DD299234A7 - Cusnal-legierung fuer targets - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Legierung fuer Targets in Gleichstrom-Hochratezerstaeubungsanlagen zur Herstellung dekorativer, goldfarbener Spiegelschichten hoher Brillanz mit ausreichender Haftung und Korrosionsbestaendigkeit. Erfindungsgemaesz besteht die Legierung aus 90 bis 95 * Cu, 0,5 bis 5 * Sn, 1 bis * Al und 0,1 bis 2 * Cr.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist nach Dies, K., in: Kupfer und Kupferlegierungen in der Technik, Verlag Springer Berlin/Heidelberg/New York 1967, 3.348 ff. eine CuZnAI-Legierung, die mit Gehalten von 63 bis 77% Cu, 20 bis 30% Zn und 3 bis 7% Al eine goldgelbe Schicht ergibt. In der DE-OS 3134587 werden für die Herstellung goldfarbener Filme auf vorzugsweise Kunststoffen, u. a. mittels Zerstäubungsverfahren, eine CuSnAI-Legierung mit 5 bis 15Ma.-% Al, 3 bis 20Ma.-% Sn, weniger als 6Ma.-% Verunreinigungen und 75 bis 90Ma.-% Cu als Rest und eine CuZnSn-Legierung mit 20 bis 45Ma.-% Zn, 2 bis 15Ma.-% Sn, weniger als 0,5Ma.-% Verunreinigungen und 50 bis 70Ma.-%Cu als Rest beschrieben. Die zinkhaltigen Legierungen sind jedoch prinzipiell ungeeignet, da sie eine nicht ausreichende Korrosionsbeständigkeit aufweisen, wie praktische Einsatzfälle und Laborergebnisse belegen. Außerdem sind diese Legierungen nur schwer beherrschbar, da bei der Katodenzerstäubung unkontrollierbare Abweichungen zwischen der Zusammensetzung der Schicht und dem Target auftreten und damit als Folge Abweichungen vom Farbton. Mit der CuSnAI-Legierung ist bei den Sn-Gehalten, die aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit relativ hoch sind, der gewünschte Farbton nicht erreichbar. Von großem Nachteil ist, daß bei beiden Legierungen nach der DE-OS 3134587 eine transparente Primärbeschichtung erforderlich ist.

Bekannt ist aus DE-OS 3235833 eine Legierung zum Aufbringen von goldfarbenen Schichten auf Formteile, bei der 1 bis 7% Al und 1 bis 7% Sn zu Kupfer legiert werden, wobei der Gehalt von Al und Sn In der Summe 10% nicht übersteigt. Diose Legierung hat jedoch eine eingeschränkte Anlaufbeständigkeit, denn nur bei höheren Sn-Gehalten ist sie anlauf beständig. Mit Verringerung des Sn-Gehaltes geht die Anlaufbeständigkeit zurück. Damit wird aber gleichzeitig die Haftfestigkeit verringert. Die Eignung derartiger Legierungen für Spiegelschichten auf Glas Ist somit nicht gegeben. Höhere Sn-Gehalte sind aus wirtschaftlichen Gründen für dieses Einsatzgebiet nicht tragfähig.

Die Herstellung von goldfarbenen Tönen auf der Basis von TiN_x-Schichten nach Münz, W. D.; Hoffmann, D., in: Metalloberfläche 37,279 (1983) stellt nur eine begrenzte Alternative dar, weil der reaktive Beschichtungsprozeß- insbesondere für silikatische Substrate - schwer beherrschbar und auf relativ kleine Substrate beschränkt ist. Bei Glassubstraten treten z. B. Probleme mit der Härte und Abriebfestigkeit auf, und deshalb werden sie in einem technologisch aufwendigen und kostenintensiven Verfahren u.a. mit Schichten aus Cr_xNy, binären Cr/Ni- oder Al/Ni-Legierungen vorbeschichtet. Aus dem bekannten Stand der Technik ist erkennbar, daß alle bisher vorgestellten ternaren Legierungen für die Verwendung als Spiegelschichten auf Glas nicht geeignet sind.

ZIbI der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine CuSnAI-Legierung für Targets in Gleichstrom-Hochratezerstäubungsanlagen zu schaffen, um auf kostengünstige Art und Weise dekorative, goldfarbene Spiegelschichten auf Glas unter Beseitigung der Mängel der bekannten technischen Lösungen herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine CuSnAI-Legierung für Targets zu schaffen, um mit Hilfe der Gleichstrom-Hochratezerstäubungstechnik auf Glas goldfarbene, in dem nach Fig. 1 mit G bezeichneten Farbortbereich gemäß normierten Farbortkoordinaten-gemessen bei Normlichtart D und von der Glasseite her-liegende, korrosionsbeständige Spiegelschichten hoher Brillanz und ausreichender Haftung ohne Primärbeschichtung aufzubringen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer Legierung für Targets mit der Zusammensetzung 90 bis 95Ma.-% Cu 0,5 bis 5Ma.-% Sn und 1 bis 5Ma. -% Al 0,1 bis 2 Ma.-% Cr zugesetzt werden.

