Un artículo recubierto tratado térmicamente que incluye un sistema de capas (5) soportado por un sustrato de vidrio (1),

comprendiendo el sistema de capas:

una primera capa (2) que comprende nitruro de silicio;

una capa (3) que comprende nitruro de niobio proporcionado sobre el sustrato de vidrio sobre la primera capa (2) que comprende nitruro de silicio;

una segunda capa (4) que comprende nitruro de silicio proporcionado sobre el sustrato de vidrio (1) sobre la capa que comprende nitruro de niobio; en el que la capa (3) que comprende nitruro de niobio está en contacto directo con cada una de las capas primera (2) y segunda (4) y

en el que el artículo recubierto tiene un valor de ?E* (reflectante en el lado de vidrio) no superior a 3,0 después de y/o debido al tratamiento térmico, es decir un calentamiento del artículo hasta una temperatura suficiente para permitir el templado térmico, doblado y/o fortalecimiento por calor;

caracterizado porque la capa (3) que comprende nitruro de niobio se representa mediante NbxNy, donde un ratio y/x de N con respecto a Nb es desde 0,4 a 0,8

Artículo recubierto tratable térmicamente con capa reflectante de IR de nitruro de niobio y procedimiento para fabricar el mismo.

Esta invención se refiere a unos artículos recubiertos que incluyen por lo menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) de nitruro de niobio intercalada entre por lo menos un par de capas dieléctricas, y/o un procedimiento para fabricar los mismos. Tales artículos recubiertos pueden usarse en el contexto de las ventanas monolíticas, unidades de ventana de vidrio aislante (IG), ventanas laminadas, y/u otras aplicaciones adecuadas.

Antecedentes de la invención

Se conocen en la técnica los recubrimientos de control solar que tienen una pila de capas de vidrio/Si₃N₄/NiCr/ Si₃N₄, donde la capa metálica de NiCr es la única capa reflectante de infrarrojos (IR) en el recubrimiento. En determinados casos, la capa reflectante de IR de NiCr puede ser nitrurada.

Lamentablemente, mientras que tales pilas de capas proporcionan un control solar eficaz y son buenos recubrimientos globales, algunas veces tienen carencias en términos de: a) resistencia a la corrosión por ácido (p. ej., ebullición de HCl); b) rendimiento mecánico como resistencia al rayado; y/o c) estabilidad térmica tras el tratamiento térmico para el templado, mezclado térmico, o similares (es decir, valor(es) de ?E*). Por ejemplo, un artículo recubierto térmicamente tratable conocido que tiene una pila de capas de vidrio/Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄ tiene un valor de ?E* reflectante del lado de vidrio indeseablemente alto, superior a 5,0, después del tratamiento térmico (HT) a 625 grados C durante diez minutos. Este alto valor de ?E* reflectante del lado de vidrio significa que el artículo recubierto cuando se HT no se corresponderá aproximadamente con su contraparte no HT con respecto al color reflectante del lado de vidrio.

Por consiguiente, existe una necesidad en la técnica de un artículo recubierto que haya mejorado las características con respecto a a), b) y/o c) en comparación con una pila de capas de vidrio/Si₅-N₄/NiCr/Si₃N₄ convencionales, pero que todavía sea capaz de un control solar aceptable (p. ej., bloquear una cantidad razonable de radiación IR y/o UV) y/o tratamiento térmico. Es un propósito de esta invención satisfacer por lo menos una de las necesidades anteriormente enumeradas, y/u otras necesidades que se pondrán de manifiesto para el experto en la materia una vez dada la siguiente descripción.

El documento US 2002/0192473 A1 divulga unas pilas de recubrimiento que incluyen una capa funcional hecha de un metal de Nb, Ta o Zr y una capa superior hecha de nitruro de aluminio, oxinitruro y/o nitruro de silicio. La capa funcional de NbN se pulverizó iónicamente en una atmósfera altamente reactiva que contenía por lo menos un 30% de nitrógeno en volumen.

