powyżej układu warstwowego szkło/Si3N4/NiCr/Si3N4 pod tym względem, że w wyrobach powlekanych z warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone, wykonaną z NbNx, urzeczywistnia się poprawioną trwałość koloru po obróbce cieplnej (to jest, niższe wartości ΔΕ*) i/lub poprawioną trwałość.

Podczas gdy wyroby powlekane posiadające układ warstwowy szkło/Si3N4/NbNx/Si3N4 stanowią udoskonalenie w odniesieniu do obecnego stanu wiedzy, są one czasem niewystarczające pod względem trwałości. Na przykład, ulegają one czasem uszkodzeniu wskutek wystawienia na działanie pewnych odczynników chemicznych, takich jak roztwory zasadowe, np., po poddaniu, w celu pomiaru trwałości, jednogodzinnemu testowi we wrzącym roztworze NaOH.

Figury 2-3 przedstawiają, że powłoki obejmujące nałożone za pomocą napylania katodowego układy warstwowe szkło/Si3N4/Nb/Si3N4 (figura 2) i szkło/Si3N4/NbNx/Si3N4 (figura 3) ulegają często uszkodzeniu w wyniku jednogodzinnego testu we wrzącym roztworze NaOH (jedna godzina gotowania w roztworze zawierającym około 0,1 normalny roztwór NaOH - 0,4% NaOH zmieszany z wodą, w około 195 stopniach F). Szczegóły testu wrzenia można znaleźć w ASTM D 1308-87, załączonym do niniejszego zgłoszenia patentowego jako odnośnik.

Na figurze 2 przedstawiono sześć próbek, trzy w górnym rzędzie i trzy w dolnym rzędzie (wszystkie zawierają warstwę metalicznego Nb). Trzy próbki w górnym rzędzie testowano we wrzącym roztworze NaOH po powleczeniu podłoża szklanego (bez obróbki cieplnej), podczas gdy trzy próbki w dolnym rzędzie testowano we wrzącym roztworze NaOH wyłącznie po poddaniu obróbce cieplnej

PL 213 365 B1 w piecu, w około 450 stopniach C przez 10 minut. Dwie próbki w pierwszej kolumnie (kolumna po lewej stronie) posiadały układ warstwowy szkło/Nb, dwie próbki w środkowej kolumnie posiadały układ warstwowy szkło/Si₃N₄/Nb (warstwa azotku krzemu ma grubość około 50A), i dwie próbki w trzeciej kolumnie (kolumna po prawej stronie) posiadały układ warstwowy szkło/Si3N4/Nb/Si3N4 (każda z warstw azotku krzemu miała grubość około 50A). Dolną połowę każdej z sześciu próbek zanurzono do wrzącego roztworu NaOH, podczas gdy górna połowa nie została zanurzona. Na podstawie figury 2 można stwierdzić, że test we wrzącym roztworze NaOH poważnie uszkodził wszystkie sześć próbek, które zawierały warstwę metalicznego Nb, nawet gdy warstwa metaliczna została pokryta warstwą azotku krzemu. Zatem, można zauważyć, że powłoki z warstwami metalicznego Nb są podatne na uszkodzenie, gdy są wystawione na działanie pewnych odczynników chemicznych, co zostało zilustrowane przez uszkodzenie spowodowane wskutek testu we wrzącym roztworze NaOH, pokazane na figurze 2.

Figurę 3 przedstawiono w celu zilustrowania wyników tego samego, jednogodzinnego testu we wrzącym roztworze NaOH, przeprowadzonego dla układów warstwowych zawierających warstwę NbNx. Na figurze 3, przedstawiono sześć próbek, trzy w górnym rzędzie i trzy w dolnym rzędzie (żadnej z nich nie poddano obróbce cieplnej). Trzy próbki w górnym rzędzie zawierały warstwę NbNx osadzoną przez napylanie katodowe, przy zastosowaniu przepływu 8 sccm gazowego azotu (przy zastosowaniu tarczy Nb), podczas gdy trzy próbki w dolnym rzędzie zawierały warstwę NbNx osadzoną przez napylanie katodowe, przy zastosowaniu przepływu 10 sccm gazowego azotu (przy zastosowaniu tej samej tarczy Nb). Dwie próbki w pierwszej kolumnie (kolumna po lewej stronie) figury 3 miały układ warstwowy szkło/NbNx, dwie próbki w środkowej kolumnie miały układ warstwowy szkło/Si3N4/NbNx, i dwie próbki w trzeciej kolumnie (kolumna po prawej stronie) miały układ warstwowy szkło/Si₃N₄/NbN_x/Si₃N₄ (każda z warstw azotku krzemu miała grubość około 50A). Dolną połowę każdej z próbek zanurzono we wrzącym roztworze NaOH, podczas gdy górna połowa nie została zanurzona. Ponieważ żadnej z tych próbek nie poddano obróbce cieplnej, należy je porównywać z górnym rzędem próbek na figurze 2.

Odnośnie figury 3, chociaż uszkodzenie nie było tak poważne jak na fig. 2, wszystkie sześć próbek NbNx na fig. 3 zostało widocznie uszkodzone na skutek testu we wrzącym roztworze NaOH (nawet te z zabezpieczającą warstwą azotku krzemu ponad warstwą azotku Nb), podczas gdy trzy próbki w dolnym rzędzie i dwie próbki w lewym górnym rzędzie zostały uszkodzone najpoważniej. Zatem, można zauważyć, że powłoki z warstwami NbNx są wrażliwe na uszkodzenie, gdy są wystawione na działanie pewnych odczynników chemicznych, jak pokazano przez uszkodzenie spowodowane wskutek testu we wrzącym roztworze NaOH, pokazane na fig. 3.

Tak więc, będzie oczywiste, że istnieje zapotrzebowanie na wyroby powlekane, które umożliwiają uzyskanie dopuszczalnej charakterystyki. kontroli promieniowania słonecznego, i które są także trwałe po wystawieniu na działanie pewnych odczynników chemicznych (np., testu we wrzącym roztworze NaOH).

Przedmiotem wynalazku jest wyrób powlekany obejmujący układ warstw osadzony na podłożu szklanym zawierający pierwszą warstwę dielektryczną, warstwę odbijającą promieniowanie IR i drugą warstwę dielektryczną, charakteryzujący się tym, że warstwa odbijająca promieniowanie IR zawiera NbCr, przy czym warstwa zawierająca NbCr jest umieszczona pomiędzy i styka się z pierwszą i drugą warstwą dielektryczną, które korzystnie zawierają azotek krzemu; i przy czym wartość ΔΕ* (odblaskowa od strony szkła) wyrobu powlekanego po i/lub wskutek obróbki cieplnej jest nie większa od 3,0.

Korzystnie w wyrobie według wynalazku warstwa odbijająca promieniowanie IR zawiera azotek NbCr, albo warstwa zawierająca NbCr znajduje się w kontakcie z każdą z powyższych warstw dielektrycznych, przy czym wykazuje przepuszczalność w zakresie widzialnym od 10-30%.

Korzystnie warstwa zawierająca NbCr jest istotnie wolna od jakiegokolwiek tlenku, a wyrób wykazuje przepuszczalność w zakresie widzialnym od 8 do 80% i przy czym wyrób po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 2,0.

