具有压制的表面的微晶玻璃和制造该微晶玻璃的方法技术

本发明专利技术涉及一种微晶玻璃产品，所述微晶玻璃产品由绿色玻璃陶瓷化而得，并且具有压制的表面结构。本发明专利技术还涉及一种用来对用于制造微晶玻璃的绿色玻璃体进行再成型的方法，在所述方法中，由玻璃熔体预成型的并且已在低于Ｔ↓［Ｋｂ］冷却的绿色玻璃体借助燃气红外线隙缝辐射器在少于３０秒内再次加热至如下的表面温度，在该表面温度时，玻璃的粘度在１０↑［６．６］与１０↑［９］Ｐａｓ之间，之后经历再成型步骤并且接着以高冷却速率冷却至Ｔ↓［ｇ］或者更低。本发明专利技术还涉及用来制造具有结构化的表面的微晶玻璃的方法。表面的结构化具有如下优点，整个产品由同一微晶玻璃材料组成并且因此不存在表面层与微晶玻璃之间的不同特性，以及具有荷花效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具有如下主题用来对用于微晶玻璃(玻璃陶瓷)制造的 绿色玻璃体的表面进行再成型，特别是进行结构化的方法；制造具有 已结构化表面的微晶玻璃的方法；以及依照该方法制造的微晶玻璃。
技术介绍
微晶玻璃的成型方案是普遍公知的。有所区别的是，由熔体初成 型和依据类属的再成型。公知的是，诸如重力下沉、按压、挤压或者 真空拉引的再成型方法，用以获得微晶玻璃的专门用途的三维的定型。所述成型工艺公知的是应用于绿色玻璃，亦即微晶玻璃的玻璃态 半成品。通常地，绿色玻璃在已知的成型方法中被加热到在玻璃内部大约 100(TC的最大温度，以便获得用于再成型的足够粘度。在此，实施如 下的临界温度范围，在该临界温度范围下，开始晶核形成，而晶核形 成在再成型的加工步骤中必须避免。否则，自发的晶核形成可能会使 陶瓷化的结果变糟。出于这个原因，晶核形成的临界温度范围(典型 地为720至85(TC)必须尽可能快地通过。另一方面，对于三维的成型必需的是，绿色玻璃被彻底加热。公 知的、所应用的燃气红外线辐射器在大约1100至120(TC的持续运行温 度下运行。在该范围内，燃气红外线辐射器以如下波长范围将其主要 能量进行辐射，所述波长范围在大多玻璃的吸收边(大约2.7pm)之上。 因此，辐射器的主要辐射功率已经在玻璃表面被吸收。因而，这样的 燃气红外线辐射器也被称为表面加热装置。但是，这样的燃气红外线辐射器并不特别适用于实现对玻璃的如此快地彻底加热，从而能够 对以2 0至4 0秒的时间延迟发生的晶核形成充分抑制。由此出发，例如出版文献EP 1 171 391 Bl、 EP 1 171 392 Bl以及 DE 101 10 357 C2介绍了为了对绿色玻璃进行三维再成型的目的而较 快地彻底加热微晶玻璃的方法。其中提出使用电的、短波的红外线辐 射器，其在波长方面的辐射最大值为1.2pm，这相应于大约2400。K的色 温。在这里，凭借适当的措施可以实现直至透明玻璃深层的均一加热。而现在应当力求在绿色玻璃体的表面范围内对绿色玻璃体进行再 成型。特别地，凭借根据本专利技术的方法，可行的是，给表面设有一种 结构。在这里，这时恰为不利的是对玻璃体的彻底加热，这是因为不 能获得足够快的冷却速率，它特别是在一定程度上"冻结"细腻的表 面结构。此外，借助短波的红外线辐射器由于玻璃在短波光谱范围内 的吸收特性而未获得足够的表面温度。在使用短波的电辐射器时，玻 璃内部的温度攀升至100(TC，而表面区域的温度则保持在90(TC。因此， 动用长波的燃气红外线辐射器显得更有可能成功。但在这里，专业人士提出如下问题，在利用已知的燃气红外线辐 射器进行再加热时，不能在足够短的时间内在衬底表面获得足够高的 温度，该温度实现压制过程(Pragevorgang)而同时另一方面又不会触 发自发的晶核形成。由此，这是基于特别是为了压制细腻的结构， 与大型的三维再成型相比(诸如重力下沉、真空拉引或者按压)，必 须在表面上获得更低的粘度。为了完整性起见，还要对绿色玻璃体"从熔体中"初成型进行探 讨。已知的方法同样具有所提及的彻底加热的衬底太缓慢冷却的缺点。 此外，该方法与池窑运行相联系并因此经常提供不了制造过程的足够 的灵活性。从产品，亦即微晶玻璃的角度看，作为表面的构造可能性公知的 有例如对微晶玻璃表面进行涂层或者涂漆。作为功能层，可以例如施 加喷涂涂层或者具有荷花效应的漆或者抗反射涂层。对于所施加的功 能层的要求对于微晶玻璃衬底恰好正如想象中那样高，涂层如同衬底 那样必须胜任同样的要求。于是，希望的是，涂层满足相似的机械的 禾口/或热的和/或化学的要求并同时具有可相比的光学特性。但迄今为 止，未公知如下的涂层物质，所述涂层物质如同微晶玻璃那样具有可 相比的硬度、机械稳定性、特别是在可见区域和红外区域内相似的传 输性能以及首要的是具有可相比的很小的热膨胀。出于最后所述的原 因，问题已经在于微晶玻璃衬底与涂层之间连接的可保持性。因此， 所有已知涂层在该方面或其它方面始终表现为让步。
