专利名称：玻璃成形工具和方法
技术领域：
本发明涉及从高软化点硅酸盐玻璃制造玻璃制品，更具体涉及使这种玻璃在高温成形的耐用工具。
背景技术：
由高软化点玻璃形成复杂形状的玻璃制品是具有相当挑战性的，原因在于，要使这种玻璃成功地形成一定形状，必须采用高成形温度。用于先进消费电子应用的技术玻璃类型具体包括用于制造信息显示器(电视机、电脑监视器、和移动电子装置例如手机以及用于包括白板、平板电脑和先进手持装置的大型和小型信息显示器的触摸屏)的玻璃盖片产品的耐火铝硅酸盐玻璃，其软化点和/或成形温度可大于或等于800°C。在这种温度下，常规的玻璃成形工具例如模具和模头会由于表面氧化、机械磨损、化学腐蚀和/或模具表面组成或微结构中的温度引发变化快速损坏。随着模具在使用过程中重复地从低温到高温进行循环，这些变化会逐渐地变得更加严重。特别成问题的是包含明显浓度(例如大于或等于5重量％)的碱金属成分如钠的耐火玻璃。碱金属在高玻璃成形温度下 具有高度迁移性和反应性，会导致模具表面劣化，从而不可接受地降低模塑的玻璃产品的表面质量。消费电子产品制造商要求供信息显示器使用的玻璃片板产品具有光学表面光洁度。消费电子产品的制造出于成本考虑难以承担成形后精饰成本，当要求玻璃片产品具有三维曲率时，这种成形后精饰也是不现实的。耐用的玻璃成形工具的成本是影响显示器玻璃盖片制造成本的另一个因素。保持模塑的显示器产品严密的尺寸容差和光学表面质量的需求意味着，要求提供延长工具的使用寿命以降低制造成本。例如由铁、钢、或包含铁、镍、铬、或铜的金属合金制造的金属玻璃成形工具能在高温下提供足够的尺寸稳定性，但是存在以下问题例如在低至600°C的温度下的表面氧化，以及玻璃在接近800°C的温度下通过腐蚀性相互作用与反应性玻璃成分发生粘连。这些问题中的任何问题都会不可接受地使得模塑的玻璃产品中的光学表面质量下降。由诸如氧化硅、氧化铝、WC、TiC, TiN, SiC, SiN之类的陶瓷材料或者诸如Sialon(硅铝氧氮聚合物)之类的氮化硅合金形成的耐火非金属模具能提供优良的高温尺寸稳定性，但是其成本远高于金属模具。另外，这些模具在高成形温度下会与含碱金属的玻璃反应，造成玻璃粘连，导致模塑的玻璃表面的光洁性变差。而且，为了改善玻璃脱模特性或耐腐蚀性而向这些模具施加的表面涂层，例如TiAIN、TiAlN/ZrN、Al2O3 (氧化铝)、GaN、贵金属、贵金属合金以及贵金属-稀土合金，使得成本进一步增加，并且通常没有显示其能有效地提高在高于约700°C的使用温度下的模塑性能。因此，仍然需要具有以下特点的经济节约的玻璃成形工具所述玻璃成形工具能以低成本制造，在高温下具有尺寸稳定性，结合有能够在大于或等于800°C的成形温度下为成形产品提供长期使用的、具有光洁的光学表面的成形表面。发明概述本发明涉及结合有耐火保护涂层的玻璃成形工具及其制造和使用方法。所述保护涂层在长期热循环过程中具有热稳定，具有与腐蚀性高软化点玻璃接触时的耐破坏性，能在高达800°C的成形温度下直接模塑光洁的光学玻璃表面。额外使用选定的扩散阻挡层来抑制金属污染物的迁移，使得能将该涂层用于保护耐火金属模具材料，否则该材料不适合从高软化点玻璃直接成形光洁的光学玻璃制品。因此在第一方面，本发明涉及用于玻璃成形等的耐火工具，该工具包括结合有玻璃成形表面的工具体以及保护性表面涂层。所述工具的工具体或至少是玻璃成形表面主要由选自以下的金属组成铁、镍、铬、铜、及其混合物与合金，所述保护性表面涂层是金属氮化物涂层，其能在高达800°C的使用温度下耐受机械性、腐蚀性、和氧化性的表面损坏。根据本发明这一方面提 供的耐火工具包括玻璃成形模头和模具。