Mit dieser Legierung können mit Hilfe der Gleichstrom-Hochratezorstäubungstechnik goldfarbene Spiegelschichten auf Glas aufgebracht werden, die in dem gewünschten Farbortbereich liegen. Bei Cu-Gehalten > 95Ma.-% ergeben sich Verschiebungen in den rotfarbenen und bei Cu-Gehalten < 90% in den gelben bzw. gelbweißen Bereich sowie bei Sn-Gehalten > 5% in den bronzefarbenen Bereich. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die goldfarbene Spiegelschicht ohne Primärbeschichtung eine ausreichende Haftung und Korrosionsbeständigkeit besitzt, wenn die Legierung bereits geringe Chromanteile enthält. Insbesondere der übliche Abfall der Korrosionsbeständigkeit bei reduziertem Zinngeh ι It wire damit offenbar vermieden, wobei ein Cr-Gehalt< 0,1 Ma.-% keine ausreiche'ide Verbesserung der Beständigkeit mehr bewirkt und bei einem Cr-Gehalt > 2 Ma.-% die Brillanz gemindert wird bzw. Entfärbungen auftreten.

Ausführungsbeispiel

In einer Gleichstrom-Hochratezerstäubungsanlage werden zur Herstellung goldfarbener Spiegelschichten auf Tafelglas drei verschiedene Targets aus Legierungen mit den erfindungsgemäßen Bestandteilen eingesetzt. Die zu beschichtenden Tafelgläser werden nach einer üblichen Wasch- und Trocknungsbehandlung bei einem Druck von 6Pa über eine Zeit von 35s mit einer Energiedichte von 3 kW/m² in Luft beglimmt und bei einem Argondruck von 0,5Pa mit jeweils 100 nm dicken Schichten der Legierungen sowie einer 25nm dicken Schutzschicht aus Ti versehen. Nach dem Vakuumprozeß werden die Spiegelschichten mit einem Spiegeldecklack überzogen. An Spiegelproben werden anschließend die Haftfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit durch einen Abriß-Test mit einem Klebeband, durch den Schwitzwasserversuch nach TGL 18754/04 sowie den Salzsprühnebeltest nach DIN 1238 getestet und der Reflexionsgrad sowie die normierten Farbortkoordinaten x_F und y_F bei Normlichtart D (gemessen von der Glasseite) ermittelt. In Fig. 1, die einen Ausschnitt der Farbtafel des Normvalenzsystems zeigt, sind die zugehörigen Farborte eingezeichnet.

Beispiel 1

Targetlegierung: CuSn2AI4Cr1

Klebebandtest: keine Schichtablösung

Schwitzwasserversuch: beständig > 480 h

Salzsprühnebeltest: beständig > 480 h

Reflexionsgrad: 73%

Farbortkoordinaten (Farbort 1 in Fig. 1): x_f = 0,345

Vf = 0,361

Beispiel 2

Targetlegierung: CuSn2,9AI5CrO,1

Klebebandtest: keine Schichtablösung

Schwitzwasserversuch: beständig > 480 h

Salzsprühnebeltest: beständig > 480 h

Reflexionsgrad: 75%

Farbortkoordinaten (Farbort 2 in Fig. 1): x_F = 0,350

y_f = 0,365

Beispiel 3

Targetlegiorung: CuSn5AI3CrO,2

Klebebandtest: keine Schichtablösung

Schwitzwasserversuch: beständig > 480 h

Salzsprühnebeltest: beständig > 480 h

Reflexionsgrad: 71 %

Farbortkoordinaten (Farbort 3 in Fig. 1): x_F = 0,357

Vf = 0,371

Mit der erfindungsgemäßen Legiarung für Targets werden in allen drei Beispielen mit Hilfe der Gleichstrom-Hochratezerstäubungstechnik goldfarbene Spiogelschichten auf Glas, die im gewünschten Farbortbereich G in Fig. 1 liegen, mit hoher Brillanz, ausreichender Haftung und Korrosionsbeständigkeit und ohne zusätzliche Primärbeschichtung hergestellt. Visuell wahrnehmbare Farbabweichungen treten auch bei großflächigen Beschichtungen nicht auf, die Legierungen lassen sich gut aufstäuben.

Claims (2)

1. CuSnAI-Legierung der Zusammensetzung 90 bis 95 Ma.-% Cu, 0,5 bis 5 Ma.-% Sn und 1 bis 5 Ma.-% Al für Targets in Hochrstezerstäubungsanlagen zur Herstellung dekorativer, goldfarbener Spiegelschichten auf Glas, gekennzeichnet dadurch, daß dieser Legierung 0,1 bis
2. 2 Ma.-% Cr zugesetzt werden.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine CuSnAI-Legierung für Targets In Qleichstrom-Hochratezerstäubungsanlagen zur Herstellung dekorativer, goldfarbener Spiegelschichten auf Glas, welchos z. B. zur Gestaltung von Innenräumen oder in der Möbelindustrie oder in Form von sonstigen Dekorations- und Schmuckgegenständen eingesetzt werden kann.