DEPOSICIÓN POR COMBUSTIÓN UTILIZANDO SOLUCIONES PRECURSORAS ACUOSAS PARA DEPOSITAR RECUBRIMIENTOS DE DIÓXIDO DE TITANIO.

Deposición por combustión utilizando soluciones precursoras acuosas para depositar recubrimientos de dióxido de titanio Campo de la invención Determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención se refieren a la deposición de recubrimientos sobre sustratos a través de deposición por combustión y, más particularmente, a una solución precursora acuosa utilizada en relación con la deposición por combustión para la deposición de recubrimientos sobre un sustrato. En determinadas formas de realización de ejemplo, la solución precursora acuosa puede ser una sal orgánica (p. ej., de titanio, como bis(lactato de amonio)dihidróxido de titanio (IV) (aq)), sales de ácido oxálico de titanio (p. ej., oxalato de titanil de potasio (p. ej., K2TiO(C2O4)2·2 H2O u otra estequiometría adecuada) y Ti2(C2O4)3·10 H2O), una sal soluble en agua de acetato de titanio y citrato de titanio, etc., que puede permitir depositar un recubrimiento de dióxido de titanio (p. ej., TiO2 u otra estequiometría adecuada) sobre un sustrato (p. ej., un sustrato de vidrio). Antecedentes y resumen de las formas de realización de ejemplo de la invención La deposición química en fase de vapor por combustión (CVD por combustión) es una técnica relativamente nueva para el crecimiento de recubrimientos. La CVD por combustión se describe, por ejemplo, en las patentes U.S. n os 5.652.021; 5.858.465; y 6.013.318. Convencionalmente, en la CVD por combustión, los precursores se disuelven en un disolvente inflamable y la solución se envía al quemador donde se enciende para dar una llama. A continuación, se hace un pasar sustrato por debajo de la llama para depositar un recubrimiento. Hay varias ventajas de la CVD por combustión con respecto a las técnicas de deposición pirolíticas tradicionales (como la CVD, pulverización y sol-gel, etc.). Una ventaja es que la energía requerida para la deposición es proporcionada por la llama. De esta manera, la CVD por combustión es apta para temperaturas de sustrato comparativamente bajas y de sustratos no tradicionales (p. ej., plásticos, etc.). Otra ventaja es que las técnicas CVD por combustión no requieren necesariamente precursores volátiles. Si una solución del precursor puede atomizarse/nebulizarse lo suficiente, la solución atomizada se comportará básicamente como un gas y puede transferirse a la llama sin necesidad de una presión de vapor apreciable del precursor de interés. Además, puesto que la temperatura de la llama es bastante alta, no se requieren necesariamente precursores térmicamente inestables. En la CVD por combustión, si la llama es autosuficiente (p. ej., como con una mezcla de propano-aire), el disolvente no necesita ser inflamable. De esta manera, el inventor de la presente solicitud ha reconocido que utilizar agua como disolvente sería ventajoso para la CVD por combustión, ya que un disolvente de agua sería fácil de manejar, respetuoso con el medio ambiente, y muy económico, especialmente en comparación con los disolventes orgánicos. El documento DE 102 06 330 A1 se refiere a un procedimiento para depositar capas de cerámica sobre un sustrato. De ese modo el material es depositado mediante una llama. Como gases se utiliza el oxígeno y un gas combustible que consiste en hidrocarburos junto con una sal soluble en agua (p. ej., cloruro de itrio). La solución de sal se nebuliza e inyecta en una zona de fusión. El procedimiento es aplicable a recubrimientos multicapa o de una sola capa. El documento Davis, M.J. et al., "Growth of Thin Films of Molybdenum and Tungsten Oxides by Combustion CVD Using Aqueous Precursor Solutions", Chemical Vapor Deposition, vol. 10, nº 1 (2004), p. 29 ha descrito el uso viable de soluciones precursoras acuosas en relación con la CVD por combustión. En este estudio, se depositaron óxidos de molibdeno y tungsteno a partir de las sales inorgánicas no volátiles molibdato de amonio y metatungstato de amonio, respectivamente, en solución acuosa. Se hicieron crecer recubrimientos de aproximadamente 20 nm hasta 100 nm, dependiendo de las condiciones de depósito. En base a este estudio, el inventor de la presente solicitud ha reconocido la viabilidad de depositar recubrimientos de Ti02 a partir de soluciones precursoras acuosas. Los