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DE3390341T1 - Verfahren zum Aufdampfen einer Schicht aus Titannitrid oder dergleichen Material - Google Patents

Verfahren zum Aufdampfen einer Schicht aus Titannitrid oder dergleichen Material

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DE3390341T1
DE3390341T1 DE19833390341 DE3390341T DE3390341T1 DE 3390341 T1 DE3390341 T1 DE 3390341T1 DE 19833390341 DE19833390341 DE 19833390341 DE 3390341 T DE3390341 T DE 3390341T DE 3390341 T1 DE3390341 T1 DE 3390341T1
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Description

EUROPEAN PATENT ATTORNEY
F.ENDLICH, POSTFACH 13 26, D-8034 QERMEBING
CABLES: PATENDLICH QEHMERING
BLUMENSTRASSE 8
D-8034 GERMERING 20. Juli 1984 E/AX
Meine Akte: G-5201
Anmelder: Roy Gerald Gordon, Cambridge, Massachusetts 02138,USA
Verfahren zum Aufdampfen einer Schicht aus Titannitrid oder dergleichen Material
Zur Aufrechterhaltung von angenehmen Klimabedingungen in Zonen mit heißem Klima ist es wichtig, die durch die Fenster von Wohnräumen eingestrahlte Sonnenenergie zu kontrollieren. In diesem Zusammenhang wurden bereits reflektierende Fenstermaterialien entwickelt. Eine Begrenzung der eingestrahlten Sonnenenergie wurde im allgemeinen durch Zusatz von absorbierenden Farbstoffmaterialien zu dem Glas erzielt. Die Tönung von Glas verursacht jedoch bei der Herstellung Schwierigkeiten, da eine lange Zeit benötigt werden kann, um die Tönung zu ändern. In neuerer Zeit wird klares Fensterglas mit reflektierenden und absorbierenden Schichten versehen, um die Einstrahlung von Sonnenenergie zu verringern. Die Reflexion von unerwünschter Strahlung ist zweckmäßiger als eine Absorption, da durch Reflexion der Eintritt von Strahlung verhindert werden kann, während bei einer Absorption die auftretende Wärme in das Gebäude gelangen kann.
In der Glasindustrie sind Verfahren zur Herstellung von Sonnenenergie reflektierenden und absorbierenden Schichten gut bekannt. Beispielsweise werden Metallschichten aus Chrom oder Nickel im Vakuum verdampft oder versprüht, zu welchem Zweck übliche bekannte Einrichtungen benutzt werden können. Obwohl guteQualitäten reflektierender und absorbierender Schichten durch Vakuumverfahren hergestellt werden können, ist bei diesem Verfahren noch nachteilig, daß die Kosten verhältnismäßig hoch sind. Mischungen aus Metalloxiden wie Chromoxid, Kobaltoxid und Eisenoxid können durch pyrolytisches Versprühen aufgetragen werden (US-PS 3 652 246). Vergleichbare Schichten können durch Aufdampfen hergestellt werden (US-Ps 3 850 679) oder durch Pyrolyse von pulverisierten Materialien
(US-PS 4 325 988). Derartige Schichten sind nicht so stark reflektierend wie im Vakuum aufgetragene Metalle, können aber mit geringeren Kosten hergestellt werden. Sie erfordern keine Materialien wie Kobalt und Chrom, die nur begrenzt verfügbar sind und importiert werden müssen. Ferner wird bei Chrom gnd Nickel Krebsgefahr befürchtet.
Es ist ferner bereits bekannt (US-PS 3 885 855), derartige Schichten durch Zerstäuben von Nitriden, Karbiden oder Bonden der Metalle Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän oder Wolfram herzustellen. Obwohl günstige optische Eigenschaften für einige dieser Materialien bekannt sind, ist eine Großproduktion von Fensterglas durch derartige Vakuumverfahren verhältnismäßig teuer.