Este documento no incluye ningún indicio, de que el ratio concreto entre el niobio y el nitrógeno en una capa de NbN pudiera tener cualquier influencia concreta en las características del recubrimiento.

Resumen de la invención

En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un sistema de capas o recubrimiento que incluye una capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende nitruro de niobio intercalado entre por lo menos un par de capas dieléctricas de acuerdo con la reivindicación 1. En determinadas formas de realización de ejemplo, el sistema de capas o recubrimiento tiene una buena resistencia a la corrosión por ácido(s) como al HCl, un buen rendimiento mecánico como resistencia al rayado, y/o una buena estabilidad del color (es decir, un(os) valor(es) de ?E* bajo(s)) tras el tratamiento térmico (HT).

Debido a su selectividad espectral, el nitruro de niobio proporciona un rendimiento térmico (p. ej., bloqueo de los IR) similar al NiCr, pero resulta sorprendentemente más duradero químicamente y/o mecánicamente que el NiCr. El uso de nitruro de niobio como capa reflectante de IR tiene como resultado un recubrimiento de control solar con una resistencia al rayado excelente, y su resistencia a los ácidos como el HCl es excepcional. Su resistencia a las soluciones alcalinas también es buena. Además, se ha descubierto sorprendentemente que el uso de nitruro de niobio como capa reflectante de IR permite que un recubrimiento de control solar tenga una estabilidad térmica tras el HT considerablemente mejorada (p. ej., un valor de ?E* inferior con un tiempo de HT determinado) que el recubrimiento convencional anteriormente mencionado donde el NiCr metálico se usa como capa reflectante de IR.

Un artículo recubierto de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de esta invención usa una capa de nitruro de niobio de este tipo intercalada entre un par de capas dieléctricas de nitruro de silicio.

Los artículos recubiertos de acuerdo con determinadas formas de realización de esta invención pueden usarse como ventanas monolíticas debido a sus características de durabilidad excelentes, que pueden tratarse térmicamente o no. De manera alternativa, los artículos recubiertos de acuerdo con esta invención también pueden usarse en el contexto de las unidades de ventana de vidrio aislante (IG), o en otras aplicaciones adecuadas, que pueden implicar o no un tratamiento térmico.

En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos tratados térmicamente (HT) que incluyen una capa reflectante de IR de nitruro de niobio tienen un valor de ?E* reflectante del lado de vidrio no superior a 3,0, más preferentemente no superior a 2,5, incluso más preferentemente no superior a 2,0, y lo más preferentemente no superior a 1,8. A efectos de ejemplo, el tratamiento térmico (HT) puede darse durante por lo menos aproximadamente 5 minutos a una(s) temperatura(s) de por lo menos aproximadamente 580 grados C.

En unas formas de realización de esta invención, la capa reflectante de IR de nitruro de niobio se representa mediante Nb_xN_y, donde el ratio y/x es de 0,4 a 0,8, más preferentemente de 0,5 a 0,7, y lo más preferentemente de 0,55 a 0,65. Sólo a efectos de ejemplo, N-b₅N₃ se traduce en un ratio y/x de 3/5 (es decir, 0,6). Se ha descubierto sorprendentemente que este conjunto o estos conjuntos de valores concretos del ratio y/x para nitruros de niobio (Nb) resultan particularmente beneficiosos con respecto a las características del recubrimiento como las curvas espectrales y/o la resistencia química. Por ejemplo, la nitruración del Nb en cantidades mayores que ésta puede tener como resultado una resistencia química menor.

Por lo general, determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención satisfacen una o más de las necesidades enumeradas anteriormente proporcionando un artículo recubierto tratado térmicamente que incluye un sistema de capas soportadas por un sustrato de vidrio, comprendiendo el sistema de capas: una primera capa que comprende nitruro de silicio; una capa que comprende nitruro de niobio como se ha indicado anteriormente proporcionada en el sustrato de vidrio directamente sobre la primera capa que comprende nitruro de silicio; una segunda capa que comprende nitruro de silicio proporcionada en el sustrato de vidrio directamente sobre la capa que comprende nitruro de niobio; en el que la capa que comprende nitruro de niobio se intercala entre y está en contacto con cada una de las capas primera y segunda que comprenden nitruro de silicio; y en el que el artículo recubierto tiene un valor de ?E* (reflectante del lado de vidrio) no superior a 3,0 después de y/o debido al tratamiento térmico.