为高温玻璃模塑提供特别优点的示例性实施方式包括一种玻璃成形模具，其包含金属模塑表面、设置在至少一部分模塑表面上的耐火金属氮化物表面涂层、以及设置在模塑表面和表面涂层之间的包含无定形氧化铝的扩散阻挡层。本发明另一方面涉及所述工具的制造方法。一些实施方式包括玻璃成形模具的制造方法，所述方法包括以下步骤(i )选择具有金属模塑表面的模具体，所述金属模塑表面主要由选自以下的金属组成铁、铬、镍、铜及其混合物与合金；(ii)沉积氧化物扩散阻挡层，至少在部分模塑表面上抑制过渡金属或碱金属的扩散；以及(iii)在扩散阻挡层上沉积金属氮化物表面涂层。本发明的其他方面涉及具有光洁的光学表面的玻璃制品的模塑方法。一些具体的实施方式包括一种方法，该方法包括以下步骤提供软化的硅酸盐玻璃进料，使用模具将该进料成形为具有光洁的光学表面的玻璃制品，其中所述硅酸盐玻璃是碱金属氧化物含量超过5重量％的铝硅酸盐玻璃，所述模具包含具有金属氮化物表面涂层的金属模塑表面，该金属氮化物表面涂层能在高达至少800°C的温度下耐受碱腐蚀和氧化损坏。附图简要说明以下参考附图详细说明根据本发明提供的工具和方法的示例性实施方式，其中
图1是在氮化物保护涂层中的金属浓度-深度图；图2是在氧化铝阻挡层中的金属浓度-深度图；图3是第一玻璃成形模具的示意图；图4是第二玻璃成形模具的示意图；图5是第三玻璃成形模具的示意图；以及图6是第四玻璃成形模具的示意图。发明详述虽然本发明的玻璃成形工具和方法可广泛用于玻璃制造领域中，但是特别优选的实施方式包括通过直接模塑制造具有光洁的光学表面的玻璃片产品的玻璃成形模具，尤其包括从包含大于或等于5%的碱金属氧化物的高软化点碱金属铝硅酸盐玻璃制造的产品。因此，以下描述包括对这些模具和方法的具体参考，但是本发明的范围并不限于此。关于制造用于信息显示器应用的成形玻璃片的关键问题是，要求直接模塑的较大尺寸的玻璃片具有光洁的光学表面。虽然使用陶瓷的玻璃成形模具对于从不太难熔的非硅酸盐玻璃制造较小的光学部件如非球面照相机透镜而言是很实用的，但是对于大玻璃片的再成形工艺而言，使用陶瓷模具不具有经济性。通过使用本发明的金属氮化物保护涂层，使得能够使用全部由选定的硬质难熔金属形成的模塑或成形表面的模具，或至少部分结合有由选定的硬质难熔金属形成的模塑或成形表面的模具。即，本发明的氮化物涂层使得能使用难熔金属，虽然通常认为所述难熔金属具有高硬度和高耐氧化性，但是在形成耐火玻璃盖片组合物所需的玻璃接触温度下，单独使用所述难熔金属无法为耐火玻璃盖片组合物的模塑提供足够的耐氧化性和/或耐模具腐蚀性。。在金属氮化物保护涂层由TiAlN组合物形成的一些实施方式中，表现出极佳的耐氧化性、优良的玻璃脱模特性、以及为了获得优良的耐磨损性所需的高硬度。适合与本发明的阻挡层和保护涂层组合使用的模具包括那些结合有模塑表面的模具，所述模塑表面至少主要包含选自以下的金属铁、镍、铬、铜及其混合物与合金。术语“主要包含”表示金属、金属混合物或金属合金中的金属占所述金属、混合物或合金的50重量％以上。这些金属的说明性例子包括铸铁、钢或钢合金例如H13、S7和P20，不锈钢309、310和420,以及镇合金例如Hastelloy 和]_neonei(g)合金。尤其是镇合金,具体以Ineonel 718为例，已知其具有高温硬度和耐氧化性。在用于玻璃成形的模塑表面中，硬度是一项重要特性，因为硬度能降低随时间流逝产生的玻璃对模具的磨损或划伤的可能性。玻璃接触表面的耐高温氧化性对于防止高温玻璃成形过程中的氧化物生长至关重要。模具表面上的大范围氧化物生长会增加模具的表面粗糙度，并最终导致所按压的玻璃表面的损坏，使得难以在成形后的玻璃产品中保持粗糙度小于25纳米RMS的模塑表面。 根据本发明的能提供优异的耐氧化性和硬度的TiAlN涂层的具体实施方式