W korzystnym wariancie wynalazku powłoka zawiera głównie pierwszą i drugą warstwy dielektryczne oraz warstwę zawierającą NbCr, przy czym co najmniej jedna z warstw dielektrycznych zawiera azotek krzemu. Korzystnie wyrób nie posiada warstwy Ag, warstwa odbijająca promieniowanie IR zawiera azotek niobu chromu, a pierwsza i druga warstwy dielektryczne zawierają azotek krzemu, przy czym warstwa zawierająca niob chrom jest metaliczna, albo warstwa zawierająca niob chrom jest co najmniej częściowo azotowana.

PL 213 365 B1

Korzystnie wyrób ma postać jednostki okiennej IG, okna monolitycznego, albo okna warstwowego. Wyrób po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 2,5.

Korzystnie według wynalazku co najmniej jedna z warstw dielektrycznych zawiera azotek krzemu i obejmuje glin i/lub stal nierdzewną, przy czym warstwa zawierająca NbCr jest azotowana i jest przedstawiona jako (Nb + Cr)xNy, w którym stosunek y/x wynosi od 0,2 do 0,9, zaś stosunek y/x wynosi od 0,4 do 0,7.

Według kolejnego wariantu według wynalazku wyrób powlekany obejmujący układ warstw osadzony na podłożu szklanym i zawierający pierwszą warstwę dielektryczną, warstwę odbijającą promieniowanie IR i drugą warstwę dielektryczną, charakteryzujący się tym, że warstwa odbijająca promieniowanie IR zawiera azotek NbCr, przy czym warstwa zawierająca azotek NbCr jest umieszczona pomiędzy i styka się z pierwszą i drugą warstwą dielektryczną, które korzystnie zawierają azotek krzemu; i przy czym wyrób powlekany po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 3,0.

Korzystnie powyższa warstwa zawierająca azotek NbCr nie styka się z jakąkolwiek metaliczną warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone (IR) wykonaną z Ag, a wyrób po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 2,5 albo wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 2,0. Wyrób korzystnie ma postać jednostki okiennej IG, okna monolitycznego, albo okna warstwowego i wykazuje przepuszczalność w zakresie widzialnym od 8 do 80%.

W pewnych przykładowych postaciach wykonania według wynalazku, dostarczona jest powłoka albo układ warstwowy, który obejmuje warstwę odbijającą promieniowanie podczerwone, zawierającą niob i chrom (NbCr) i/lub azotek niobu i chromu (NbCrNx), umieszczoną pomiędzy co najmniej parą warstw dielektrycznych. Innymi słowy, pewną ilość (ilości) chromu (Cr) dodaje się do powłok z fig. 2-3 według różnych postaci wykonania niniejszego wynalazku. Zaskakująco, stwierdzono, że dodatek Cr do powłok z fig. 2-3 umożliwia uzyskanym wyrobom powlekanym uzyskanie ulepszonej odporności korozyjnej względem roztworów zasadowych, takich jak NaOH, dobrej charakterystyki mechanicznej, takiej jak odporność na zarysowanie, i/lub dobrej trwałości koloru (to jest, niskiej lub niskich wartości ΔΕ* po obróbce cieplnej), w pewnych przykładowych wypadkach.

Ze względu na selektywność spektralną, niob i chrom (NbCr) i azotek niobu i chromu (NbCrNx) dostarczają charakterystykę termiczną (np., blokowanie promieniowania podczerwonego) podobną do NiCr i NbNx, ale są zaskakująco bardziej trwałe (np., chemicznie trwałe) od zarówno NiCr jak i NbNx. Zastosowanie NbCr i/lub NbCrNx w warstwie odbijającej promieniowanie podczerwone zaskakująco skutkuje powłoką kontrolującą promieniowanie słoneczne, posiadającą doskonałą odporność na zarysowanie, i bardzo dobrą odporność względem roztworów zasadowych, takich jak HCl i/lub NaOH. Ponadto, stwierdzono zaskakująco, że w pewnych przykładowych wypadkach zastosowanie NbCr i/lub NbCrNx w/jako warstwie odbijającej promieniowanie podczerwone umożliwia powłoce kontrolującej promieniowanie słoneczne posiadanie znacznie ulepszonej trwałości koloru po obróbce cieplnej (np., niższej wartości ΔΕ* dla danego czasu obróbki cieplnej) niż wspomniana powyżej typowa powłoka, w której zastosowano metaliczny NiCr jako warstwę odbijającą promieniowanie podczerwone.

W wyrobie powlekanym zgodnie z przykładową postacią wykonania według wynalazku, zastosowano taką warstwę (warstwy) NbCr i/lub NbCrNx, umieszczoną pomiędzy co najmniej parą warstw dielektrycznych z substancji takiej (takich) jak azotek krzemu albo temu podobna. W pewnych przykładowych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, warstwa NbCr i/lub NbCrNx nie styka się z żadną metaliczną warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone (np., nie styka się z żadną warstwą Ag albo Au).

W pewnych przykładowych postaciach wykonania według wynalazku, poddane obróbce cieplnej wyroby powlekane, obejmujące warstwę (warstwy) odbijającą promieniowanie podczerwone zawierającą NbCr i/lub NbCrNx posiadają wartość odblaskową ΔΕ* od strony szkła na skutek obróbki cieplnej nie większą od 3,0, korzystniej nie większą od 2,5, jeszcze korzystniej nie większą od 2,0, i najkorzystniej nie większą od 1,8. Dla przykładu, obróbka cieplna może trwać przez co najmniej około 5 minut w temperaturze (temperaturach) co najmniej około 580 stopni C.

W pewnych przykładowych postaciach wykonania według wynalazku, stosunek Nb:Cr w warstwie (warstwach) odbijającej promieniowanie podczerwone, zawierającej NbCr i/lub NbCrNx, może wynosić od około 0,75 do 50,0 (to jest, może być od około 0,75 do 50,0 razy więcej Nb w warstwie w porównaniu z Cr w warstwie, w odniesieniu do % atomowego). W pewnych przykładowych postaPL 213 365 B1 ciach wykonania, warstwa zawierająca NbCr (azotowane, lub nieazotowane) może zawierać od około

1-70% atomowych Cr, korzystniej od około 1-30% atomowych Cr, i najkorzystniej od około 3-20% atomowych Cr.

Mówiąc ogólnie, pewne przykładowe postaci wykonania według wynalazku spełniają jedno albo więcej z wymienionych powyżej zapotrzebowań poprzez dostarczenie wyrobu powlekanego obejmującego powłokę, osadzoną na podłożu szklanym, przy czym powłoka zawiera: pierwszą warstwę dielektryczną; warstwę zawierającą NbCr i/lub azotek NbCr; drugą warstwę dielektryczną, w którym powyższa warstwa zawierająca NbCr i/lub azotek NbCr jest umieszczona pomiędzy co najmniej pierwszą i drugą warstwą dielektryczną; i w którym powyższa warstwa zawierająca NbCr i/lub azotek NbCr nie styka się z żadną metaliczną warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone, wykonaną z Ag.