In Werkzeugmaschinen werden harte, relativ dicke, lichtundurchlässige, abriebfeste Schichten aus Titannitrid verwendet. Diese Überzüge werden bei sehr hohen Temperaturen von beispielsweise 1000 C aus einem Reaktionsgemisch mit Stickstoff, Wasserstoff und Titantetrachlorid hergestellt. Bisher bekannte abriebfeste Überzüge (Japanische PS 74-83679 und Schwedische PS 397 370) sind jedoch lichtundurchlässig und.haben eine Dicke von mindestens etwa 3 Mikrometer, wenn sie durch Reaktion von Ammoniak und Titantetrachlorid bei Temperaturen von etwa 55O0C hergestellt werden.
Bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Nitridüberzügen (US-PS 4 310 567) ist keine Möglichkeit bekannt, um dünne durchsichtige Schichten für Solarzwecke herzustellen. Dies gilt auch für andere bekannte Verfahren zur Herstellung von Nitridüberzügen (US-PS 4 196 233).
Es ist Zielsetzung der Erfindung, ein Verfahren für eine sehr schnelle Auftragung von Überzügen auf Glas zur Begrenzung der Einstrahlung von Sonnenenergie anzugeben, bei dem ein Aufdampfen aus einer reaktiven Dampfmischung auf die Oberfläche von heißem Glas erfolgen kann.
Ferner soll es möglich sein, eine derartige Schicht schnell in einem kontinuierlichen Verfahren aufzutragen, beispielsweise bei einer fließbandmäßigen Herstellung von Glas.
Ferner soll die Auftragung mit einfachen und billigen Einrichtungen unter Atmosphärendruck durchführbar sein, ohne daß verhältnismäßig komplizierte und teure Vakuum- und elektrische Einrichtungen erforderlich sind.
Die genannte Zielsetzung soll durch die Verwendung billiger und reichlich vorhandener Rohmaterialien erzielt werden können, so daß insbesondere keine seltenen, importierten oder teuren Rohmaterialien erforderlich sind.
Eine besondere Zielsetzung der Erfindung ist darin zu sehen, die Flüchtigkeit und Reaktivität eines gewissen Titanchlorids ausnutzen zu können, indem eine Reaktion mit Ammoniak verursacht wird, die eine schnelle Ausbildung einer Titannitridschicht auf einer Glasoberfläche ermöglicht.
Ferner soll eine Beschichtung angegeben werden, die eine bessere Kontrolle von Sonnenenergie ermöglicht. -
Gemäß der Erfindung wird eine Reaktion zwischen einer metallhaltigen Verbindung wie Titantetrachlorid und einem reduzierenden Gas wie Ammoniak benutzt. Die metallhaltige Verbindung und das reduzierende Gas werden in einem heißen inerten Trägergas vorgesehen und in unmittelbarer Nähe mit einer heißen Glasoberfläche zur Reaktion gebracht. Wenn die Temperatur der Glasoberfläche etwa 400°C beträgt, vorzugsweise etwa 6000C oder darüber, ergeben sich die höchsten Auftragungsgeschwindigkeiten und eine optimale Qualität. Da viele Glasmaterialien erweichen, ergibt sich eine praktische Temperaturgrenze von etwa 700 C. Borsilikatglas ist besonders wünschenswert zur Herstellung von Produkten gemäß der Erfindung. Eine bevorzugte Kombination von reagierenden Materialien ist Titanchlorid und Ammoniak, da diese schnell zur Ausbildung einer stark anhaftenden Schicht reagieren, die in der Hauptsache aus Titannitrid, TiN. besteht und etwas Chlor enthält. Die Aufdampfatmosphäre soll frei von Sauerstoff und Wasserdampf gehalten werden, da sonst die aufgetragene Schicht in der Hauptsache aus Titanoxid und nicht aus dem gewünschten Titannitrid besteht. Sehr kleine Mengen von Sauerstoff und Feuchtigkeit scheinen zulässig zu sein, wenn ein Überschuß von Ammoniak verwandt wird. Während Titandioxid das Reflexionsvermögen der Glasoberfläche erhöht, absorbiert es auch nicht annähernd soviel Licht wie Titannitrid.
Die Schichten sind glatt und spiegelnd und weisen keine Trübung auf. Dünne Schichten von etwa 200 Angstrom ergeben einen Silberglanz im reflektierten Licht, während der Glanz bei dickeren Schichten goldfarbig, schwach bläulich, grau, schwarz, rötlich oder braun bei einer Dicke von nahezu 0,1 Mikrometer ist. Die Farbe des durchgelassenen Lichts ist neutral, grau, leicht gelblich, schwach grünlich, schwach blau oder braun.
