高频可穿透的构件和用于制造构件的方法技术

高频可穿透的构件和用于制造构件的方法。本发明专利技术涉及一种高频可穿透的构件，所述构件具有基体(2)和溅射到所述基体上的层(3)，所述层由具有金属掺杂的Al

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高频可穿透的构件和用于制造构件的方法
本专利技术涉及一种高频可穿透的构件和一种用于制造所述构件的方法并且尤其是涉及一种雷达可穿透的车辆构件。
技术介绍
在机动车中安装有多个具有无线通讯功能的传感器和移动设备。为了使这些传感器和移动设备对用户不可见，例如将它们隐藏在外蒙皮构件的后面。因此，例如用于测距的雷达装置通常隐藏在机动车的前格栅或保险杠装饰件的后面。用于钥匙识别的传感器例如隐藏在车辆把手中。GPS发射器和接收器例如集成在车顶鳍中。覆盖式的构件一方面应对于高频波是可穿透的，也就是说，这些波在穿透所述构件时不应被过度衰减、吸收或反射。另一方面，所述构件应提供视觉上吸引人的形象。在这里，尤其是期望金属般地呈现的表面。已知制造具有铬外观的、无线电波可穿透的层。根据文献US2016237549A1，借助于物理气相沉积(PVD)形成的薄的铬层是雷达可穿透的。由文献EP2484850B1已知，同样借助于PVD来沉积锡或铟作为薄层。这样进行沉积，使得材料形成彼此电气分开的岛状区域。在岛边界处利用无线电波产生穿透。然而，这样的PVD层的在色彩上的形象局限于铬外观。
技术实现思路
在这样的背景下，本专利技术的任务是提供一种如下可行性，即如何能提高高频波可穿透的构件的颜色变化。所述任务通过根据权利要求1所述的构件和根据权利要求8所述的方法来解决。由从属权利要求和后续的说明得出其它的有利设计方案。提出一种高频可穿透的构件，所述构件具有基体和溅射到该基体上的层，所述层由具有金属掺杂的Al2O3制成。此外，提出一种用于制造高频可穿透的构件的方法。该方法包含如下步骤：提供基体并且将设有金属掺杂的Al2O3层溅射到该基体上。该方法尤其是适合并可用于制造根据本专利技术的构件。在这方面，针对构件所说明的技术效果和优点同样适用于该方法。根据本专利技术，蓝宝石(Al2O3)用作载体材料并且设有金属掺杂。本专利技术利用如下事实：这样的层可容易地借助于溅射来形成并且使该构件具有金属外观，而不失去其对于高频辐射的穿透性。在这里，本专利技术利用如下事实：蓝宝石在未掺杂的状态中是绝缘体。与例如代替蓝宝石而使用半导体作为载体材料的情况相比，对应大的带隙在掺杂时允许更大的自由度。由此得出实现金属般地呈现的视觉效果的新的可能性，而不显著降低构件对于高频辐射、并且尤其是对于雷达辐射的穿透性。高频可穿透的构件在400MHz至90GHz频率范围中、并且尤其是在与雷达相关的30GHz至90GHz或70GHz至90GHz频率范围中对于电磁辐射是可穿透的。就此而言，如果至少50％的射入的辐射可穿过所述构件，则该构件应被视为高频可穿透的。相反地，这对应于3dB的最大单向信号衰减。该具有金属掺杂的蓝宝石层通过溅射形成。溅射(也称为阴极雾化)是一种真空涂层方法。在进行溅射时，通过离子轰击来在真空室中分离出固体(靶材)的原子并使其转变成气相。要涂层的基底、在这里为基体位于靶材附近，靶材的经分离出的原子沉积在该基体上并形成固态的薄层。在本方法中，铝原子和氧原子以及金属掺杂物的原子因此从一个或多个靶材中分离出来并作为掺杂金属的Al2O3层沉积在基体上。优选地，蓝宝石层或者说Al2O3层掺杂和构造成，使得该构件的在60GHz至90GHz频率范围中通过该层的传输衰减改变小于0.1dB。换句话说，该具有掺杂的蓝宝石层的构件在提到的频率范围中的传输衰减与没有该层的构件的传输衰减的偏差小于0.1dB。所述蓝宝石层掺杂有至少一种金属。在这里，掺杂浓度选择得这么低，使得蓝宝石层的电特性还没有显著改变。同时力求将掺杂浓度设置得尽可能高，以便增强金属感和色深。例如当以在1016cm-3至最大上限掺杂浓度的范围中的浓度进行掺杂时，实现好的金属色彩效果。所述最大上限掺杂浓度例如选择成，使得经掺杂的层的表面电阻为至少10MOhm(106OHM)，由此仍得出对于高频辐射而言好的穿透性。