Fig. 1 przedstawia częściowy przekrój poprzeczny postaci wykonania jednolitego wyrobu powlekanego (poddanego obróbce cieplnej albo niepoddanego obróbce cieplnej) zgodnie z przykładową postacią wykonania według wynalazku.

Fig. 2 przedstawia fotografie wierzchnich powierzchni sześciu próbek, w których zastosowano co najmniej warstwę metalicznego Nb, po poddaniu jednogodzinnemu testowi we wrzącym roztworze NaOH.

Fig. 3 przedstawia fotografie wierzchnich powierzchni sześciu próbek, w których zastosowano co najmniej warstwę azotku niobu (NbNx), po poddaniu jednogodzinnemu testowi we wrzącym roztworze NaOH.

Fig. 4 przedstawia fotografie wierzchnich powierzchni czterech próbek (dolna para poddana obróbce cieplnej i górna para niepoddana obróbce cieplnej) wyrobów powlekanych posiadających układ warstwowy szkło/NbCrNx (kolumna po lewej stronie) albo szkło/Si3N4/NbCrNx (kolumna po prawej stronie), niepokrytych nawet azotkiem krzemu, zgodnie z przykładową postacią wykonania według wynalazku, po poddaniu jednogodzinnemu testowi we wrzącym roztworze NaOH.

Fig. 5 przedstawia fotografie wierzchnich powierzchni dwu próbek (jednej poddanej obróbce cieplnej i drugiej niepoddanej obróbce cieplnej) wyrobów powlekanych posiadających układ warstwowy szkło/NbCr według przykładowej postaci wykonania niniejszego wynalazku, po poddaniu jednogodzinnemu testowi we wrzącym roztworze NaOH.

Pewne postaci wykonania niniejszego wynalazku dostarczają powłokę albo układ warstwowy, który można stosować w oknach, takich jak okna monolityczne (np., oknach pojazdów, mieszkaniowych i/lub budowanych), jednostki okienne ze szkła zespolonego, i/lub innych odpowiednich zastosowaniach. Pewne przykładowe postaci wykonania niniejszego wynalazku dostarczają układ warstwowy, który charakteryzuje się dobrą (a) odpornością korozyjną względem kwasów, i roztworów zasadowych, takich jak NaOH (np., co można testować za pomocą testu we wrzącym roztworze NaOH, takiego jak pokazany na figurach) (b) charakterystyką mechaniczną, taką jak odporność na zarysowanie; i/lub (c) trwałością koloru po obróbce cieplnej. Pod względem trwałości termicznej po obróbce cieplnej, oznacza to niską wartość ΔΕ*; gdzie Δ wskazuje zmianę a*, b* i L* z punktu widzenia obróbki cieplnej, takiej jak ulepszanie cieplne, wyginanie na gorąco albo termiczne ogrzewanie w celu wzmocnienia, monolitycznie i/lub w kontekście otoczeń tafli podwójnych, takich jak jednostki IG albo okna warstwowe.

Fig. 1 przedstawia boczny przekrój poprzeczny wyrobu powlekanego według przykładowej postaci wykonania niniejszego wynalazku. Wyrób powlekany obejmuje co najmniej podłoże 1 (np., podłoże szklane ze szkła przezroczystego, zielonego, brązowego, szarego, niebieskiego albo niebieskozielonego o grubości od około 1,0 do 12,0 mm), pierwszą, dowolną warstwę dielektryczną 2 (np., wykonaną z, albo zawierającą azotek krzemu (np., Si₃N₄), tlenek cyny, albo pewną inną, odpowiednią substancję dielektryczną), warstwę odbijającą promieniowanie podczerwone 3 wykonaną z, albo zawierającą niob i chrom (NbCr) i/lub azotek niobu i chromu (NbCrN_x), i drugą warstwę dielektryczną 4 (np., wykonaną z, albo zawierającą azotek krzemu (np., Si₃N₄), tlenek cyny, albo pewną inną, odpowiednią substancję dielektryczną). W pewnych przykładowych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, powłoka 5 nie zawiera żadnej metalicznej, blokującej albo odbijającej promieniowanie podczerwone warstwy wykonanej z Ag albo Au. W takich postaciach wykonania, warstwa (warstwy) odbijająca promieniowanie podczerwone wykonana z NbCr i/lub NbCrN_x 3 może być jedyną w powłoce 5 warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone. W pewnych przykładowych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, warstwa odbijająca promieniowanie podczerwone 3, wykonana z NbCr i/lub NbCrN_x, odbija co najmniej część promieniowania podczerwonego, i nie styka się z żadną inną, metaliczną warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone (np., warstwa odbijająca promieniowanie podczerwone 3, zawierająca

PL 213 365 B1

NbCr i/lub NbCrNx, nie styka się z żadną warstwą z Ag albo Au). W pewnych przykładowych postaciach wykonania, możliwe jest, żeby warstwa wykonana z NbCr i/lub NbCrNx, zawierała inne substancje jako domieszki.

Całkowita powłoka 5 obejmuje co najmniej warstwy 2-4. Zaznaczono, że określenia „tlenek” i „azotek” w znaczeniu niniejszego wynalazku obejmują różnorodne stechiometrie. Na przykład, określenie azotek krzemu obejmuje stechiometryczny Si3N4, jak również niestechiometryczny azotek krzemu. W różnych postaciach wykonania niniejszego wynalazku warstwy 2-4 można osadzić na podłożu 1 za pomocą magnetronowego napylania katodowego, jakiegokolwiek innego rodzaju napylania katodowego, albo jakąkolwiek inną, odpowiednią techniką.

W pewnych przykładowych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, warstwa odbijająca promieniowanie podczerwone 3 jest osadzana przez napylanie katodowe, tak aby być wykonaną z, albo żeby zawierać NbCr i/lub NbCrN_x. W pewnych przykładowych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, stosunek Nb:Cr w warstwie (warstwach) odbijającej promieniowanie podczerwone zawierającej NbCr i/lub NbCrNx może wynosić od około 0,75 do 50,0 (to jest, może być od około 0,75 do 50,0 razy więcej Nb w warstwie w porównaniu z ilością Cr w warstwie, w odniesieniu do % atomowego). W pewnych przykładowych postaciach wykonania, warstwa zawierająca NbCr (azotowana, lub nieazotowana) może zawierać od około 1-70% atomowych Cr, korzystniej od około 1-30% atomowych Cr, i najkorzystniej od około 3-20% atomowych Cr. Stwierdzono zaskakująco, że najlepszą charakterystykę termiczną uzyskuje się dla niskich ilości Cr, jednakże Cr był w szczególności potrzebny do zapewnienia trwałości. Na przykład, trwałość jest doskonała dla około 20% Cr. Dla 10% Cr, trwałość jest wciąż dobra, ale poniżej około 10% odporność względem roztworów zasadowych zmniejsza się wraz z procentem Cr, lecz była ona wciąż widocznie lepsza od Nb albo NbN aż do około 1-2% zawartości Cr. Jednakże, trwałość po obróbce cieplnej może zwiększyć się wraz ze wzrostem zawartości Cr. Tak więc, można zauważyć, że stopy NbCr według wynalazku są ulepszone pod wieloma względami, niezależnie czy są azotowane, czy też nie są azotowane. Powyższe zakresy dostarczono jedynie przykładowo.

