Цветное стекло и способ его изготовления - RU2019138308A
Код документа: RU2019138308A
Формула
1. Стекло, содержащее стеклянную подложку, на которую нанесено покрытие, содержащее по меньшей мере один слой, при этом упомянутый слой состоит из материала, содержащего металлические наночастицы, диспергированные в неорганической матрице оксида, в которой
упомянутые металлические наночастицы состоят из металла, выбранного из группы, в которую входят серебро, золото, платина, медь и никель, или из сплава, состоящего по меньшей мере двух из этих металлов,
упомянутая матрица содержит, в основном состоит или представляет собой оксид по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, в которую входят титан, кремний, цирконий,
атомное отношение М/Ме в упомянутом материале меньше 1,5, при этом М обозначает совокупность атомов элементов из упомянутой группы, содержащей титан, кремний, цирконий, присутствующих в упомянутом слое, и Ме обозначает совокупность атомов металлов из группы, в которую входят серебро, золото, платина, медь и никель, присутствующих в упомянутом слое.
2. Стекло по п. 1, в котором упомянутый материал имеет пик плазмонного поглощения, максимум которого находится в пределах от 350 до 800 нм.
3. Стекло по п. 1, в котором металлические атомы Ме составляют от 20 до 50% совокупности атомов М, Ме и О, присутствующих в образующем слой материале.
4. Стекло по п. 1 или 2, в котором атомы элемента или элементов М составляют вместе от 10 до 40% совокупности атомов М, Ме и О, присутствующих в образующем слой материале.
5. Стекло по одному из предыдущих пунктов, в котором толщина слоя составляет от 5 до 100 нм.
6. Стекло по одному из предыдущих пунктов, в котором неорганическая матрица образована или в основном состоит из оксида титана TiOx, при 1≤х≤2.
7. Стекло по одному из предыдущих пунктов, в котором металл является серебром Ag.
8. Стекло по одному из предыдущих пунктов, в котором металлические наночастицы имеют сфероидальную форму, при этом наибольший размер упомянутых частиц, измеренный при помощи просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ), в среднем составляет от 2 до 20 нанометров.
9. Стекло по одному из предыдущих пунктов, в котором металлические наночастицы распределены в слое с возрастающим градиентом концентрации от каждой поверхности слоя к центру упомянутого слоя, при этом концентрация частиц серебра является максимальной по существу в центре слоя.
10. Стекло по одному из предыдущих пунктов, в котором упомянутое стекло дополнительно содержит по меньшей мере один верхний слой, нанесенный сверху упомянутого слоя относительно стеклянной подложки, при этом упомянутый верхний слой выполнен из диэлектрического материала.
11. Стекло по предыдущему пункту, в котором упомянутый диэлектрический материал упомянутого верхнего слоя в основном состоит из нитрида кремния и/или алюминия, в частности, в основном состоит из нитрида кремния и предпочтительно имеет толщину от 5 до 50 нм.
12. Стекло по п. 10, в котором упомянутый диэлектрический материал, образующий упомянутый верхний слой, в основном состоит из оксида по меньшей мере одного элемента, выбранного среди кремния, титана, цинка, олова.
13. Стекло по одному из предыдущих пунктов, в котором упомянутое стекло дополнительно содержит по меньшей мере один подслой, нанесенный снизу упомянутого слоя относительно стеклянной подложки, при этом упомянутый подслой выполнен из диэлектрического материала.
14. Стекло по предыдущему пункту, в котором упомянутый диэлектрический материал, образующий упомянутый подслой, в основном состоит из нитрида кремния и/или алюминия, в частности, в основном состоит из нитрида кремния.
15. Стекло по п. 13, в котором упомянутый диэлектрический материал, образующий упомянутый подслой, в основном состоит из оксида по меньшей мере одного элемента, выбранного среди кремния, титана, цинка, олова.