Derartige Schichten weisen gute mechanische Eigenschaften auf. Die Abrieboder Kratzfestigkeit ist vergleichbar oder besser als bei im Handel verfügbaren Beschichtungen von Glas. Die chemische Beständigkeit der Schichten ist sehr gut, sie sind wasserbeständig, gegen Seife, Lauge oder Säure beständig, mit Ausnahme von Fluorwasserstoffsäure, durch die sowohl die Schichten als auch das Glas geätzt werden.
Titannitridschichten sind ferner elektrisch leitend. Diese Eigenschaft ermöglicht neben der Verwendung von Fensterglas weitere Anwendungsgebiete. Derartige Schichten können beispielsweise in Alarmsystemen mit elektrischen Schaltungen zum Nachweis eingebrochener Fensterscheiben verwandt werden.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt einer Vorrichtung zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens.
Das neue Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß eine sorgfältige Steuerung der Temperatur der Reaktion zwischen dem metallhaltigen Halogen und dem reduzierenden Gas ein eine Schichtbildung ermöglichendes Reaktionsprodukt bewirkt und die Bildung von Pulver vermeidet, welches normalerweise als zusätzliches Produkt bei einer derartigen Reaktion anfällt. Es ist besonders vorteilhaft, daß eine Pulverbildung selbst in sehr kleinen Mengen vermieden wird, weil dadurch schon eine unerwünschte Trübung des lichtdurchlässigen Fensterglases verursacht würde. Das Verfahren kann durch die Verwendung eines sehr großen Überschusses von reduzierendem Gas begünstigt werden, um den in dem Überzug verbleibenden Restbetrag vom Halogen möglichst gering zu halten. Irgendwelche verbleibende Mengen von Wasserstoff und Halogen haben keinen nachteiligen Einfluß auf die Eigenschaften des Überzugs. Kleine Mengen des Halogens können sogar bei der Farbbeeinflussung und gegebenenfalls hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften des Überzugs günstig sein. Beispielsweise bei ausreichender Schichtdicke, durch die die Eigenschaften der Schicht dominieren, die die Farbe bestimmt, führt ein erhöhter Halogengehalt zu einer Änderung der Farbe von goldfarben zu rot und zu schwarz.
Da Titantetrachlorid und Ammoniak bei Raumtemperatur feste Zusatzverbindungen bilden, müssen diese Reaktionsmaterialien in der unmittelbaren Umgebung der heißen Glasoberfläche vermischt werden. Die Temperatur der Gase bei der Mischung soll über 200 C aber unter etwa 400 C liegen. Wenn die Temperatur der Mischung zu niedrig ist, kann ein Teil der festen Verbindung die Beschichtungsvorrichtung abdecken oder verstopfen. Andererseits
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führt eine zu hohe Temperatur von etwa 500 C oder mehr dazu, daß Titannitrid in Pulverform und/oder eine Beschichtung auf der Vorrichtung erzeugt wird, anstelle des gewünschten anhaftenden Überzugs auf dem Glas. Die bevorzugte Mischungstemperatur beträgt zwischen etwa 250 und 320 C.
Die in der Figur dargestellte Schnittansicht zeigt eine Vorrichtung zum Mischen und Auftragen. Ein Band aus heißem Glas 10 wird über nicht dargestellte Rollen transportiert, beispielsweise in einem bei der Glasherstellung verwandten Kühlofen. Mit einem Trägergas wie Stickstoff vermischter Titantetrachloriddampf tritt in die Verteilerleitung 12 ein, die quer zu der Breite des heißen Glasbands 10 verlaufen. Die Mischung aus Titantetrachloriddampf gelangt dann durch Drosselstellen 14 in einen schmalen Verteilungsschlitz 16 und anschließend in die Mischzone 18. Das in einem inerten Trägergas wie Stickstoff enthaltene Ammoniak gelangt durch Verteilerleitungen 22 über Drosselstellen 24 und Verteilschlitze 26 in die Mischzone 18. Die Drosselstellen 14 und 24 sind gleichmäßig verteilt entlang der Breite des Glasbands vorgesehen, damit eine gleichförmige Verteilung der gasförmigen Reaktionsmateriaiien erfolgt und eine gleichförmige Dicke des Überzugs erzielt werden kann. Es sind thermische Isolierschichten 28 vorgesehen, deren Dicke derart ausgebildet wird, daß die Temperatur der Gase in den Schlitzen 16 und 26 innerhalb des gewünschten Bereichs gehalten werden kann.