Według postaci wykonania wynalazku, w których warstwa odbijająca promieniowanie podczerwone 3 jest wykonana z, albo zawiera NbCrN_x (to jest, azotek NbCr), stosunek azotu w warstwie do całkowitej sumy Nb i Cr może być przedstawiony, w pewnych przykładowych postaciach wykonania, jako (Nb+Cr)xNy, gdzie stosunek y/x (to jest, stosunek N do Nb+Cr) wynosi od 0,2 do 0,9, jeszcze korzystniej od 0,3 do 0,8, jeszcze bardziej korzystnie od 0,4 do 0,7. Stwierdzono, że wymienione powyżej zakresy stosunku y/x dla azotków NbCr są w szczególności korzystne.

Podczas gdy fig. 1 ilustruje powłokę 5 w sposób, w którym warstwa NbCr i/lub NbCrN_x 3 znajduje się w bezpośrednim kontakcie z warstwami dielektrycznymi 2 i 4, i w którym warstwa 3 jest jedyną w powłoce warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone, niniejszy wynalazek nie jest w ten sposób ograniczony. W pewnych innych postaciach wykonania niniejszego wynalazku można dostarczyć inną warstwę (warstwy) pomiędzy warstwami 2 i 3 (i/lub pomiędzy warstwami 3 i 4). Ponadto, można dostarczyć inną warstwę (warstwy) pomiędzy podłożem 1 i warstwą 2 w pewnych postaciach wykonania niniejszego wynalazku; i/lub można dostarczyć inną warstwę (warstwy) na podłożu 1 ponad warstwą 4 w pewnych postaciach wykonania niniejszego wynalazku. Zatem, podczas gdy powłoka 5 albo jej warstwy znajduje/znajdują się „na” albo jest/są „osadzone na” podłożu 1 (bezpośrednio albo niebezpośrednio), inna warstwa (warstwy) może być umieszczona pomiędzy nimi. Tak więc, na przykład, układ warstwowy 5 i jego warstwy pokazane na fig. 1 są rozważane jako znajdujące się „na” podłożu 1 nawet wtedy, gdy inna warstwa (warstwy) może być umieszczona pomiędzy nimi (to jest, określenia „na” i „osadzone na” jak użyto w niniejszym zgłoszeniu patentowym nie są ograniczone do bezpośredniego kontaktu). Również, w innych postaciach wykonania niniejszego wynalazku można zapewnić więcej niż jedną warstwę odbijającą promieniowanie podczerwone, wykonaną z NbCr i/lub NbCrNx.

Jak wyjaśniono powyżej, stwierdzono zaskakująco, że zastosowanie NbCr i/lub NbCrNx (w przeciwieństwie do wyłącznie Nb, NbNx, i/lub NiCr) skutkuje wyrobem powlekanym, posiadającym: (a) poprawioną odporność korozyjną względem roztworów zasadowych, takich jak NaOH; (b) poprawioną trwałość mechaniczną, taką jak lepsza odporność na zarysowanie; i/lub (c) poprawioną trwałość koloru (to jest, niższą wartość (wartości) ΔΕ*) w kontekście powłoki do obróbki cieplnej.

Fig. 4 przedstawia fotografie pary wyrobów powlekanych niepoddanych obróbce cieplnej (górna para) i pary wyrobów powlekanych poddanych obróbce cieplnej (dolna para) według przykładowej postaci wykonania niniejszego wynalazku, w której NbCr jest azotowany w pewnym stopniu (12 sccm przepływu N). Każda z próbek w lewej kolumnie fig. 4 miała układ warstwowy szkło/NbCrNx podczas

PL 213 365 B1 gdy każda z próbek w prawej kolumnie fig. 4 miała układ warstwowy szkło/Si3N4/NbCrNx, gdzie warstwa azotku krzemu miała grubość około 50A. Górnych próbek na fig. 4 nie poddano obróbce cieplnej, podczas gdy dolne próbki poddano obróbce cieplnej w piecu, w około 450 stopniach C przez około minut. Dolną połowę każdej próbki poddano jednogodzinnemu testowi we wrzącym roztworze

NaOH, opisanym powyżej, podczas gdy górnej części każdej z próbek nie poddano temu testowi.

Porównując fig. 4 z fig. 2-3, można zauważyć, że odporność na utlenienie i roztwory zasadowe (np., NaOH) wzrasta znacznie, gdy do warstwy odbijającej promieniowanie podczerwone, zawierającej Nb, dodano Cr tak aby utworzyć warstwę zawierającą NbCrNx (w przeciwieństwie do Nb jak na fig. 2, albo NbNx jak na fig. 3). W rzeczywistości, warstwy NbCrNx poddane testowi na fig. 4 (warstwy NbCrNx na fig. 4 nie były nawet powleczone azotkiem krzemu) były mniej uszkodzone przez wrzący roztwór NaOH niż były zarówno (a) poddane testowi warstwy Nb i NbNx w odpowiednio lewej i środkowej kolumnie fig. 2-3, i (b) pokryte azotkiem krzemu warstwy Nb i NbNx w odpowiednio prawych kolumnach fig. 2-3. Ilustruje to znaczne ulepszenie trwałości chemicznej.

Ponadto, zaznaczono, że na fig. 4 trudno jest wzrokowo zaobserwować jakąkolwiek znaczną różnicę pomiędzy dolną częścią każdej z próbek, którą zanurzono we wrzącym roztworze NaOH a górną częścią każdej z próbek, której nie zanurzono we wrzącym roztworze NaOH. Ponownie, ilustruje to, że test we wrzącym roztworze NaOH nie uszkodził warstw NbCrNx, pokazanych na fig. 4, nawet gdy te warstwy nie zostały pokryte warstwa zabezpieczającą, taką jak azotek krzemu.

Niewielka różnica koloru pomiędzy górnymi a dolnymi próbkami na fig. 4 nie ma znaczenia. W szczególności, jaśniejszy kolor próbek na dole (w porównaniu z próbkami na górze fig. 4) był wynikiem obróbki cieplnej próbki, kiedy to warstwa NbCrNx była poddana obróbce i nie została zabezpieczona zewnętrzną powloką azotku krzemu. W wielu zastosowaniach handlowych, warstwa NbCrNx będzie zabezpieczona w ten sposób, za pomocą co najmniej jednej powłoki zewnętrznej, takiej jak pokazano na fig. 1 (np., patrz warstwa zabezpieczająca 4 na fig. 1), tak że nie powstanie jaśniejszy kolor, pokazany dla dolnych próbek na fig. 4.

Fig. 5 przedstawia fotografie pary wyrobów powlekanych według innej, przykładowej postaci wykonania niniejszego wynalazku. Każda z próbek na fig. 5 miała układ warstwowy obejmujący wierzchnią, niezabezpieczoną warstwę NbCr, osadzoną bezpośrednio na podłożu szklanym. Białe powierzchnie w górnych prawych rogach dwu próbek są powierzchniami, które pozostały niepokryte. Górna próbka na fig. 5 nie została poddana obróbce cieplnej, podczas gdy dolna próbka została poddana obróbce cieplnej w piecu, w około 450 stopniach C przez około 10 minut. Dolną połowę każdej z próbek poddano jednogodzinnemu testowi we wrzącym roztworze NaOH, opisanym powyżej, podczas gdy górnej połowy każdej z próbek nie poddano temu testowi.