recubrimientos de Ti02 o de otros óxidos de titanio proporcionados por deposición por combustión abren oportunidades para la producción económica de diseños de AR multicapa (MLAR) y aplicaciones de vidrio de bajo mantenimiento, comparables a los recubrimientos súper-hidrofílicos y fotocatalíticos más convencionales. Depositar recubrimientos de TiO2 (u otras formas de óxido de titanio) a partir de soluciones precursoras acuosas, por ejemplo, sería ventajosamente fácil de manejar, respetuoso con el medio ambiente, y muy económico. Por lo tanto, se apreciará que sería ventajoso identificar y proporcionar un sistema precursor de base acuosa para la deposición de recubrimientos (p. ej., recubrimientos de TiO2) a través de la deposición por combustión. 2   En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un procedimiento para aplicar un recubrimiento a un sustrato de vidrio utilizando la deposición por combustión. Se proporciona un sustrato de vidrio que tiene por lo menos una superficie a recubrir. Se seleccionan un reactivo y un medio portador, y el reactivo y el medio portador se mezclan para formar una mezcla reactiva. El reactivo se selecciona de manera que por lo menos una parte del reactivo forme el recubrimiento. Se introduce un precursor de base acuosa para ser combustionado con la mezcla reactiva. Utilizando por lo menos una llama, se combustionan por lo menos una parte de la mezcla reactiva y el precursor de base acuosa para formar un material combustionado. El material combustionado comprende un material no vaporizado. El sustrato de vidrio se proporciona en una zona de manera que el sustrato de vidrio se caliente lo suficiente para permitir que el material combustionado forme el recubrimiento, directa o indirectamente, sobre el sustrato de vidrio. En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un procedimiento para aplicar un recubrimiento a un sustrato utilizando la deposición por combustión. Se proporciona un sustrato que tiene por lo menos una superficie a recubrir. Se seleccionan un reactivo y un medio portador, y el reactivo y el medio portador se mezclan para formar una mezcla reactiva. El reactivo se selecciona de manera que por lo menos una parte del reactivo forme el recubrimiento. Se introduce un precursor de base acuosa para ser combustionado con la mezcla reactiva. El precursor de base acuosa es una sal orgánica de titanio. Utilizando por lo menos una llama, por lo menos una parte de la mezcla reactiva y el precursor de base acuosa se combustionan para formar un material combustionado. El sustrato se proporciona en una zona de manera que el sustrato se caliente lo suficiente como para permitir que el material combustionado forme el recubrimiento, directa o indirectamente, sobre el sustrato. El recubrimiento depositado es TiO2. En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un procedimiento para aplicar recubrimientos múltiples a un sustrato utilizando la deposición por combustión. Se proporciona un sustrato de vidrio que tiene por lo menos una superficie a recubrir. Se forma una primera mezcla reactiva que incluye un primer reactivo seleccionado de manera que por lo menos una parte del primer reactivo forme un primer recubrimiento. Se forma una segunda mezcla reactiva que incluye un segundo reactivo seleccionado de manera que por lo menos una parte del segundo reactivo forme un segundo recubrimiento. Se introduce por lo menos un precursor de base acuosa para ser combustionado. Utilizando por lo menos una llama, por lo menos una parte de la primera mezcla reactiva se combustiona para formar un primer material combustionado. El primer material combustionado comprende un material no vaporizado. Utilizando por lo menos una llama, por lo menos una parte de la segunda mezcla reactiva se combustiona para formar un segundo material combustionado. El segundo material combustionado comprende un material no vaporizado. El sustrato se proporciona en una zona de manera que el sustrato se caliente lo suficiente para permitir que el primer material combustionado y el segundo material combustionado formen un primer recubrimiento y un segundo recubrimiento, respectivamente, directa o indirectamente, sobre el sustrato. Breve descripción de los dibujos Estas y otras características y ventajas pueden comprenderse mejor y más completamente por referencia a la siguiente descripción detallada de las formas de realización ilustrativas de ejemplo junto con los dibujos, de los cuales: FIGURA 1a es una vista simplificada de un dispositivo convencional... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para aplicar un recubrimiento a un sustrato utilizando deposición por combustión, comprendiendo el procedimiento: proporcionar un sustrato que tenga por lo menos una superficie a recubrir; seleccionar un reactivo y un medio portador y mezclar el reactivo y medio portador para formar una mezcla reactiva, siendo seleccionado el reactivo de manera que por lo menos una parte del reactivo forme el recubrimiento; introducir un precursor de base acuosa para ser combustionado con la mezcla reactiva, siendo el precursor de base acuosa una sal orgánica de titanio; combustionar, utilizando por lo menos una llama, por lo menos una parte de la mezcla reactiva y del precursor de base acuosa para formar un material combustionado; y proporcionar el sustrato en una zona de manera que el sustrato se caliente lo suficiente para permitir que el material combustionado forme el recubrimiento, directa o indirectamente, sobre el sustrato, en el que el recubrimiento depositado comprende óxido de titanio. 2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el sustrato es un sustrato de vidrio, y el recubrimiento comprende TiO2. 3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el precursor de base acuosa es bis(lactato de amonio)dihidróxidode titanio (IV) (aq) o en el que el precursor es una sal de ácido oxálico de titanio y preferentemente en el que el precursor es oxalato de titanil de potasio o Ti2(C2O4)3 10 H2O. 4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el precursor es una sal soluble en agua de acetato de titanio y/o citrato de titanio. 5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el recubrimiento es de aproximadamente 10-50 nm de espesor. 6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el precursor se introduce como un aerosol a través de un atomizador, preferentemente en forma de gotitas, estando las gotitas dentro del intervalo comprendido entre aproximadamente 1 y 5 µm, más preferentemente en forma de gotitas, siendo el tamaño promedio de gotita de aproximadamente 3 µm. 7. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente depositar capas alternas de SiO2 y TiO2 para formar un recubrimiento de AR multicapa sobre el sustrato de vidrio. 8. Un procedimiento para aplicar recubrimientos múltiples a un sustrato utilizando la deposición por combustión, comprendiendo el procedimiento: proporcionar un sustrato de vidrio que tenga por lo menos una superficie a recubrir; formar una primera mezcla reactiva que incluye un primer reactivo seleccionado de manera que por lo menos una parte del primer reactivo forme un primer recubrimiento; formar una segunda mezcla reactiva que incluye un segundo reactivo seleccionado de manera que por lo menos una parte del segundo reactivo forme un segundo recubrimiento; introducir por lo menos un precursor de base acuosa para ser combustionado, siendo el precursor de base acuosa una sal orgánica de titanio; combustionar, utilizando por lo menos una llama, por lo menos una parte de la primera mezcla reactiva para formar un primer material combustionado, comprendiendo el primer material combustionado un material no vaporizado; combustionar, utilizando por lo menos una llama, por lo menos una parte de la segunda mezcla reactiva para formar un segundo material combustionado, comprendiendo el segundo material combustionado un material no vaporizado; y proporcionar el sustrato en una zona de manera que el sustrato se caliente lo suficiente para permitir que el primer material combustionado y el segundo material combustionado formen un primer recubrimiento y un segundo recubrimiento, respectivamente, directa o indirectamente, sobre el sustrato, en el que los recubrimientos depositados comprenden óxido de titanio. 9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el sustrato es un sustrato de vidrio. 10. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende adicionalmente depositar recubrimientos alternos para formar un recubrimiento de AR multicapa. 9     11   Proporcionar el sustrato en una zona de manera que el sustrato se caliente lo suficiente para permitir que el material combustionado forme el recubrimiento 12 del   13