Die in der Mischzone 18 vermischten Gase strömen über die Oberfläche des heißen Glasbands 10 in Abzugsleitungen 30. Während dieser Strömung wird die Schicht aus Titannitrid auf der Oberfläche des heißen Glases aufgetragen. Mehrere Überzugsstufen können nebeneinander vorgesehen werden, um die gewünschte Schichtdicke während eines einzigen Durchgangs des Glasbands unter der Serie von Auftrageinrichtungen auszubilden. Die Verwendung von mehreren Auftrageinrichtungen begünstigt die Herstellung gleichförmiger Überzüge, da Ungleichförmigkeiten bei der einen Überzugseinrichtung normalerweise nicht denjenigen bei den übrigen entsprechen, so daß ein gewisser Ausgleich von Dickenfehlern erzielt werden kann.
Luft und Wasserdampf dürfen nicht in dem Auftragbereich vorhanden sein, weshalb eine Strömung eines trockenen inerten Gases wie Stickstoff durch die Leitungen 32 auf allen vier Seiten der Durchzugseinrichtungeh hindurchgeleitet wird.
Die Überzugseinrichtungen können umgekehrt und unter der Glasbahn angeordnet werden. Ein Vorteil deren Anordnung unter der Glasbahn ist darin zu
sehen, daß irgendein unerwünschter Überzug oder gebildetes Pulver auf der Oberfläche der Überzugseinrichtung verbleibt und daß keine Möglichkeit für derartiges Material besteht, die Glasoberfläche zu erreichen, wodurch die Gleichförmigkeit des Überzugs verschlechtert werden könnte. Deshalb sind längere Zeitspannen zwischen der Durchführung von Reinigungsarbeiten an den Überzugseinrichtungen möglich, wenn diese unter der Glasbahn angeordnet werden.
Die Überzugseinrichtungen werden korrodierenden Gasen ausgesetzt, zu denen auch das Titantetrachlorid zählt, sowie Nebenprodukte in Form von Chlorwasserstoff. Deshalb bestehen die Überzugseinrichtungen vorzugsweise aus korrosionsbeständigen Materialien. Nickel und gewisse Legierungen auf Nickelbasis mit Chrom, Molybdän und Wolfram(beispielsweise Hastelloy C) sind besonders beeignete Konstruktionsmaterialien.
Die Konzentration und die Strömungsraten der reagierenden Dämpfe können derart ausgewählt werden, daß ein großer stöchiometrischer Überschuß von Ammoniak enthalten ist, da sonst größere Mengen von Chlor in dem Überzug verbleiben könnten. Beispielsweise können zwischen 5 und 50 Mol Ammoniak pro Mol Titantetrachlorid verwandt werden. Typische Konzentrationen der Gasmischung liegen zwischen 0,1 bis 0,5 Mol-% Titantetrachlorid und 1 bis 5 % Ammoniak. Kleinere Konzentrationen führen zu geringeren Auftraggeschwindigkeiten, während höhere Konzentrationen eine zu starke Pulverbildung verursachen können.
Ein anderes Merkmal besteht darin, daß eine Mischung in unmittelbarer Nähe zu der Glasoberfläche erfolgt, auf die der Überzug aufgetragen werden soll. Die in der US-PS 3 979 500 beschriebenen Maßnahmen werden vermieden, um die gewünschte Filmbildung ohne Verursachung von Trübung oder Pü'lverbildung zu ermöglichen.