Porównując fig. 5 z fig. 2-3, można zauważyć, że odporność względem roztworów zasadowych (np., NaOH) zwiększa się znacznie, gdy do warstwy odbijającej promieniowanie podczerwone, zawierającej Nb, dodano Cr tak aby wytworzyć warstwę zawierającą NbCr (w przeciwieństwie do Nb na Figurze 2). W rzeczywistości, poddane testowi warstwy NbCr na fig. 5 (warstwy NbCr na fig. 5 nie były nawet pokryte azotkiem krzemu) były mniej uszkodzone przez wrzący roztwór NaOH niż były zarówno (a) poddane testowi warstwy Nb i NbNx w odpowiednio lewych i środkowych kolumnach fig. 2-3, jak i (b) pokryte azotkiem krzemu warstwy Nb i NbNx w odpowiednio prawych kolumnach fig. 2-3. Ilustruje to znaczne poprawienie trwałości chemicznej.

Ponadto, zaznaczono, że na fig. 5 trudno jest wzrokowo zaobserwować jakąkolwiek znaczną różnicę pomiędzy dolną częścią każdej z próbek, którą zanurzono do wrzącego roztworu NaOH, a górną częścią każdej z próbek, której nie zanurzono do wrzącego roztworu NaOH. Ponownie, ilustruje to, że test we wrzącym roztworze NaOH nie uszkodził warstw metalicznego NbCr, pokazanych na fig. 5, nawet jeśli te warstwy nie były nawet pokryte warstwą zabezpieczającą, taką jak azotek krzemu.

Podobnie jak na fig. 4, niewielka różnica koloru pomiędzy górnymi i dolnymi próbkami na fig. 5 nie ma znaczenia. Jak wyjaśniono powyżej, jaśniejszy kolor próbki na dole był wynikiem obróbki cieplnej próbki, gdy warstwa NbCr została poddana obróbce i nie była zabezpieczona azotkiem krzemu albo inną, odpowiednią powłoką wierzchnią. W zastosowaniach handlowych, warstwa NbCr może być zabezpieczona w ten sposób, za pomocą co najmniej jednej powłoki wierzchniej (np., patrz warstwa zabezpieczająca 4 na fig. 1), tak że nie będzie występować utlenienie pokazane dla próbki na dole fig. 5.

W pewnych przykładowych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, dielektryczna warstwa przeciwodblaskowa 2 może mieć współczynnik załamania światła „n” od 1,7 do 2,7, korzystniej od 1,9 do 2,5 w pewnych postaciach wykonania, podczas gdy warstwa 4 może mieć współczynnik

PL 213 365 B1 załamania światła „n” od około 1,5 do 2,5, korzystniej od 1,9 do 2,3. Tymczasem, warstwa 3 może mieć współczynnik „n” od około 1,5 do 2,5, korzystniej od 1,7 do 2,3. W tych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, w których warstwy 2 i/lub 4 zawierają azotek krzemu (np., Si₃N₄), tarcze do napylania katodowego zawierające Si, zastosowane do wytworzenia tych warstw, mogą, lub też nie, zawierać domieszkę 1-40% wagowych glinu i/lub stali nierdzewnej (np. SS#316), z blisko tą samą ilością pojawiającą się następnie w warstwach wytworzonych w ten sposób. Nawet z tą ilością (ilościami) glinu i/lub stali nierdzewnej, takie warstwy 2 i 4 są wciąż uważane za dielektryczne w niniejszym zgłoszeniu patentowym.

Podczas gdy fig. 1 ilustruje wyrób powlekany według postaci wykonania niniejszego wynalazku w postaci monolitycznej, wyroby powlekane według innych postaci wykonania niniejszego wynalazku mogą obejmować jednostki okienne IG (szkło zespolone). W postaciach wykonania IG, powłoka 5 z fig. 1 może być umieszczona na wewnętrznej ścianie zewnętrznego podłoża jednostki IG, i/lub na wewnętrznej ścianie wewnętrznego podłoża, albo w jakimkolwiek innym, odpowiednim położeniu w innych postaciach wykonania niniejszego wynalazku.

Wracając do fig. 1, w której można zastosować różne grubości zgodnie z jednym, albo więcej, zapotrzebowaniem rozważanym powyżej. Według pewnych, nieograniczających, przykładowych postaci wykonania niniejszego wynalazku, przykładowe grubości i substancje dla odpowiednich warstw 2-4 na podłożu szklanym 1 są następujące:

T a b e l a 1 (Przykładowe grubości nieograniczające)

warstwa	zakres przykładowy (A)	korzystny (A)	najlepszy (A)
azotek Krzemu (warstwa 2):	0-1500 A	20-1300 A	100-120 A
NbCr albo NbCrNx (warstwa 3) :	50-700 A	100-500 A	150-350 A
azotek krzemu (warstwa 4):	10-900 A	100-800 A	200-500 A

W pewnych przykładowych postaciach wykonania, trwałość koloru w związku z obróbką cieplną może skutkować znaczną zdolnością dopasowania pomiędzy wersjami powłoki albo układu warstwowego poddanymi obróbce cieplnej i niepoddanymi obróbce cieplnej. Innymi słowy, w zastosowaniach monolitycznych i/lub IG, w pewnych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, dwa podłoża szklane posiadające nałożony ten sam układ powłok (jeden poddany obróbce cieplnej po osadzeniu i drugi niepoddany obróbce cieplnej) wydają się w ocenie gołym okiem ludzkim zasadniczo takie same.

Wartość (wartości) ΔΕ* jest ważna w określeniu czy, czy też nie, istnieje zdolność dopasowania, albo znaczna zdolność dopasowania koloru po obróbce cieplnej, w kontekście pewnych postaci wykonania niniejszego wynalazku (to jest, pojęcie ΔΕ* jest ważne w określeniu trwałości koloru po obróbce cieplnej). Kolor w niniejszym zgłoszeniu patentowym został opisany w odniesieniu do typowych wartości a*, b*. Na przykład, określenie Δa* jest wskaźnikiem jak bardzo wartość koloru a* zmienia się wskutek obróbki cieplnej. Określenie ΔΕ* (i ΔΕ) jest dobrze znane. Definicję pojęcia ΔΕ* można znaleźć, na przykład, w WO 02/090281 i/lub patencie amerykańskim o numerze US 6,475,626, których ujawnienia włączono do niniejszego zgłoszenia patentowego jako odnośniki. W szczególności, ΔΕ* odpowiada skali CIE LAB L*, a*, b*, i jest przedstawione jako:

ΔΕ* = {^L*)² + (Δθ*)² + ^b*)²}^1/2 (1) gdzie?;

AL* = L*₁ - L*_o (2)

Δa * = a*₁ - a*_o (3)

Ab* = b*1 - b*o (4) gdzie „o” w indeksie dolnym oznacza powłokę (albo wyrób powlekany) przed obróbką cieplną i „1 w indeksie dolnym oznacza powłokę (wyrób powlekany) po obróbce cieplnej; i zastosowane liczby (np., a*, b*, L*) są tymi, obliczonymi wymienioną powyżej techniką współrzędnej L*, a*, b* (CIE LAB 1976). Podobnie, ΔΕ można obliczyć przy zastosowaniu równania (1) poprzez zastąpienie a*, b* L* wartościami Hunter Lab ah, bh, Lh. W zakresie niniejszego wynalazku i oszacowaniu ΔΕ* są one także liczbami równoważnymi jeśli są przekształcone do tych, obliczonych jakąkolwiek inną techniką, w której stosuje się to samo pojęcie ΔΕ* jak określono powyżej.