例如元素金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)或钛(Ti)适合作为用于掺杂该蓝宝石层的金属。利用这些元素能够形成不同的色调、例如红色、黄色、蓝色或棕色色调。这些元素由于其原子尺寸与在蓝宝石层中铝的原子尺寸相似是特别适合的。然而，原则上也可将其它可溅射的金属作为掺杂介质引入到蓝宝石层中。在一种优选的设计方案中，所述蓝宝石层仅掺杂有元素Au、Ag、Cu、Ni、Pt或Ti之一。然而，为了实现进一步的色彩效果，还可利用两种或更多种这样的元素来掺杂蓝宝石层，其中，所有元素的掺杂浓度的总和则优选选择成，使得经掺杂的层的表面电阻为至少10MOhm。为了在对于高频辐射而言好的穿透性的同时形成漂亮的金属外观，已证明有利的是，在一种设计方案中，经溅射的层的厚度在25nm至100nm的范围中。所述基体由高频辐射可穿透的材料制成。优选地，所述基体由塑料制成。此外，所述基体也可例如以增粘剂或底涂层来进行涂层。通过该层的选择例如可进一步影响构件的视觉上的形象。例如可使用粗糙或光滑的底涂层来限定该蓝宝石层是产生哑光还是有光泽的金属感。此外，可在掺杂的蓝宝石层上设置附加的层。例如可在蓝宝石层上设置一层非常薄的漆层，以便进一步改变和影响色彩效果。补充性地或替代性地，可设置透明的塑料层作为机械式的保护。所述构件优选是车辆构件。这例如可以是前挡泥板、装饰条或覆盖物。所述构件特别优选是车辆的雷达装置的雷达覆盖物。本专利技术的其它优点、特征和细节由后续的说明给出，在其中参照附图详细地说明本专利技术的实施例。在此，在权利要求书和在说明书中提到的特征可分别本身单独地或以任意组合对于本专利技术是重要的。如果在本申请中使用术语“可”，则这既涉及技术可能性，又涉及实际的技术实现。附图说明下面参考附图阐述实施例。附图如下：图1示出第一示例性的构件的示意性剖面图；并且图2示出第二示例性的构件的示意性剖面图。具体实施方式图1示出一种示例性的高频可穿透的构件1，该构件例如形成雷达覆盖物。构件1具有由塑料制成的基体2。在所述基体上形成掺钛的蓝宝石层(Ti:Al2O3)。该涂层借助于溅射来施加并且优选可具有在25nm至100nm的范围中的厚度。在蓝宝石层中，钛的掺杂物浓度优选可在1016cm-3到最大上限掺杂物浓度的范围中，所述最大上限掺杂物浓度选择成，使得蓝宝石层的表面电阻仍为至少10MOhm。作为用钛进行掺杂的替代性方案，蓝宝石层也可掺杂有另一种元素或一种以上元素，所述元素选自如下组：Au、Ag、Cu、Ni、Pt或Ti。图2示出另一种示例性设计方案，在该设计方案中，与图1中相同的层和构件标有相同的附图标记，并且为了避免重复而不再重新说明。在根据图2的示例中，构件10除了基体2和蓝宝石层3之外还包含另外的层4、5和6。直接在基体2上施加例如底涂层，所述底涂层改善沉积在该底涂层上的蓝宝石层的附着力。在蓝宝石层上又可设置附加的颜色层5以及作为机械式保护的塑料层6，所述附加的颜色层用于改变构件的色彩效果。当然，这些层可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高频可穿透的构件，所述构件具有基体(2)和溅射到所述基体上的层(3)，所述层由具有金属掺杂的Al

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190204 DE 102019102657.11.高频可穿透的构件，所述构件具有基体(2)和溅射到所述基体上的层(3)，所述层由具有金属掺杂的Al2O3制成。


2.根据权利要求1所述的构件，其中，所述Al2O3层(3)掺杂和构造成，使得所述构件(1、10)的在60GHz至90GHz频率范围中通过该层(3)的传输衰减改变小于0.1dB。


3.根据权利要求1或2所述的构件，其中，以在1016cm-3至上限掺杂浓度的范围中的浓度来进行所述掺杂，其中，经掺杂的层的表面电阻为至少10MOhm。


4.根据前述权利要求中任一项所述的构件，其中，所述金属掺杂是指掺杂有元素Au、Ag、Cu、Ni、P...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·费舍尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE