用于改變玻璃陶瓷幾何結(jié)構(gòu)的方法和根據(jù)該方法制造的經(jīng)涂層的玻璃陶瓷件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出用于在玻璃陶瓷元件(1)上制造凸起的結(jié)構(gòu)的方法，其中，射線穿過玻璃元件(2)或玻璃陶瓷元件(1)并且對此至少部分地被吸收，使得玻璃元件(2)或玻璃陶瓷元件(1)在經(jīng)電磁輻射照射的區(qū)域中被加熱并且被加熱超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且其中，在加熱之后結(jié)束照射，使得加熱的區(qū)域再次冷卻到周圍的玻璃或玻璃陶瓷材料的溫度，并且其中，通過加熱實現(xiàn)玻璃或玻璃陶瓷的體積改變，該體積改變引起表面的局部突起，并且其中該狀態(tài)在冷卻經(jīng)加熱的區(qū)域時被凍結(jié)，使得在冷卻之后保留突起(20)形式的表面變形，其中，在玻璃元件(2)的情況下，玻璃元件(2)在通過溫度處理產(chǎn)生突起(20)之后進行陶瓷化并進而轉(zhuǎn)變成玻璃陶瓷元件(1)。
【專利說明】
用于改變玻璃陶瓷幾何結(jié)構(gòu)的方法和根據(jù)該方法制造的經(jīng)涂 層的玻璃陶瓷件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于優(yōu)選局部地改變玻璃陶瓷幾何結(jié)構(gòu)的方法以及具有以在表面上 的凸起的形式的局部改變幾何結(jié)構(gòu)的玻璃陶瓷。對此，玻璃陶瓷在至少一個表面上可包括 涂層。
[0002] 對此應(yīng)使用優(yōu)選在可見光的波長范圍（380nm-780nm)中染色的材料(和進而通常 也在紅外線范圍中染色的材料）、例如玻璃和玻璃陶瓷（毛坯玻璃狀態(tài)或已經(jīng)陶瓷化）。對 此，通過局部的和在時間上有限地暴露于電磁輻射作用、例如具有Ιμπι波長的二極管激光器 的以CW模式的激光輻射和不強烈聚焦的優(yōu)選具有大于400μπι射束直徑的激光射束來改變幾 何結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0003] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對由玻璃陶瓷制成的構(gòu)件的幾何結(jié)構(gòu)進行局部改變有三種不同的 變型方案：
[0004] 第一，可通過將第二部件加入到原來的構(gòu)件中來產(chǎn)生幾何結(jié)構(gòu)的增大。對此可使 用所有的接合方法，例如釬焊、焊接和粘接。對此的缺點是需要兩個構(gòu)件。此外，接合位置通 常在光學(xué)上有干擾作用或形成斷裂起始棱邊。而且復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)提高（圓的、倒圓等)僅 可困難地通過額外的構(gòu)件接合。
[0005] 第二，局部的幾何結(jié)構(gòu)減小可通過（局部地）以機械方式去除材料來實現(xiàn)。對此可 使用磨削和銑削方法。對此出現(xiàn)的表面損壞可導(dǎo)致機械強度下降。而且在去除區(qū)域中的表 面的改變(磨削或拋光面)會在光學(xué)上有干擾作用。此外，以這種方式僅可困難地制造局部 凸起的結(jié)構(gòu)，因為對此必須去除非常多的周圍材料。
[0006] 第三，在W02012/134818中描述了一種方法，根據(jù)該方法通過超短脈沖激光器在UV 范圍中在高透明的玻璃中局部地產(chǎn)生非常有限的色心，其此時作為自增強效應(yīng)始終更好地 與UV輻射聯(lián)接并因此實現(xiàn)加熱作用，加熱作用最終導(dǎo)致小的局部非常有限的凸起形式的在 微米范圍中的幾何結(jié)構(gòu)改變。
[0007] 在此，復(fù)雜的超短脈沖激光器的缺點是，其必須先滿足以下條件，玻璃總的來說要 聯(lián)接。而且自增強效應(yīng)導(dǎo)致不受控的加熱并且導(dǎo)致無法掌握的控制問題。另一缺點是僅可 使用在UV范圍中足夠透明的玻璃。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 因此，本發(fā)明的目的是局部地形成整體式玻璃陶瓷構(gòu)件的幾何結(jié)構(gòu)變化。此外期 望的是，具有局部的幾何結(jié)構(gòu)變化的玻璃陶瓷構(gòu)件或產(chǎn)生的玻璃陶瓷件至少也部分地具有 層或涂層，例如裝飾層。
[0009] 此外本發(fā)明的目的是產(chǎn)生玻璃陶瓷件的局部的幾何結(jié)構(gòu)變化，該變化不會阻礙之 后的涂層。此外，本發(fā)明的目的是局部地產(chǎn)生整體式玻璃陶瓷構(gòu)件的幾何結(jié)構(gòu)變化，該構(gòu)件 已經(jīng)至少部分地包括層或至少部分地被涂層。
[0010] 之后為了產(chǎn)生可觸到的突起或凹入無需再進行接合或機械加工，該突起或凹入除 了觸覺感知以外還實現(xiàn)了一定的視覺感知。
[0011] 因此可以提供任意類型的玻璃陶瓷構(gòu)件上的可觸覺感知的幾何結(jié)構(gòu)劃分。
[0012] 克服了接縫的缺點，即視覺外觀和一種或多種會導(dǎo)致斷裂的、附加的構(gòu)件棱邊。 [0013]本發(fā)明尤其實現(xiàn)了：
[0014] -在不損害表面的情況下產(chǎn)生幾何結(jié)構(gòu)的變化，
[0015] -建立局部的、優(yōu)選點形或線形的突起，
[0016] -在玻璃陶瓷構(gòu)件上建立可觸到的結(jié)構(gòu)，而對此沒有明顯限制印刷可行性。
[0017] 目的實現(xiàn)方案
[0018] 為了實現(xiàn)玻璃陶瓷的幾何結(jié)構(gòu)改變，根據(jù)本發(fā)明提高玻璃陶瓷的溫度，該溫度通 常提高到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg以上，然后進行有針對性的通常非常快速的冷卻。玻璃陶瓷在 進行幾何結(jié)構(gòu)改變之后在表面上至少部分地施加層，或者在進行幾何結(jié)構(gòu)改變之前就在其 表面上已經(jīng)至少部分地包括層或涂層。
[0019] 對此，不僅材料表面而且材料體積都被加熱，以使效果可見并且不能過度加熱表 面。為了實現(xiàn)局部的幾何結(jié)構(gòu)改變，于是對此也局部地在體積中實現(xiàn)溫度升高。
[0020] 這可通過在這種波長范圍中的電磁輻射來進行，即，玻璃或玻璃陶瓷具有對所入 射的電磁福射的至少部分透射率。
[0021] 由此不僅在表面而且在一部分或整個厚度(在體積中）引入能量，使得獲得均勻的 效果，在理想的情況下該效果除了局部的幾何結(jié)構(gòu)改變之外對構(gòu)件的幾何結(jié)構(gòu)沒有影響。
[0022] 如果輻射密度和吸收率的乘積足夠高，那么出現(xiàn)局部的突然的溫度提高并進而出 現(xiàn)體積改變。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，特別地提供了一種用于在玻璃陶瓷元件上制造凸起的結(jié)構(gòu)的方法， 在該方法中用電磁輻射在表面的局部區(qū)域中照射玻璃元件或玻璃陶瓷元件，其中，射線穿 過玻璃元件或玻璃陶瓷元件并且對此至少部分地被吸收，使得玻璃陶瓷元件在經(jīng)電磁輻射 照射的區(qū)域中被加熱并且被加熱超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且其中，在加熱之后結(jié)束照射，使 得加熱的區(qū)域再次冷卻到周圍的玻璃或玻璃陶瓷材料的溫度，并且其中，通過加熱實現(xiàn)玻 璃或玻璃陶瓷的體積改變，該體積改變引起表面的局部突起，并且其中該狀態(tài)在冷卻經(jīng)加 熱的區(qū)域時被凍結(jié)，使得在冷卻之后保留突起形式的表面變形。