Die Temperatur des Glases beträgt typischerweise zwischen 400 und 700 C, wenn der Überzug aufgetragen wird. Niedrigere Temperaturen führen zu sehr geringen Reaktionsgeschwindigkeiten, während höhere Temperaturen Pulverbildung oder aufgerauhte getrübte Überzüge verursachen können. Der besonders bevorzugte Temperaturbereich beträgt etwa 500 bis 650 C.
Gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellte Produkte sind besondere vorteilhaft für eine Begrenzung der Einstrahlung von Sonnenenergie verwendbar, wobei üblicherweise eine Lichtdurchlässigkeit in dem Bereich von 1 bis 40% wünschenswert ist. Dies entspricht Größenordnungen oberhalb von irgendwel-
chem nicht feststellbaren Licht, das bei bekannten abriebfesten Überzügen möglicherweise gerade noch durchgelassen wird, welche bekannten Überzüge auf Karbiden oder anderen Werkzeugen Verwendung finden.
Im folgenden soll ein spezielles Beispiel näher erläutert werden. Bei dem beschriebenen Verfahren und der beschriebenen Vorrichtung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Die folgenden speziellen Beispiele dienen deshalb nur der Erläuterung.
Beispiel 1
Auf etwa 590 C erhitztes Borsilikatglas wurde mit 20cm/sec unter einer Reihe von drei Überzugseinrichtungen der in der Zeichnung dargestellten Art vorbeibewegt. JederÜberzugseinrichtung wurde eine Mischung mit 0,4 Mol-% Titantetrachlorid in Stickstoff über die Leitungen 12 zugeführt, sowie eine Mischung von 4 Mol-% Ammoniakgas in Stickstoff über die Leitungen 22. Die gesamte zugeführte Gasmenge betrug etwa 250 Liter pro Minute und pro Meter der Breite der zu beschichtenden Glasbahn.
Die Einlaßschlitze 16 und 26 enden bei jeder Überzugseinrichtung etwa 13 cm über der Oberfläche der zu beschichtenden Glasbahn.
Das beschichtete Glas hatte eine braune Farbe im durchtretenden Licht und eine Durchlässigkeit von sichtbarem Licht von etwa 10%. Die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung betrug etwa 100 Ohm pro Flächeneinheit. Das Glas besaß ein sehr gutes Reflexionsvermögen im Infrarotbereich und eine Dicke von etwa 600 Angstrom.
Beispiel 2
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von Konzentrationen von 0,5 % Titantetrachlorid und 0,5% Ammoniak. Die Beschichtung des Borsilikatglases (Pyrexglases) erfolgte während vier Sekunden, wobei das Substrat auf eine Temperatur von 600 C erhitzt wurde. Dabei wurde eine Beschichtung ausgebildet, die nur 20% der Strahlung der auffallenden Sonnenenergie hindurchließ.
Es ist zu beachten, daß Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram oder Mischungen davon anstelle von Titan bei dem beschriebenen Verfahren verwendet werden können. Diese Metalle sind jedoch teurer und nicht so gut verfügbar wie Titan. Deshalb wird Titannitrid gegenüber den Nitriden von Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän oder Wolfram vorgezogen. Bromide oder Iodide können anstelle der
Chloride zum Transport dieser Metalle Verwendung finden. Chloride werden jedoch bei dem Verfahren vorgezogen, da Bromide und Iodide teurer und weniger flüchijig sind.
Anstelle von Nitriden können auch Karbide und Boride der erwähnten Metalle Verwendung finden. Einige Karbide benötigen höhere Reaktionstemperaturen zu ihrer Bildung mit Hilfe bekannter Aufdampfverfahren. Bei derart hohen Temperaturen ist jedoch eine Auftragung von Karbiden nicht verträglich mit der normalen Glasherstellung. Die Metallboride können bei der chemischen Aufdampfung bei Temperaturen gebildet werden, die für eine Glasherstellung geeignet sind. Bevorzugte und stark reaktive Bormaterialien wie Diborangas sind jedoch teuer. Deshalb werden Nitride im Vergleich zu Karbiden und Boriden vorgezogen.
Bei allen in den beiden vorhergehenden Absätzen beschriebenen Verbindungen muß die Mischtemperatur unter der Reaktionstemperatur gehalten werden, und die Mischung soll unmittelbar vor dem Zeitpunkt durchgeführt werden, zu dem das Gas in die Nähe der heißen Glasoberfläche gelangt. Ferner muß die Temperatur der Glasoberfläche ausreichend hoch sein, um eine Bildung der gewünschten anorganischen Stoffe während der Auftragung zu verursachen.
Die beschriebenen Glasbeschichtungen haben besonders wünschenswerte Eigenschaften und können deshalb dazu benutzt werden, mehr Wärmestrahlung als sichtbares Licht am Eintritt zu hindern. Beispielsweise können Schichtdicken ausgebildet werden, die etwa 75% sichtbaren Lichts nicht hindurchlassen, während 85% der gesamten Sonnenstrahlung nicht durchgelassen werden. Dies steht im Gegensatz zu der Tatsache, daß die meisten bisher hergestellten Beschichtungen dieser Art weniger als 75% der gesamten Sonnenstrahlung zurückhalten, falls sie ausreichend dünn sind, um nur 75% des sichtbaren Lichts am Durchtritt zu hindern.
Ferner haben die Titannitridschichten gemäß der Erfindung ein Emissionsvermögen von weniger als 0,3, das typischerweise zwischen 0,1 und 0,2 im thermischen Infrarotbereich (im Bereich von etwa 10 Mikrometer) beträgt. Deshalb ergeben sich dadurch bessere thermische Isoliereigenschaften bei Benutzung für Gebäudeverglasungen für Gebäude mit Klimaanlagen1^ aeren Fenster die Einstrahlung von Solarstrahlung verringert werden soll. Dieses Emissionsvermögen von unterhalb etwa 0,2 ist wesentlich geringer als bei bekannten Beschichtungen, bei denen das Emissionsvermögen typischerweise
zwischen 0,5 und 0,9 liegt.
Gemäß der Erfindung aufgetragene Beschichtungen weisen nicht nur die erwähnten Vorteile auf, sondern besitzen auch eine Abriebfestigkeit, die besser als bei für kommerzielle Zwecke bisher verwandte Beschichtungen auf der Basis von Chrom, Silizium oder von Mischoxiden mit Kobalt, Chrom und Eisen ist.

Claims (13)

F. ENDLICH. POSTFACH 13 26, D-8034 GERMERING BLUMENSTRASSE 8 D-8034 GERMERING 20. Juli 1984 E/AX - Akte G-5201 Anmelder: Roy Gerald Gordon, Cambridge, Massachusetts 02138, USA Patentansprüche
1. Verfahren zum Auftragen einer Sonneneinstrahlung begrenzenden Beschichtung auf ein erhitztes Glassubstrat, welches in der Hauptsache aus Titannitrid zusammengesetzt ist, wobei
a) eine gasförmige Mischung aus Titantetrahaliddampf und einem inerten . Trägergas gebildet wird,
b) eine zweite Gasmischung aus Ammoniak als Stickstoffspender und einem reduzierenden Gas und einem inerten Trägergas gebildet wird, und wobei
c) die beiden Gasmischungen in der unmittelbaren Umgebung des erhitzten Substrats derart vermischt werden, daß ein Reaktionsprodukt auf dem Glassubstrat gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tetrahalid Tetrachlorid ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schließliche Mischung des Tetrachlorids und des Ammoniaks bei einer Temperatur innerhalb etwa 200 bis 400 C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat auf eine Temperatur oberhalb 500 C erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 50 Mol Ammoniak mit jedem Mol von Titantetrachlorid vermischt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Titantetrahalid Titantetrabromid oder Titantetraiodid ist.
7. Verfahren zum Auftragen einer Solarstrahlung absorbierenden und reflektierenden lichtdurchlässigen Schicht aus Nitriden von einem oder mehreren der Metalle Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän oder Wolfram auf ein erhitztes Glassubstrat, wobei
a) eine gasförmige Mischung aus einem Halid mit einem oder mehreren der Metalle mit einem inerten Trägergas gebildet wird,
b) eine zweite Gasmischung aus einem Stickstoff abgebenden Reagens mit
einem reduzierenden Gas und einem inerten Trägergas gebildet wird, und wobei
c) die beiden Gasmischungen in unmittelbarer Nachbarschaft des erhitzten
Substrats vermischt werden, so daß ein Reaktionsprodukt auf dem Glassubstrat gebildet wird.
