用于反射热辐射的装置、该装置的制造方法及其应用制造方法及图纸

一种反射热辐射的装置，具有高的例如在５００℃下长达１００小时的耐热性，包括衬底，所述衬底在至少一个侧面上具有反射热辐射的层（Ａ），所述层含有铟锡氧化物，其中所述层（Ａ）被阻挡层（Ｂ）覆盖，所述阻挡层含有至少一种金属氧化物和／或至少一种金属氮化物。本发明专利技术还涉及该装置的制造方法及其应用。这种装置适合于用在壁炉或烘焙炉中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种反射热辐射的装置，包括特别是透明的衬底，如玻璃或玻璃陶瓷，该衬底在至少一个侧面上具有热反射的金属氧化层和必要时的其它的金属氧化层，本专利技术 还涉及该装置的制造方法及其应用。
技术介绍
很多材料，更确切地说，既透光又透明的衬底，例如玻璃，可以通过在其表面上涂 敷层来设有新的特性。因此例如已知对于可见光可透过，而对于其它光源例如在红外光谱 或者在UV范围内的光只可有限透过的涂层。被如此涂层的部件或装置用于建筑玻璃、工业 设备、壁炉、烘焙炉或车窗。 因此，例如用于私人使用的燃烧木头的壁炉在当前配设有所谓的Robax⑩-壁炉观察玻璃窗(Fa. Schott股份公司，德国)。这种炉目前具有高的热功率，其中大部分热量通 过壁炉观察玻璃窗排出。此点在点燃炉时是所希望的，因为在开始加热时要将尽可能多的 热量排放到房间中，进而使得房间尽快升温。 另一方面，很多热量通过如下方式产生，即火焰尽快达到调节好的燃烧状况，也就 是说，燃烧物必须在尽可能高的温度下燃烧。但在壁炉已达到所希望的燃烧功率时，大部分 热量仍然通过壁炉观察玻璃窗排出，且壁炉周围区域即炉底和在炉附近的物体被大大地加 热。如果现在木质底或其它昂贵的家具处于壁炉观察玻璃窗附近，则取决于木头类型会出 现严重程度或大或小的老化过程。 在壁炉观察玻璃窗处通常会产生明显高于25(TC的温度。因此特别是对于玩耍的 儿童来说，壁炉观察玻璃窗是危险源。 在壁炉中燃烧时，视燃烧状态而定，产生氧化氮、一氧化碳和/或二氧化碳以及炭黑和细灰尘。这些产生物既会在开始燃烧时产生，又会在达到额定热量时产生。 此外，现代的壁炉通常还与中央的供暖系统藕联，其中多余的热量通过烟气排出，且其热量可以被再次利用。因此，多余的能量可以得到附加利用，否则会留在炉中和/或排放至周围环境。 由US 2005/0064205A1已知玻璃制品，其包括透明的耐热的平面玻璃 (FUcheglas ),这种平面玻璃设有或多或少的透光层。当波长在380nm和370nm之间 时，可见光的平均透光率为0. 03-15% ，当在红外范围内波长为1000nm-2500nm时，平均反 射率为至少50%。作为红外反射层，该文件中还记载了掺杂锡的氧化铟。 在W0 03/093185中记载了一种特别适合于光电池的涂层玻璃。这种玻璃具有作 为电极的导电层，导电层包括至少掺杂有一种或多种元素的氧化铟层。该层本身可以通过 由纯金属或金属氮化物构成的保护层被涂敷。该文件中还提到将这种电极用作热绝缘涂 层。 因此本专利技术的目的是提出一种装置，其允许在光谱的红外部分中反射尽可能多的辐射，而在光谱的可见部分中的完全透明性则要基本保持不变。另外，该装置在高的使用温度下，特别是在直至50(TC的使用温度下要保持耐热。 此外，该装置应减小在壁炉观察玻璃窗之前的温度和在壁炉观察玻璃窗处的温度，减小的程度使得壁炉之前的物体不会受到由壁炉的热量影响引起的老化。特别是将提出如下装置其负责将热量保留在壁炉中，从而即使在壁炉工作时也能至少短时间地从外部接触该装置，而不会在这种情况下难以燃烧。 本专利技术的另一目的是，提出如下装置其允许在壁炉中在点燃状态下利用较高的燃烧温度在短时间内促进燃烧以及提高在整个燃烧期间的温度。通过这种方式，将既减少炭黑和细灰尘的产生，又减少氧化氮的产生。另外通过这种方式可以得到附加的热量，所述热量可以通过烟气排出并得到再次利用。 前述目的通过在权利要求书中限定的特征来实现。因为根据本专利技术会发现，含有铟锡氧化物(ITO)的薄的金属氧化物层特别良好地反射红外光。该层在下面称为层A。