16. Способ нанесения слоя материала, имеющего пик плазмонного поглощения, максимум которого находится в пределах от 350 до 800 нм, на стеклянную подложку, в частности, для изготовления стекла по одному из предыдущих пунктов, при этом упомянутый способ отличается тем, что содержит по меньшей мере следующие этапы:
а) упомянутую подложку пропускают через устройство вакуумного катодного напыления,
b) в упомянутое устройство вакуумного напыления подают плазменный газ и из упомянутого газа генерируют плазму,
c) в одной и той же камере устройства вакуумного напыления одновременно распыляют
первую мишень, содержащую оксид по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, содержащей титан, кремний, цирконий, и предпочтительно в основном состоящую из такого оксида,
вторую мишень, выполненную из оксида по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, содержащей титан, кремний, цирконий, и из частиц металла из группы, в которую входят серебро, золото, платина, медь и никель, или из частиц сплава, состоящего по меньшей мере из двух из этих металлов, при этом упомянутая мишень имеет атомное отношение М/Ме меньше 1,5, где М обозначает совокупность атомов элементов упомянутой группы, содержащей титан, кремний, цирконий, и Ме обозначает совокупность атомов металлов из группы, в которую входят серебро, золото, платина, медь и никель, при этом упомянутое напыление производят при помощи плазмы,
при этом упомянутое напыление производят при помощи плазмы,
d) получают стекло, содержащее упомянутую подложку, покрытую упомянутым слоем, при этом упомянутый слой состоит из металлических наночастиц упомянутого металла или упомянутого сплава, диспергированных в неорганической матрице оксида, и имеет пик плазмонного поглощения в видимой области,
или d’) получают стекло, содержащее упомянутую подложку, покрытую упомянутым слоем, и по меньшей мере упомянутый слой подвергают термической обработке в условиях, необходимых для получения упомянутого слоя, который состоит из металлических наночастиц упомянутого металла или упомянутого сплава, диспергированных в неорганической матрице оксида, и который имеет пик плазмонного поглощения в видимой области.
17. Способ по предыдущему пункту, в котором элементы, выбранные для оксида первой мишени и для оксида второй мишени, являются идентичными.
18. Способ по предыдущему пункту, в котором оксид первой мишени и второй мишени в основном представляет собой оксид титана.
19. Способ нанесения слоя материала, имеющего пик плазмонного поглощения, максимум которого находится в пределах от 350 до 800 нм, на стеклянную подложку, в частности, для изготовления стекла по одному из п.п. 1–15, при этом упомянутый способ отличается тем, что содержит по меньшей мере следующие этапы:
а) упомянутую подложку пропускают через устройство вакуумного катодного напыления,
b) в упомянутое устройство вакуумного напыления подают плазменный газ и из упомянутого газа генерируют плазму в присутствии кислорода,
c) в камере упомянутого устройства распыляют мишень, содержащую оксид по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, содержащей титан, кремний, цирконий, предпочтительно в основном состоящую из такого оксида, и частицы металла из группы, в которую входят серебро, золото, платина, медь и никель, или частицы сплава, состоящего по меньшей мере из двух из этих металлов, при этом упомянутая мишень имеет атомное отношение М/Ме меньше 1,5, где М обозначает совокупность атомов элементов упомянутой группы, содержащей титан, кремний, цирконий, и Ме обозначает совокупность атомов металлов из группы, в которую входят серебро, золото, платина, медь и никель, при этом упомянутое напыление производят при помощи плазмы,
d) получают стекло, содержащее упомянутую подложку, покрытую упомянутым слоем, при этом упомянутый слой состоит из металлических наночастиц упомянутого металла или упомянутого сплава, диспергированных в неорганической матрице оксида, и имеет пик плазмонного поглощения в видимой области,
или d’) получают стекло, содержащее упомянутую подложку, покрытую упомянутым слоем, и по меньшей мере упомянутый слой подвергают термической обработке в условиях, необходимых для получения слоя, состоящего из металлических наночастиц упомянутого металла или упомянутого сплава, диспергированных в неорганической матрице оксида, и имеющего пик плазмонного поглощения в видимой области.
20. Способ по предыдущему пункту, в котором оксид мишени в основном представляет собой оксид титана.
21. Способ по одному из пп. 16–20, в котором металл является серебром, золотом или платиной, предпочтительно серебром.
22. Способ по одному из пп. 16–21, в котором плазменный газ является нейтральным газом, в основном содержащим аргон, криптон или гелий отдельно или в смеси.
23. Способ по одному из пп. 16–22, в котором во время этапа d’) упомянутый способ включает в себя нагрев подложки до температуры, превышающей 400°С и ниже температуры размягчения стеклянной подложки.