8. Beschichtung aus Titannitrid zur Begrenzung der Durchlässigkeit von Solarstrahlung, welche Schicht im Vergleich zu der Durchlässigkeit für die gesamte Solarstrahlung mehr sichtbares Licht hindurchläßt, und durch ein Emissionsvermögen von weniger als etwa 0,3 gekennzeichnet ist.
9. Beschichtung nach Anspruch 7, die einen ausreichenden restlichen Halogengehalt aufweist, um die Farbe davon zu modifizieren.
10. Beschichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine verbesserte Abriebfestigkeit im Vergleich zu Silizium und Chrom enthaltenden Schichten aufweist.
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Patentansprüche
(Beim Internationalen Büro am 1. März 1984 eingegangene, die ursprünglichen Ansprüche 1 bis 10 ersetzende Ansprüche 1 bis 13)
1. Verfahren zum Auftragen einer Solarstrahlung zurückhaltenden Beschichtung, die in der Hauptsache aus Titannitrid besteht, auf ein erhitztes Glassubstrat, wobei
a) eine gasförmige Mischung aus Titantetrahaliddampf und einem inerten Trägergas gebildet wird,
b) eine zweite Gasmischung aus Ammoniak, um Stickstoff abzugeben, einem reduzierenden Gas und einem inerten Trägergas gebildet wird, und wobei
c) die beiden Gasmischungen in der unmittelbaren Umgebung des erhitzten Substrats derart vermischt werden, daß ein Reaktionsprodukt auf dem Glassubstrat ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei das Tetrahalid Tetrachlorid ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die schließliche Mischung von Tetrahalid und Ammoniak bei einer Temperatur in einem Bereich von etwa 200 bis etwa 400°C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Substrat auf eine Temperatur oberhalb 500°C erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem 25 bis 50 Mol Ammoniak mit jedem Mol von Titantetrachlorid vermischt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Titantetrahalid Titantetrabromid oder Tetantetraiodid ist.
7. Verfahren zur Auftragung einer Solarstrahlung absorbierenden und reflektierenden lichtdurchlässigen Schicht aus einem Nitrid mit einem oder mehreren der Metalle Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän oder Wolfram auf ein erhitztes Glassubstrat, wobei
a) eine gasförmige Mischung eines Halids aus einem oder mehreren der Metalle in einem inerten Trägergas gebildet wird,
b) eine zweite gasförmige Mischung aus einem Stickstoff abgebenden Stoff, einem reduzierenden Gas und einem inerten Trägergas gebildet wird, und wobei
c) die beiden Gasmischungen in unmittelbarer Nachbarschaft des erhitzten Substrats vermischt werden, um ein Reaktionsprodukt auf dem Glassubstrat zu bilden.
8. Lichtdurchlässiges Glasprodukt mit einer für Solarstrahlung nur begrenzt durchlässigen Beschichtung aus Titannitrid, die nach dem Verfahren gemäß Anspruch 3 hergestellt ist, welche Schicht den Durchtritt von mehr sichtbarem Licht im Vergleich zu dem Durchtritt der gesamten Solarstrahlung ermöglicht, sowie durch ein Emissionsvermögen von weniger als 0,3 gekennzeichnet ist.
9. Schicht nach Anspruch 8, die einen ausreichenden restlichen Halogengehalt aufweist, um die Farbe davon zu modifizieren.
10. Schicht nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine verbesserte Abriebfestigkeit im Vergleich zu Schichten, die Silizium und Chrom enthalten.
11. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die schließliche Vermischung des Tetrachlorids und des Ammoniaks bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von etwa 200 bis etwa 400 C erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Substrat auf eine Temperatur oberhalb 500°C erhitzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Titantetrahalid Titantetrabromid oder Titantetraiodid ist.
DE19833390341 1982-11-22 1983-10-28 Verfahren zum Aufdampfen einer Schicht aus Titannitrid oder dergleichen Material Granted DE3390341T1 (de)

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