En otras determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se satisface/satisfacen una o más de las necesidades anteriormente enumeradas proporcionando un artículo recubierto térmicamente tratable que incluye un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el recubrimiento: una primera capa dieléctrica; una capa que comprende nitruro de niobio como se ha indicado anteriormente, una segunda capa dieléctrica; y en el que las capas del artículo recubierto son de unos respectivos grosores y materiales de manera que si se someten a tratamiento térmico durante por lo menos aproximadamente 5 minutos a una(s) temperatura(s) de por lo menos aproximadamente 580 grados C el artículo recubierto tendría un valor de ?E* (reflectante del lado de vidrio) no superior a 3,0.

En otras determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se satisface/satisfacen...

1. Un artículo recubierto tratado térmicamente que incluye un sistema de capas (5) soportado por un sustrato de vidrio (1), comprendiendo el sistema de capas:

una primera capa (2) que comprende nitruro de silicio;

una capa (3) que comprende nitruro de niobio proporcionado sobre el sustrato de vidrio sobre la primera capa (2) que comprende nitruro de silicio;

una segunda capa (4) que comprende nitruro de silicio proporcionado sobre el sustrato de vidrio (1) sobre la capa que comprende nitruro de niobio; en el que la capa (3) que comprende nitruro de niobio está en contacto directo con cada una de las capas primera (2) y segunda (4) y

en el que el artículo recubierto tiene un valor de ?E* (reflectante en el lado de vidrio) no superior a 3,0 después de y/o debido al tratamiento térmico, es decir un calentamiento del artículo hasta una temperatura suficiente para permitir el templado térmico, doblado y/o fortalecimiento por calor;

caracterizado porque la capa (3) que comprende nitruro de niobio se representa mediante Nb_xN_y, donde un ratio y/x de N con respecto a Nb es desde 0,4 a 0,8.

2. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto tiene una transmisión visible desde 8 a 80%.

3. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto tiene un valor de ?E* (reflectante en el lado de vidrio) no superior a 2,5 después de/o debido al tratamiento térmico.

4. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto tiene un valor de ?E* (reflectante en el lado de vidrio) no superior a 2,0 después de/o debido al tratamiento térmico, y en el que el tratamiento térmico es de por lo menos aproximadamente 5 minutos a una temperatura(s) de por lo menos aproximadamente 580 grados C.

5. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el ratio y/x es desde 0,5 a 0,7.

6. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto no tiene ninguna capa metálica reflectante de infrarrojo (IR).

7. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que la capa (3) que comprende nitruro de niobio no tiene contacto con ninguna capa metálica.

8. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto no incluye ninguna capa de oro o plata reflectante de IR.

9. Un procedimiento para fabricar un artículo recubierto, comprendiendo el procedimiento:

pulverizar iónicamente una primera capa dieléctrica (2) en un sustrato (1);

pulverizar iónicamente una capa (3) que comprende nitruro de niobio sobre el sustrato directamente sobre la primera capa dieléctrica (2);

pulverizar iónicamente una segunda capa dieléctrica (4) sobre el sustrato directamente sobre la capa que comprende nitruro de niobio (3); y

en el que la capa que comprende nitruro de niobio se pulveriza iónicamente para formar Nb_xN_y donde y/x es desde 0,4 a 0,8.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente tratar térmicamente el artículo recubierto por lo menos 5 minutos a una temperatura(s) de por lo menos 580 grados C, de manera que el artículo recubierto tenga un valor de ?E* (reflectante en el lado de vidrio) no superior a 3,0 debido al tratamiento térmico.