Przed obróbka cieplną, taką jak ulepszanie cieplne, w pewnych przykładowych postaciach wykonania niniejszego wynalazku, wyroby powlekane mają charakterystyki koloru, takie jak następujące

PL 213 365 B1 w tabeli 2 (jednolite i/lub jednostki IG). Zaznaczono, że „G” w indeksie dolnym odpowiada kolorowi odblaskowemu od strony szkła, „T” w indeksie dolnym odpowiada kolorowi przepuszczalnemu, i „F” w indeksie dolnym odpowiada kolorowi od strony filmu. Jak jest to znane, strona szkła (G) oznacza kolor odblaskowy, gdy jest oglądany od strony szkła (w przeciwieństwie do strony warstwy/filmu) wyrobu powlekanego. Strona filmu (F) oznacza kolor odblaskowy, gdy jest oglądany od strony wyrobu powlekanego, na której dostarczono powłokę 5. Przedstawiona poniżej tabela 3 ilustruje pewne charakterystyki wyrobów powlekanych według pewnych przykładowych postaci wykonania niniejszego wynalazku po obróbce cieplnej, takiej jak ulepszanie cieplne (monolityczne i/lub jednostki IG) - charakterystyki w poniższej tabeli 2 (wyroby niepoddane obróbce cieplnej) można także zastosować do wyrobów powlekanych poddanych obróbce cieplnej według niniejszego wynalazku, za wyjątkiem dodatków przedstawionych w tabeli 3.

T a b e l a 2: Kolor/charakterystyki optyczne (wyroby nie poddane obróbce cieplnej)

	ogólne	korzystne	najkorzystniejsze
Tvis (TY):	8-80%	10-50%	12-30%
L*t	34-92	37-76	41-62
a*T	-6 do + 6	-4 do +3	-3 do +2
b*T	-20 do +20	-15 do +10	-10 do +10
RgY (od strony szkła):	8-50%	10-40%	12-30%
L*G	34-76	37-70	41-62
a*G	-6 do +6	-4 do +3	-3 do +2
b*G	-30 do +20	-25 do +10	-20 do +10
RfY (od strony warstwy:	8-50%	8-40%	12-35%
L*f	34-76	37-70	41-65
a*F	-9 do +9	-6 do +6	-5 do +5
b*F	-40 do +40	-30 do +30	-20 do +30
Tsol (TS%):	5-50%	5-30%	5-25%
SC:	<= 0,5	< = 0,45	<= 0,40
SHGC:	< = 0,45	<= 0,43	<= 0,35
^TUV:	<= 40%	<= 35%	<= 25%
Rs(Q/n):	<250	<150	<120

T a b e l a 3: Kolor/charakterystyki optyczne (po obróbce cieplnej; w dodatku do tabeli 2)

	ogólne	korzystne	najkorzystniejsze
ΔΕ*G	<= 5,0	<= 2,5	<= 2,0
ΔΕ\	<= 5,0	<= 2,5	<= 2,0
Δa*G	<= 2,0	<= 1,0	<= 0,8
Δb*G	<= 3,0	<= 2,0	<= 0,6
ΔL*G	<= 9	<= 3	<= 2

Wyroby powlekane w niniejszym zgłoszeniu patentowym mogą nawet mieć wartość odblaskową od strony szkła ΔΕ (AE*G) nie większą od 1,8, albo nawet nie większą od 1,5, w pewnych przykładowych postaciach wykonania niniejszego wynalazku.

Jedynie celem przykładu, przedstawiono poniżej wielość przykładów reprezentujących różne przykładowe postaci wykonania niniejszego wynalazku.

PL 213 365 B1

P r z y k ł a d y

P r z y k ł a d y 1-3 były jednolitymi wyrobami powlekanymi (każdy został ostatecznie wyżarzony i poddany obróbce cieplnej, jednakże nie wszystkie postaci wykonania w niniejszym zgłoszeniu patentowym muszą być poddane obróbce cieplnej), z układem warstwowym, takim jak pokazany na fig. 1. Warstwy 2 i 4 Si₃N₄ w każdym przykładzie osadzono przez rozpylanie tarczy krzemowej (domieszkowanej około 10% Al) w atmosferze zawierającej gazowy azot. Warstwę odbijającą promieniowanie podczerwone 3, wykonaną z NbCrN_x, osadzono w każdym przykładzie przez napylanie w atmosferze zawierającej gazowy argon i azot. W przykładzie 1, tarcza do rozpylania NbCr zawierała wagowo około 55% Nb i około 45% Cr (około 40/60% atomowego; podczas gdy w przykładach 2 i 3 tarcze do rozpylania zawierały wagowo około 88% Nb i około 12% Cr (80/20% atomowego).

W przykładzie 1, do osadzenia powłoki zastosowano następujące parametry procesu napylania. Szybkość liniową wyrażono w calach na minutę (IPM), i przepływy gazu (Ar i N) wyrażono w jednostkach standardowych centymetrów sześciennych (sccm):

T a b e l a 4: Przykład 1 - parametry procesu powlekania

warstwa	moc	napięcie	szybk. liniowa	# przejść	przep. Ar	przep. N
SiN warstwa 2:	2,5 kW	517 V	47,1	8	40	55
NbCrNx warstwa 3:	1,0 kW	465 V	33	2	30	15
SiN warstwa 4:	2,5 kW	521 V	45,8	2	40	55

W przykładzie 2, do osadzenia powłoki zastosowano następujące parametry procesu napylania. Ponownie, szybkość liniową wyrażono w calach na minutę (IPM), i przepływy gazu wyrażono w jednostkach standardowych centymetrów sześciennych (sccm):

T a b e l a 5: Przykład 2 - parametry procesu powlekania

warstwa	moc	napięcie	szybk. liniowa	# przejść	przep. Ar	przep. N
SiN warstwa 2:	2,5 kW	510 V	45,4	8	40	55
NbCrNx warstwa 3:	1,0 kW	444 V	30	2	30	12
SiN warstwa 4 :	2,5 kW	513 V	36,6	2	40	55

W przykładzie 3, do osadzenia powłoki zastosowano następujące parametry procesu napylania. Ponownie, szybkość liniową wyrażono w calach na minutę (IPM), i przepływy gazu wyrażono w jednostkach standardowych centymetrów sześciennych (s c cm):

