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，銀對于可見光具有最佳的反射性能。因此用于可見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，待反射的光穿過未涂敷或防反射的前表面進入玻璃基層，穿過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)保護的銀層是非耐候性的，而是會被腐蝕并且表面變暗。就氣候效應(yīng)對銀層進行非常昂貴的保護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方面是有效的，而且在對銀反射器層的刮擦保護方面也是有效的。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，對基層表面覆以促進粘合的中間層。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)生擴散過程，所述擴散過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，從而基層表面越來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)成團塊)，不再粘結(jié)地覆蓋所述基層表面。最后，銀層因為聚結(jié)成團塊而失去其高反射性能。這些傳送過程隨著溫度的增加而加速，并且在600℃以上，單個銀層經(jīng)過幾個小時就聚結(jié)成團塊。
對銀層溫度穩(wěn)定性的進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/小時的速度去除。實際上，在高溫下由于背部散開，所述蒸發(fā)速度在空氣中顯著下降，然而增加的銀蒸發(fā)可能實質(zhì)上增加所述材料傳送。
在文獻中說明了改善銀層耐受達到約600℃的溫度性能的措施。說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散，并且對于銀具有良好粘附性的溫度穩(wěn)定的襯層和覆層使得對邊界表面的覆蓋穩(wěn)定。對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)個小時的期間內(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2000小時，那么將完全放棄金屬反射器層，并且反射將由包括高熔點氧化物的電介質(zhì)界面系統(tǒng)實現(xiàn)，所述電介質(zhì)界面系統(tǒng)的成本相對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小時以上而功能不受影響。
該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的后表面反射鏡而實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的后表面反射鏡的有利的改進在從屬權(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于待反射的光來說是透明的基層上，所述基層位于后側(cè)，例如是玻璃或石英玻璃。然而，一個襯層插在所述基層和所述銀層之間，所述襯層包括高熔點的氧化物或者含有后者且熔點比銀層的銀的熔點更高。在銀層的定向為遠離所述基層的一側(cè)上，施加有一個覆層，所述覆層包括高熔點的金屬，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干涉而實現(xiàn)，但是對于金屬襯層，僅僅允許非常小的厚度，以便不會劇烈性地減小后表面反射鏡的反射性能。
氧化鋯的熔點為2700℃且釕的熔點為2300℃，從而襯層的熔點和覆層的熔點高于銀的熔點。
有利地，能夠在銀層和覆層之間插入一個熔點為3400℃的促進粘合的鎢層。
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)造成使得熔點為961℃的銀層設(shè)置在兩個熔點顯著更高的層之間，所述兩個層在600℃不會產(chǎn)生擴散效應(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比實驗中，得到通常至少兩倍的使用壽命。


下面，說明根據(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> 具體實施例方式
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納米的促進粘合的鎢層5以及厚度為500納米的釕層6。所有的層通過真空涂敷(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^600℃。根據(jù)圖1沉積在后表面反射鏡上的反射層在超過2000小時的工作時間內(nèi)保持不發(fā)生可測量到的損害。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種鹵素?zé)?，其具有石英玻璃燈泡作為基層，并且具有后表面反射鏡，所述石英玻璃燈泡基層對于待反射的光來說是透明的，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的氧化物或者含有后者且熔點高于銀的熔點，在所述銀層的定向為遠離所述基層的一側(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)利要求中任一項所述的鹵素?zé)?，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)置有促進粘合層。
9.如上述權(quán)利要求中任一項所述的鹵素?zé)?，其特征在于，所述促進粘合層包括鎢或含有鎢。
10.如上述權(quán)利要求中任一項所述的鹵素?zé)?，其特征在于，所述促進粘合層的厚度在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，所述基層對于待反射的光來說是透明的，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的氧化物或者含有后者且熔點高于銀的熔點，在所述銀層的定向為遠離所述基層的一側(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)置有促進粘合層。
9.如上述權(quán)利要求中任一項所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述促進粘合層包括鎢或含有鎢。
10.如上述兩個權(quán)利要求中任一項所述的后表面反射鏡，其特征在于，所述促進粘合層的厚度在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。
全文摘要
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)，所述基層對于待反射的光來說是透明的。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高于銀的熔點。在所述銀層的定向為遠離所述基層的一側(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C03C17/36GK1997852SQ200580023569
公開日2007年7月11日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16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 申請人:弗蘭霍菲爾運輸應(yīng)用研究公司