是富铝涂层；即，Ti/Al原子比小于I的涂层。TiAlN涂层实施方式中，铝含量不超过涂层中Al+Ti总含量的70重量％，例如铝含量不超过总含量的67重量％，可用于抑制氮化铝的形成。虽然这些涂层在800°C范围中的温度下事实上发生了一些表面氧化，但是这种氧化是自我限制性的，不会导致刚施加的涂层的光洁的光学表面损失。虽然TiAlN保护涂层的耐氧化性、硬度和玻璃脱模特性非常适合于高温玻璃成形，但是将这种涂层直接沉积于金属模具表面上时，在长期使用过程中对于劣化并不能保持完全稳定。观察到的涂层劣化的原因在于金属在高温下迁移到涂层中，包括碱金属从玻璃迁移到涂层中以及过渡金属从金属模塑表面迁移到涂层中。将TiAlN涂层设置在Inconel 镍合金基材上，在450-800°C进行重复的热循环，然后采集分析数据，这些数据显示碱金属(钠)从玻璃扩散到涂层中，在500次热循环之后达到400纳米的深度，过渡金属(例如Fe、Cr、N1、Nb等)从合金基材扩散到涂层中，在100次热循环之后达到500纳米的深度。在后一情况中，基材表面的性质以及氮化物保护涂层的性质可以折中。使用氧化铝作为抵抗金属离子扩散的阻挡层具有如下优点，包括氧化物承受高温的能力以及氧化物抵制或延缓过渡金属如铬在这种高温下进行扩散的能力。但是，单独的氧化铝并非用于模具的合适涂层，因为氧化铝不具备优良的玻璃脱模特性，而且很难以低表面粗糙度沉积。在设置在金属模塑表面上的氧化铝阻挡层上沉积氮化物保护涂层能解决以上两个缺点。用于制造具有光洁的光学表面的玻璃制品的保护性涂覆的模具的具体实施方式
包括如下所述的模具其具有光洁的光学表面，位于模具模塑表面上的金属氮化物保护涂层主要包含氮化钛铝，而且在模塑表面和金属氮化物保护性表面涂层之间提供有含氧化铝的扩散阻挡层。为了本发明的目的，光洁的光学表面或光洁的光学涂层或模塑的玻璃制品是RMS表面粗糙度不超过25纳米的制品、涂层或光洁表面。位于氧化铝扩散阻挡层之上的氮化钛铝保护涂层的涂覆组合为经过涂覆的金属模塑表面提供了高热稳定性。氧化铝(最优选是无定形氧化铝)作为高效的阻挡层，抑制了金属模具组分如Fe、Cr、N1、Nb和Mo向涂层的扩散，所述扩散会使TiAlN涂层对机械性、腐蚀性和氧化性表面损坏的耐受性变差。为了本发明的目的，如果涂层在800°C玻璃接触温度下相对于碱金属铝硅酸盐玻璃经过100次或更多次模塑循环之后保持如上所述的光洁的光学表面，则认为该涂层能耐受这种损坏。图1和2对气相沉积的TiAlN保护涂层的高温过渡金属扩散特性(图1)和气相沉积的无定形氧化铝阻挡层的高温过渡金属扩散特性(图2)进行了比较。每种材料都作为涂层沉积在镍合金基材(丨nconel 718镍合金)上,在沉积之后和在初始浓度曲线之后,都在450-800°C之间重复进行热循环，对金属从合金基材扩散到涂层中的效果进行评价。TiAlN涂层的厚度约为1. 5微米，氧化铝层的厚度约为2微米。附图给出二次离子质谱(SMS)深度曲线，显示了对于每种经过涂覆的基材，在刚沉积时(A)和100次(C100)热循环或200次(C200)热循环之后，相对镍浓度(单位是信号计数每秒)随测`量深度的变化。在每种情况中，当在热循环之前进行评价时，金属离子深度曲线在合金-涂层界面处都相当陡峭。热循环之后，对于TiAlN涂覆的基材的ClOO曲线显示，存在明显的镍从合金基材向涂层中的迁移。相反，对于氧化铝涂覆的基材的ClOO和C200曲线显示，基本上没有镍迁移。对于曲线扫描观察到类似的效果，其中SIMS分析出有痕量的Fe、Cr、Mo或Nb从Inconel 合金基材扩散到这些涂层中。如上所述，通过直接模塑制造适合于生产光洁的光学玻璃产品的玻璃成形模具的方法包括在模具的至少一部分金属模塑表面上沉积氧化物扩散阻挡层的初始步骤，所述氧化物扩散阻挡层是例如包含无定形氧化铝的层。之后，在扩散阻挡层上沉积保护性金属氮化物表面涂层，例如主要包含或基本包含氮化钛铝的涂层。根据沉积氧化铝阻挡层和TiAlN保护涂层所用的具体方法，在一些情况下可以采用一些步骤来改善模塑表面和阻挡层之间的粘结，以及阻挡层和保护涂层之间的粘结。根据一些实施方式，通过在沉积氧化铝之前向模塑表面施加镍无电镀层，改善了模具/氧化铝阻挡层的粘结和相容性。用于改善阻挡层和氮化物保护涂层之间的粘合性的适用措施包括在阻挡层上提供氧氮化铝、氧氮化铝钛、或其他金属氧氮化物过渡层。可以方便地通过气相沉积提供此类过渡层，例如在气氛中通过物理气相沉积提供，在该工艺中，在气相沉积步骤中，气氛中的氧含量降低而氮含量上升。根据本发明方法生产的玻璃成形模具包含设置在阻挡层和表面涂层之间并与它们良好粘结的氧氮化铝或氧氮化铝钛过渡层。在一些典型的实施方式中，这种模具中的保护性TiAlN表面涂层的厚度通常至少为I微米，氧氮化物过渡层的厚度至少为10纳米，例如10-300纳米，阻挡层的厚度至少为200纳米，例如200-1500纳米。图3给出 根据本发明这种实施方式提供的玻璃成形模具的端面正视图，该图并不按照真实比例或尺度，而是示意图。图3所示模具10的部件包含金属模塑表面10a，设置在模塑表面上的无定形氧化铝阻挡层12，以及设置在阻挡层上并与阻挡层和TiAlN保护涂层之间的梯度Al2O3-AlN过渡层12a接触的TiAlN保护涂层14。对于高温高磨损应用，在电偏置条件下沉积TiAlN保护涂层是有利的，从而改善涂层的密度和最终硬度。适用于该目的的本发明方法的实施方式包括其中的保护性表面涂层通过从T1-Al源的反应性溅射沉积的实施方式，进行所述溅射的同时保持源和阻挡层之间的电偏置。反应性溅射可方便地在反应室中进行，先从反应室中基本除去空气，然后将氮反应气体(即包含氮原子或离子的反应气体)和Ar工作气体引入反应室中。当选择保护涂层沉积方法对TiAlN进行电偏置沉积时，由于氧化铝阻挡层的绝缘性质，使得保持源和阻挡层之间的适当偏置变得复杂化。根据本发明，通过改进或补充阻挡层的组成或结构，从而提供设置在阻挡层上或之内的导电区域，来解决这个困难。实现该结果的本发明方法的一些实施方式包括如下方法其中沉积阻挡层的步骤包括在阻挡层的模塑表面上进行非反应性溅射，其中所述阻挡层包含无定形氧化铝和金属铝的导电混合物。然后在导电性阻挡层上沉积金属Al或AlTi粘结层。因此，发明人相信该铝/氧化铝阻挡层能在氧化铝基质中包含互连的铝纳米颗粒。所述Al或AlTi粘结层改善了阻挡层和保护性TiAlN涂层之间的粘合性。在通过采用这种方法得到的模具中，在阻挡层和保护性表面涂层之间设置含金属铝的粘结层，其中的导电区域由阻挡层组成，或者由阻挡层中包含互连的铝金属相的那部分组成。图4给出具有按照本发明这种实施方式提供的导电阻挡层的玻璃成形模具的端面正视图，该图并不按照真实比例或尺度，而是示意图。如图4中所示，模具结构包括具有金属模塑表面IOa的模具体10,设置在模塑表面IOa上的导电性Al-Al2O3阻挡层22,位于阻挡层上的AlTi粘结层22a，以及设置在粘结层上的TiAlN保护涂层14。这种结构的模具的典型层厚度是A1/A1203复合阻挡层厚度为200-1500纳米，TiAlN保护涂层厚度为1000-1500纳米，Al或AlTi粘结层厚度为1-2纳米。提供与电偏置TiAlN沉积相似结果的另一种方法是，其中沉积阻挡层的步骤包括在模具表面上气相沉积掺杂有ZnO的无定形氧化铝的导电层。得到的模具如下其中的导电区域完全是包含ZnO掺杂剂的阻挡层，或者所述导电区域是包含ZnO掺杂剂的阻挡层的一部分，其中在阻挡层和保护性表面涂层之间提供有氧氮化铝钛过渡层。图5给出具有根据本实施方式的导电性ZnO掺杂氧化铝阻挡层的玻璃成形模具的一部分端面的正视图，该图并不按照真实的比例或尺度，而是示意图。图5所示的模具包含具有金属模塑表面IOa的模具体10，设置在模塑表面上的导电性ZnO掺杂的氧化铝阻挡层32，设置在阻挡层上的梯度Al2O3-AlN过渡层12a，以及设置在过渡层上的TiAlN保护涂层14。这种结构的模具的合适层厚度是=ZnO-Al2O3阻挡层厚度为200-1500纳米，梯度Al2O3-AlN过渡层厚度为10-300纳米，TiAlN保护涂层厚度为1000-1500纳米。有效进行电偏置的TiAlN涂层沉积的另一种方法是在沉积TiAlN保护性表面涂层之前，包括在阻挡层上并在至少一部分模塑表面上沉积导电性金属夹层的步骤。形成这种结构的一种方法是，在沉积氧化铝阻挡层之前对模塑表面的边缘部分进行掩蔽，然后除去掩模，在阻挡层和至少一部分模塑表面上沉积导电性金属夹层。适用于这些实施方式的导电性金属层包括含有TiAl合金的金属层。通过采用这种方法得到的模具是，其中的导电区域包含设置在阻挡层上并与模塑表面电接触的导电性金属层。图6给出根据本实施方式在阻挡层上结合有导电性金属层的玻璃成形模具的一部分端面的正视图，该图并不按照真实比例或尺度，而是示意图。图6的模具包含具有金属模塑表面IOa的模具体10，设置在模塑表面上的氧化铝阻挡层12，设置在阻挡层上但与模塑表面IOa接触的导电性TiAl合金夹层42，以及设置在导电夹层上的TiAlN保护涂层
14。这种模具结构的合适层厚度是=Al2O3阻挡层厚度为200-1500纳米，导电性金属夹层厚度为20-100纳米，TiAlN保护涂层厚度为1000-1500纳米。如上所述，根据本发明 提供的方法包括用本文所述的耐火模塑工具制造具有直接模塑的光洁的光学表面的玻璃制品的方法。这些方法包括提供软化的碱金属铝硅酸盐玻璃进料，以及使用具有保护性耐氧化和耐腐蚀的金属氮化物表面涂层如TiAlN的模具将软化的进料成形为玻璃制品。对于消费电子产品应用，软化的玻璃进料通常是玻璃片的形式，对进料进行成形包括将玻璃片再成形为具有光洁的光学表面的用于显示器玻璃盖片的成形玻璃片。在一些具体的实施方式中，将进料成形以提供具有光洁的光学表面的玻璃产品的步骤包括在IOltl-1O7 5泊范围的玻璃粘度条件下将玻璃进料和模具压制在一起。在碱金属铝硅酸盐显示器玻璃中获得这种粘度，通常包括使待模塑的玻璃保持750°C以上的温度。根据特别适合于显示器玻璃应用的本发明模塑方法的一些实施方式，硅酸盐玻璃进料由碱金属氧化物含量为至少10重量％且软化温度为至少800°C的铝硅酸盐玻璃组成。为了实施的经济节省，用于将玻璃片或其他进料成形为光洁的光学玻璃制品所用的模具包括具有模塑表面的模具体，所述模塑表面主要由选自铁、镍、铬、铜的金属及其混合物与合金组成，该模塑表面具有主要由氮化钛铝组成的保护性表面涂层。为了根据本发明经济节省地制造光洁的光学玻璃片产品，要求制造所用模具能提供延长的使用寿命。为了达到这个目的，在本发明模塑方法的一些实施方式中使用的模具是，在模塑表面和保护性表面涂层之间提供有包含无定形氧化铝的扩散阻挡层，该阻挡层用于稳定涂层，抑制因金属在高温下从金属模塑表面扩散到保护涂层中而造成的劣化。如上所述，根据本发明方法制造玻璃片在使用如下模具时能以最佳方式实现所述模具上的保护性表面涂层具有不超过25纳米的RMS表面粗糙度。这种涂层能有效地制造具有类似或更低表面粗糙度的光洁的光学玻璃片，即，玻璃表面基本没有光学缺陷。虽然已经在上文就适合于实际应用的材料、产品和工艺的具体例子对本发明的方法和工具进行了描述，但是应该认识到，仅仅出于说明的目的给出这些例子，本发明的方法和工具的各种改进形式可用于所附权利要求范围内的类似或其他应用中。
权利要求
1.一种包含金属工具体和保护性表面涂层的耐火工具，其特征在于，所述工具体的表面主要包含选自铁、镍、铬、铜的金属及其混合物和合金，所述保护性表面涂层是在高达800°C的使用温度下能耐受机械性、腐蚀性和氧化性表面损坏的金属氮化物涂层。
2.如权利要求1所述的耐火工具，其特征在于，所述金属氮化物涂层主要包含氮化钛，在工具体和金属氮化物保护性表面涂层之间提供有含氧化铝的扩散阻挡层。
3.一种玻璃成形模具，其包含具有金属模塑表面的模具体，设置在至少一部分模塑表面上的耐火金属氮化物表面涂层，以及设置在模塑表面和表面涂层之间的包含无定形氧化铝的扩散阻挡层。
4.如权利要求3所述的模具，其特征在于，所述模塑表面主要包含选自铁、镍、铬、铜的金属及其混合物和合金，所述表面涂层主要包含氮化钛铝。
5.如权利要求4所述的模具，其特征在于，所述模具由选自铸铁、钢、钢合金、不锈钢合金和镍合金的金属形成，所述表面涂层的T1:Al原子比小于1，涂层中的Al含量占Al+Ti的总含量不超过70重量％。
6.如权利要求4所述的模具，其特征在于，所述表面涂层的RMS表面粗糙度不超过25纳米。
7.如权利要求4所述的模具，其特征在于，在阻挡层和表面涂层之间设置有氧氮化铝或氧氮化铝钛过渡层。
8.如权利要求7所述的模具，其特征在于，所述表面涂层的厚度至少为I微米，过渡层的厚度至少为10纳米，阻挡层的厚度至少为200纳米。
9.如权利要求3所述的模具，其特征在于，至少一部分模塑表面涂覆有镍镀层。
10.如权利要求3所述的模具，其特征在于，所述模具包括设置在阻挡层上或之内的导电区域。
11.如权利要求10所述的模具，其特征在于，所述导电区域包含位于至少一部分阻挡层之内的互连铝金属相，在阻挡层和表面涂层之间设置有金属粘结层。
12.如权利要求10所述的模具，其特征在于，所述导电区域包含至少一部分含ZnO掺杂剂的阻挡层，在阻挡层和表面涂层之间提供有氧氮化铝钛过渡层。
13.如权利要求10所述的模具，其特征在于，所述导电区域包含设置在阻挡层上并与模塑表面电接触的导电性金属层。
14.一种制造玻璃成形模具的方法，该方法包括以下步骤(i)选择具有主要包含选自铁、铬、镍、铜的金属及其混合物和合金的模塑表面的模具体；(ii)在至少一部分模塑表面上沉积氧化物扩散阻挡层；以及(iii)在扩散阻挡层上沉积金属氮化物表面涂层。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述沉积阻挡层的步骤包括沉积包含无定形氧化铝的层。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述沉积表面涂层的步骤包括沉积主要包含氮化钛铝的涂层。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述表面涂层通过从T1-Al源进行反应性溅射而沉积，在进行溅射的同时在源和阻挡层之间保持电偏置。