在这种情况下，反射热量的层尽管除了铟锡氧化物外还含有由现有技术已知的其它组分，但它优选含有至少30% (重量)的铟锡氧化物，优选至少50%，特别是至少70%，其中根据一种优选的实施方式，它具有至少80X的IT0。根据一种通常的实施方式，除了必要时存在的污物外，它基本上完全由铟锡氧化物构成。 本专利技术的反射热量的装置因此包括基底衬底，该基底衬底优选为平面状，且在至少一个侧面上具有反射热量的层，该层含有铟锡氧化物(ITO)或者由其构成。在反射热量的层上面设置有覆盖ITO层的阻挡层。该阻挡层特别是含有金属氧化物和/或金属氮化物。由此产生层序列衬底/ITO层(A)/阻挡层(B)。 阻挡层(B)可以实现进一步延长耐热时间。特别地，阻挡层(B)可以实现壁炉在45(TC和50(TC之间的温度下，优选在500°C的温度下工作超过80小时，特别是超过100小时，其中特别优选超过130小时。 氧化物或氮化物优选是二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(A1203) 、 Ti02、SiOxNy、Zr02、Mo02、Nb205。 氮化硅也可以具有不同于上述化学计量的成分，且含有其它元素，例如作为氧化物的氧。但氮化硅优选含有少于5% (原子)的氧，特别优选含有少于2% (原子)的氧，更特别优选氮化硅不含氧。 阻挡层(B)的厚度优选在至少50nm的范围内，通常为至少100nm，其中厚度优选最大为400nm。特别优选厚度在300nm-400nm的范围内。优选阻挡层(B)由二氧化硅构成。 根据本专利技术设置的阻挡层在AAS测试中具有高的阻挡特性。 为此，使用0. lm的HCL，在98。C下对层浸提(Auslaugung) 1小时，剩余部分借助Na20来确定。剩余部分在本专利技术的层中低于1 y g/dm2，这例如使用AAS (原子吸收光谱仪)来证明。 ITO层(A)和阻挡层(B)共同用作反射器或干涉系统。通过这种干涉系统可以使得等离子边(Plasmakante)附加地移至其它较低的波长。优选等离子边在这种情况下处于在1200nm和1300nm之间的范围内。阻挡层(B)的厚度在此根据阻挡层的折射率来选择。4利用这种干涉光效应，可以实现等离子边移至较低的波长，更确切地说，在反射70%的情况下移动200nm，优选移动300nm，其中特别优选移动至少400nm。 不言而喻，除了本专利技术的反射热量的层外，还可以在ITO层上方和下方设置有其它反射热量的层。该层设置在衬底的如下侧面上，即该侧面面向热源，或者有待反射的热量或IR辐射从该侧面射到装置上。不言而喻，该层也可以位于背离热量的侧面上，按照一种特别有益的形式，本专利技术的层位于衬底的两个侧面上。 作为平面的基底衬底或载体材料，优选使用透明的载体材料，例如玻璃、玻璃陶瓷和/或其它陶瓷。但原则上也可以为其它并不透光或透明的材料例如金属、木头或塑料设置本专利技术的反射热量的层，以便保护位于其下面的衬底免于严重受热。 在本专利技术的装置中所含有的反射热量的铟锡氧化物ITO层的厚度优选为至少100nm。优选的最小厚度为300nm或450nm，其中优选的最大厚度为800nm或700nm。特别优选的最大厚度为600nm。 根据另一种优选的实施方式，电子密度即反射热量的ITO层的每单位体积的电子数量为至少1. 0*1021cm—3-1. 7*1021cm—3，优选最多至1. 2*10—12cm。 铟锡氧化物ITO(铟锡氧化物)是一种半导的透明材料。优选铟锡氧化物的锡含量在5%和20%之间，或者在7%和13%之间，特别优选在8%和12%之间，更特别优选在9%和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射热辐射的装置，具有高的直至５００℃的耐热性，包括衬底，所述衬底在至少一个侧面上具有反射热辐射的层（Ａ），其特征在于：所述层含有铟锡氧化物；和所述层被阻挡层（Ｂ）覆盖，所述阻挡层含有至少一种金属氧化物和／或至少一种金属氮化物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C亨恩，W施米德鲍尔，T加贝尔曼，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]