技术实现思路
基于现有公知技术的背景，本专利技术的任务在于，提供一种对用于 微晶玻璃制造的绿色玻璃体进行再成型的方法，凭借所述方法，可以 将表面结构，特别是最细腻的表面结构施加在绿色玻璃体的衬底表面。 本专利技术的任务还在于，对微晶玻璃设有如下的表面结构，该表面结构 具有与微晶玻璃衬底自身尽可能相似的机械的、热学的、光学的以及化学的特性。该任务通过具有权利要求l的特征的方法来解决。根据本专利技术的方法设置为，由玻璃熔体预成型的并已经在低于晶 核形成温度TKb下冷却到优选直至比转变温度Tg高150K或更低的绿色玻璃体借助燃气红外线隙缝辐射器(Gasinfrarot-Porenstrahler)再次加 热到如下的表面温度，在该表面温度下，玻璃的粘度在10"Pas与l(^Pa s之间，优选在10"Pas与10"Pas之间，之后经历再成型步骤并且接着 以很高的冷却速率最大程度冷却直至转变温度Tg。玻璃衬底的所需的突然的升温凭借根据本专利技术使用的燃气红外线隙缝辐射器可实现，该燃气红外线隙缝辐射器在相比较大的波长时达 到非常高的能量密度。由此，再次加热到所需的表面温度能够在优选 在少于30秒内实现。燃气红外线隙缝辐射器根据已知地虽然被用来加工用以制造微晶玻璃产品的绿色玻璃片，例如由EP 1 857 422 Al获悉的那样。但是，其 在那里提及的示例中用来对绿色玻璃片的表面进行火抛光，其中，在 根据本专利技术的方法中作为基础的、快速的通过晶核形成的临界温度范 围不起作用。高的冷却速率优选为8至40K/s并且特别为20至40K/s，以便使再成型的表面稳定。但是以如此高的冷却速率冷却到低于Tg是不利的，这是因为在此在玻璃内部形成不被希望的应力。因此，跟着该第一冷却时 间有具有明显更小的冷却速率的第二冷却时间，所述冷却速率优选为14K/Min或者更小。再成型步骤优选包括平滑化和/或加压再成型并且特别优选包括 将结构压制到绿色玻璃体的表面内。依照根据本专利技术的方法的有利的改进方案，将具有结构化的接触 面的压制工具预热到为Tg士100K的工作温度并且在再成型时以结构化的接触面盖压到已加热的表面上。已经表明，在低于Tg—100K的工具温度时，来自绿色玻璃体表面的热量由于很高的温度差而过快地导出并且压制过程不能充分地实 施。另一方面，在高于lg+100K的工具温度时显示出，由于过小的温差而不足以在压制时将足够热量通过压制工具导出并且存在如下危 险，即，玻璃与工具粘连。特别优选的是，压制工具在盖压到已加热的表面上之后在冷却时该冷却过程优选最大程度发生直至转变温度Tg，以便避免玻璃中 所述的应力。由于工具的冷却，而同时实现玻璃表面有效的冷却，该 玻璃表面在冷却期间还与工具的接触面出处于全平面的接触中。优选 为，绿色玻璃体的下侧也等时性地以相同的速度冷却，以便避免热应 力。依照根据本专利技术的方法的有利的改进方案，燃气红外线隙缝辐射器在再次加热时以多于200kW/n^的能量密度进行辐射，该能量密度优 选为多于1M W/m2并且特别优选为多于2M W/m2 。特别是所述高能量密度实现了对玻璃表面极其快速的加热直至达 到所需的低的玻璃粘度。正好对于单纯的表面加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
用来对用于制造微晶玻璃的绿色玻璃体（１６）进行再成型的方法，在所述方法中，将由玻璃熔体预成型的并已在低于ＴＫｂ冷却的所述绿色玻璃体（１６）借助燃气红外线隙缝辐射器（１０、１２）再次加热至如下的表面温度，在所述表面温度时，玻璃的粘度在１０↑［６．６］Ｐａｓ与１０↑［９］Ｐａｓ之间，之后所述绿色玻璃体经历再成型步骤，并且接着将所述绿色玻璃体以高冷却速率最大程度冷却至Ｔ↓［ｇ］。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：波利娜埃贝林，贝恩德沃尔芬，贝恩特霍佩，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]