T a b e l a 6: Przykład 3 - parametry procesu powlekania

warstwa	moc	napięcie	szybk. liniowa	# przejść	przep. Ar	przep. N
SiN warstwa 2:	2,5 kW	511 V	61,8	2	40	55
NbCrNx warstwa 3:	1,0 kW	444 V	40	3	30	15
SiN warstwa 4:	2,5 kW	508 V	46,4	3	40	55

Po napyleniu, przykłady 1-3 miały następujące charakterystyki optyczne po napyleniu (w postaci wyżarzonej i nie poddanej obróbce cieplnej, wyrób monolityczny) (I11. C, 2 stopniowa obserwacja):

PL 213 365 B1

T a b e l a 7: Charakterystyki - (nie poddane obróbce cieplnej)

parametr	Przykł. 1	Przykł. 2	Przykł. 3
Tvis (TY) (przepuszczalne):	22,0%	23,3%	23,0%
a*T	-1,1	-1,6	-1,4
b*T	0,1	-3,4	-9,9
L*t	54,0	55,4	55,1
RgY (odb. od str. szkła %):	18,7%	18,8%	28,9%
a*G:	-1,8	-1,2	-1,5
b*G:	-17,2	-16,5	0,5
1 * · L G:	50,3	5 0,5	60,7
RfY (odb. od str. warstwy %):	31,0%	27,9%	20,3%
a*F:	0,9	1,7	2,3
b*F:	22,0	31,2	27,9
L*f :	62,5	59,8	52,2
Tsol (TS) :	n/a	17, 5%	16,4%
Współ, zacienienia (SC):	n/a	0,41	0,38
SHGC (wsp. pochł. en. słon.):	n/a	0,35	0,32
Tuv (transmisja UV):	n/a	19%	23%
Rs (rezystancja właściwa; om/G):	113	106	111

Każdy z przykładów 1-3 miał następujący układ warstwowy, przedstawiony w tabeli 8. Grubości i stechiometrie wymienione poniżej w tabeli 8 dla przykładów 1-3 są wartościami przybliżonymi i nie są dokładne. Powłokę 5 dla każdego z przykładów pokazano na fig. 1, a zatem zawiera ona warstwy 2, 3 i 4. Podłoża szklane były przezroczyste i miały około 6 mm grubości w każdym z przykładów.

T a b e l a 8: Powłoki w przykładach

Przykład 1:	szkło/SiaN4 (840A) /NbCrNx (230A) /SisN (220A)
Przykład 2:	szkło/SiaN4 (870A) /NbCrNx (240A) /SisN4 (270A)
Przykład 3:	szkło/SisN4 (160A) /NbCrNx (225A)/SisN4 (320A)

Po nałożeniu warstw przez napylanie katodowe, wyrób powlekany z Przykładu 1 poddano obróbce cieplnej przez 10 minut w około 625 stopniach C. Poniższa Tabela 9 przedstawia pewne charakterystyki trwałości koloru Przykładu 1 przed/po obróbce cieplnej.

T a b e l a 9: Trwałość koloru odblaskowego od strony szkła po obróbce cieplnej

parametr	Przykład 1
ΔΕ*G:	1,0

Jak można stwierdzić na podstawie tabeli 9, przykład 1 charakteryzował się doskonałą wartością odblaskową ΔΕ* od strony szkła (im niższa, tym lepsza). Ta niska wartość ilustruje w jak niewielkim stopniu optyczne charakterystyki odblaskowe od strony szkła dla powłoki zmieniły się po obróbce cieplnej. Wskazuje to na wyższą trwałość po obróbce cieplnej (np., ulepszaniu cieplnemu albo temu podobnej). Dla porównania, rozważono następujący stos warstw:

szkło/Si3N4/NiCr/Si3N4, który ma wartość odblaskową ΔΕ* od strony szkła powyżej 5,0 po obróbce cieplnej w 625 stopniach C przez dziesięć minut. Powyższy przykład 1 jasno ilustruje korzyść porównawczą, płynącą z zastosowania azotku niobu i chromu w warstwie odbijającej promieniowanie podczerwone, w przeciwieństwie do NiCr. Stosując azotek niobu i chromu można uzyskać o wiele

PL 213 365 B1 niższą wartość odblaskową ΔΕ* od strony szkła. Ponadto, można również poprawić trwałość, jak wyjaśniono powyżej.

Pewne określenia są powszechnie stosowane w dziedzinie powlekania szkła, w szczególności podczas określania właściwości i charakterystyk kontroli promieniowania słonecznego szkła powlekanego. Takie określenia stosuje się w niniejszym zgłoszeniu patentowym zgodnie z ich dobrze znanym znaczeniem. Na przykład, jak zastosowano w niniejszym zgłoszeniu patentowym:

Intensywność odbitego światła o długości fali w zakresie widzialnym, to jest, „współczynnik odbicia” określa się przez jego stosunek procentowy i podaje jako RxY (to jest, wartość Y cytowaną poniżej w ASTM E-308-85), gdzie „X” oznacza zarówno „G” dla strony szkła jak i „F” dla strony filmu. „Strona szkła” (np., „G”) oznacza spoglądanie od strony podłoża szklanego, przeciwnej względem tej, na której znajduje się powłoka, podczas gdy „strona filmu (to jest, „F”) oznacza spoglądanie od strony podłoża szklanego, na której znajduje się powłoka.

Charakterystyki koloru zmierzono i przedstawiono w niniejszym zgłoszeniu patentowym za pomocą współrzędnych CIE LAB a*, b* i skali (to jest, wykresu CIE a*b*, I11. CIE-C, 2 stopniowej obserwacji). Inne podobne współrzędne można zastosować równoważnie, tak jak „h w indeksie dolnym służy do oznaczenia typowego zastosowania skali Hunter Lab, albo I11. CIE-C, 10° obserwacji, albo współrzędnych CIE LUV u*v*. Te skale określono w niniejszym zgłoszeniu patentowym według ASTM D-2244-93 „Standard Test Method for Calculation of Color Differences from Instrumentally Measured Color Coordinates” 15 września 1993 jak rozszerzono w ASTM E-308-85, Rocznik standardów ASTM, Vol. 06.01 „Standard Method for Computing the Colors of Objects by 10 Using the CIE System” i/lub jak przedstawiono w IES LIGHTING HANDBOOK 1981 Reference Volume.

Określenia „emitancja” i „transmitancja” są dobrze znane i zostały zastosowane w niniejszym zgłoszeniu patentowym zgodnie z ich dobrze znanym znaczeniem. Tak więc, na przykład określenia transmitancja światła w zakresie widzialnym (TY), transmitancja promieniowania podczerwonego, i transmitancja promieniowania nadfioletowego (Tuv) są znane. Całkowita transmitancja energii słonecznej (TS) jest zatem zwykle charakteryzowana jako średnia ważona tych wartości od 300 do 2500 nm (UV, zakres widzialny i bliska podczerwień). W odniesieniu do tych transmitancji, transmitancja w zakresie widzialnym (TY), jak opisano w niniejszym zgłoszeniu patentowym, jest określona standardową CIE Illuminant C, techniką 2 stopniowej obserwacji dla 380 - 720 nm; bliska podczerwień wynosi 720 - 2500 nm; nadfiolet wynosi 300 - 380 nm; i całkowite promieniowanie słoneczne wynosi 300 - 2500 nm. Dla celów emitancji, jednakże, stosuje się szczególny zakres podczerwieni (to jest, 2500 - 40000 nm).

Transmitancję w zakresie widzialnym można mierzyć stosując znane, typowe techniki. Na przykład, stosując spektrofotometr, taki jak Perkin Elmer Lambda 900 albo Hitachi U4001, otrzymuje się spektralną krzywą transmisji. Transmitancję w zakresie widzialnym oblicza się następnie za pomocą wspomnianej powyżej metodologii ASTM 308/12244-93. Można zastosować mniejszą, niż zalecaną, liczbę punktów dla poszczególnych długości fali, jeśli jest to pożądane. Inną techniką pomiaru transmitancji w zakresie widzialnym jest zastosowanie spektrometru, takiego jak handlowo dostępny spektrofotometr Spectrogard produkowany przez Pacific Scientific Corporation. To urządzenie mierzy i podaje bezpośrednio transmitancję w zakresie widzialnym. Jak opisano i zmierzono w niniejszym zgłoszeniu patentowym, dla transmitancji w zakresie widzialnym (to jest, wartości Y w trójbodźcowym układzie CIE, ASTM E-308-85) stosuje się I11. C., 2 stopniową obserwację.

Innym określeniem stosowanym w niniejszym zgłoszeniu patentowym jest „rezystancją właściwa”. Rezystancja właściwa (Rs) jest dobrze znanym określeniem i została zastosowana w niniejszym zgłoszeniu patentowym zgodnie z jej dobrze znanym znaczeniem. Jest ona wyrażona w niniejszym zgłoszeniu patentowym w jednostkach omów na jednostki powierzchni. Mówiąc ogólnie, określenie to dotyczy rezystancji w omach na jakikolwiek kwadrat układu warstwowego na podłożu szklanym dla prądu elektrycznego przepływającego przez układ warstwowy. Rezystancja właściwa jest wskaźnikiem jak dobrze warstwa albo układ warstwowy odbija energię podczerwieni, i jest zatem często stosowana wraz z emitancją jako miara tej cechy. „Rezystancję właściwą można na przykład dogodnie zmierzyć za pomocą 4-punktowego próbnika omometrycznego, takiego jak jednorazowy 4-punktowy próbnik rezystywności z Magnetron Instruments Corp., głowica, Model M-800 produkowany przez Signatone Corp. z Santa Clara, Kalifornia.

Określenia „obróbka cieplna” i „poddawanie obróbce cieplnej” w znaczeniu niniejszego wynalazku oznacza ogrzewanie wyrobu do temperatury wystarczającej do umożliwienia ulepszania cieplnego, wyginania, albo prostowania na gorąco wyrobu zawierającego szkło. Ta definicja obejmuje, na przyPL 213 365 B1 kład, ogrzewanie wyrobu powlekanego do temperatury co najmniej około 580 albo 600 stopni C przez czas wystarczający do umożliwienia ulepszania. W pewnych przypadkach, obróbka cieplna może trwać przez co najmniej około 4 albo 5 minut.

Po podaniu powyższego ujawnienia wiele innych cech, zmian i ulepszeń stanie się oczywistych dla specjalisty. Takie inne cechy, zmiany i ulepszenia są zatem uważane za część niniejszego wynalazku, którego zakres jest określony w następujących zastrzeżeniach:

Claims

1. Wyrób powlekany obejmujący układ warstw osadzony na podłożu szklanym zawierający pierwszą warstwę dielektryczną, warstwę odbijającą promieniowanie IR i drugą warstwę dielektryczną, znamienny tym, że warstwa odbijająca promieniowanie IR zawiera NbCr, przy czym warstwa zawierająca NbCr jest umieszczona pomiędzy i styka się z pierwszą i drugą warstwą dielektryczną, które korzystnie zawierają azotek krzemu; i przy czym wartość ΔΕ* (odblaskowa od strony szkła) wyrobu powlekanego po i/lub wskutek obróbki cieplnej jest nie większa od 3,0.

2. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa odbijająca promieniowanie IR zawiera azotek NbCr.

3. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa zawierająca NbCr znajduje się w kontakcie z każdą z powyższych warstw dielektrycznych.

4. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że wykazuje przepuszczalność w zakresie widzialnym od 10-30%.

5. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa zawierająca NbCr jest istotnie wolna od jakiegokolwiek tlenku.

6. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że wykazuje przepuszczalność w zakresie widzialnym od 8 do 80%.

7. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że wyrób po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 2,0.

8. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka zawiera głównie pierwszą i drugą warstwy dielektryczne oraz warstwę zawierającą NbCr.

9. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedną z warstw dielektrycznych zawiera azotek krzemu.

10. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że nie posiada warstwy Ag.

11. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że ma postać jednostki okiennej IG, okna monolitycznego, albo okna warstwowego.

12. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa odbijająca promieniowanie IR zawiera azotek niobu chromu, a pierwsza i druga warstwy dielektryczne zawierają azotek krzemu.

13. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że wyrób po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 2,5.

14. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa zawierająca niob chrom jest metaliczna.

15. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa zawierająca niob chrom jest co najmniej częściowo azotowana.

16. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna z warstw dielektrycznych zawiera azotek krzemu i obejmuje glin i/lub stal nierdzewną.

17. Wyrób powlekany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa zawierająca NbCr jest azotowana i jest przedstawiona jako (Nb+Cr)xNy, w którym stosunek y/x wynosi od 0,2 do 0,9.

18.Wyrób powlekany według zastrz. 17, znamienny tym, że stosunek y/x wynosi od 0,4 do 0,7.

19. Wyrób powlekany obejmujący układ warstw osadzony na podłożu szklanym i zawierający pierwszą warstwę dielektryczną, warstwę odbijającą promieniowanie IR i drugą warstwę dielektryczną, znamienny tym, że warstwa odbijająca promieniowanie IR zawiera azotek NbCr, przy czym warstwa zawierająca azotek NbCr jest umieszczona pomiędzy i styka się z pierwszą i drugą warstwą dielektryczną, które

PL 213 365 B1 korzystnie zawierają azotek krzemu; i przy czym wyrób powlekany po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 3,0.

20. Wyrób powlekany według zastrz. 19, znamienny tym, że powyższa warstwa zawierająca azotek NbCr nie styka się z jakąkolwiek metaliczną warstwą odbijającą promieniowanie podczerwone (IR) wykonaną z Ag.

21. Wyrób powlekany według zastrz. 19, znamienny tym, że po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 2,5.

22. Wyrób powlekany według zastrz. 19, znamienny tym, że ma postać jednostki okiennej IG, okna monolitycznego, albo okna warstwowego.

23. Wyrób powlekany według zastrz. 19, znamienny tym, że wykazuje przepuszczalność w zakresie widzialnym od 8 do 80%.

24. Wyrób powlekany według zastrz. 19, znamienny tym, że po i/lub wskutek obróbki cieplnej wykazuje wartość ΔΕ* (odblaskową od strony szkła) nie większą od 2,0.