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法在沉积表面涂层之前，还包括在阻挡层上沉积金属氧氮化物过渡层的步骤。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述沉积过渡层的步骤包括在气氛中进行气相沉积的步骤，在该气相沉积步骤中，气氛中的氧含量降低而氮含量上升。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述沉积阻挡层的步骤包括对包含无定形氧化铝和金属铝的导电混合物的层进行非反应性溅射，然后在导电混合物上沉积Al或AlTi粘结层。
21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述沉积阻挡层的步骤包括对用ZnO掺杂的无定形氧化铝的导电层进行气相沉积。
22.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法在沉积表面涂层之前，还包括在阻挡层上和在至少一部分模塑表面上沉积导电性金属夹层的步骤。
23.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述导电性金属夹层包含钛铝合金。
24.一种制造具有光洁的光学表面的玻璃制品的方法，该方法包括以下步骤提供软化的硅酸盐玻璃进料，使用模具将该进料成形为玻璃制品；其中所述硅酸盐玻璃是碱金属氧化物含量超过5重量％的铝硅酸盐玻璃，所述模具包含金属模塑表面，该金属模塑表面提供有能在高达至少800°C的温度下耐受碱金属腐蚀和氧化损坏的金属氮化物表面涂层。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述硅酸盐玻璃是碱金属氧化物含量至少为10重量％且软化温度至少为800°C的铝硅酸盐玻璃。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述模塑表面主要包含选自铁、镍、铬的金属及其混合物和合金，所述表面涂层主要包含氮化钛铝。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，在模塑表面和表面涂层之间提供有包含无定形氧化铝的扩散阻挡层。
28.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述玻璃制品是玻璃片，所述表面涂层的RMS表面粗糙度不超过25纳米。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述玻璃片基本不含光学缺陷，所述成形步骤包括在玻璃粘度为IOltl-1O7 5泊范围内的条件下对玻璃进料和模具一起进行压制。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述成形步骤在高于750°C的玻璃成形温度下进行。
全文摘要
耐火玻璃成形工具，其包括结合有保护性金属氮化物表面涂层(14)的玻璃成形模具(10)，在模具体和涂层之间设置有任选的氧化铝阻挡层(12)用于提供高温氮化物涂层稳定性，对于从耐火碱金属铝硅酸盐玻璃以高达并高于800℃的模塑温度通过直接模塑制造光学成品玻璃产品例如信息显示器玻璃盖片提供特别的优点。
文档编号C03B11/08GK103068751SQ201180040562
公开日2013年4月24日 申请日期2011年8月12日 优先权日2010年8月24日
发明者冯江蔚, L·乌克兰采克 申请人:康宁股份有限公司