令人驚奇的是，在玻璃陶瓷 中的這種體積改變通過該方法以簡單的方式實現(xiàn)，這種體積改變具有非常低或甚至為零的 溫度膨脹系數(shù)a 2Q-6Q()。通常，這種玻璃陶瓷的溫度膨脹系數(shù)α2〇-6(Χ)最高在2 · HT6K'在玻璃 元件的情況下，玻璃元件在產(chǎn)生突起之后通過溫度處理進行陶瓷化并進而轉(zhuǎn)變成玻璃陶瓷 元件。因此對于玻璃元件也使用所謂的毛坯玻璃，其具有能夠轉(zhuǎn)變成玻璃陶瓷的組分。對此 特別合適的是鋰鋁硅酸鹽玻璃和鎂鋁硅酸鹽玻璃。
[0024] 通過該方法可制造玻璃陶瓷件，在其中在表面中存在至少一個局部的突起，其中 最小的橫向尺寸具有至少0.05mm的長度，并且其中局部突起具有在玻璃厚度的0.5%至 20%的范圍中的高度，其中突起和周圍的玻璃陶瓷材料是整體式的并且具有相同的組分， 并且其中根據(jù)本發(fā)明的一個改進方案玻璃陶瓷材料在突起之下具有比在突起周圍的材料 更小的密度。局部突起的高度可為0.005至0.5毫米。該方法不僅應(yīng)用在玻璃陶瓷上，而且應(yīng) 用在玻璃上，其中由此獲得相應(yīng)的玻璃產(chǎn)品。如果首先在玻璃元件中產(chǎn)生局部突起，所述玻 璃元件之后被陶瓷化，那么可在陶瓷化期間補償密度差，使得前述密度差不是一個強制性 的特征。
[0025]已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，玻璃或玻璃陶瓷材料在產(chǎn)生突起之前就可以已經(jīng)在表面上 至少部分地包括層或涂層。玻璃陶瓷材料例如可至少部分地包括裝飾層。裝飾層可例如設(shè) 置在玻璃或玻璃陶瓷材料的表面上、優(yōu)選使用側(cè)面上，以除了通過局部改變的幾何結(jié)構(gòu)產(chǎn) 生的可觸覺感知的外觀以外還產(chǎn)生可視覺感知的外觀。對此，玻璃或玻璃陶瓷件在局部地 改變幾何結(jié)構(gòu)之前就可已經(jīng)至少部分地包括層。
[0026]優(yōu)選可借助已知的成本有利的方法、如通過刮板進行的絲網(wǎng)印刷方法、移印或噴 墨印刷在玻璃或玻璃陶瓷材料的至少一個表面上產(chǎn)生這種層。
[0027] 在本發(fā)明的一個改進方案中，也可在產(chǎn)生局部突起之后使根據(jù)本發(fā)明制造的玻璃 產(chǎn)品或根據(jù)本發(fā)明制造的玻璃陶瓷件至少局部地具有層。
[0028] 因此通過本發(fā)明可制造至少部分涂層的玻璃產(chǎn)品或玻璃陶瓷件，其包括局部突 起。在一個特別有利的實施方式中，局部突起和層的布置可相互協(xié)調(diào)，使得玻璃產(chǎn)品和玻璃 陶瓷件的可觸覺感知的和視覺的特性彼此補充，以形成例如可在觸覺上和視覺上簡單感知 的操作區(qū)或功能區(qū)。功能區(qū)例如可以是加熱區(qū)。
[0029] 在本發(fā)明中的玻璃陶瓷尤其是這種材料，在其中晶體份額高于其余玻璃相份額。 這優(yōu)選是指體積和質(zhì)量份額。優(yōu)選地，晶體份額為至少60重量百分比。對本發(fā)明來說合適的 是例如由DE102004050263B4得知的玻璃陶瓷。在該玻璃陶瓷中，高石英混晶的份額優(yōu)選在 60重量％至70重量％的范圍中。對于本發(fā)明合適的其他玻璃陶瓷也可以具有更高的晶相重 量份額和/或體積份額。通過選擇輻射源和引入能量的形式，幾何結(jié)構(gòu)改變的區(qū)域可以具有 點形、線形或面形。
[0030] 點形的輻射使得可以在突起的設(shè)計中具有許多選擇。"點形"在本文中自然意味著 輻射區(qū)域始終還占據(jù)一定的小的區(qū)域。適合的尺寸特別是在直至玻璃或玻璃陶瓷元件的兩 倍厚度的范圍中。
[0031] 于是根據(jù)方法的一個改進方案，電磁輻射集中到外部尺寸為玻璃厚度的10%至 200%的區(qū)域上。優(yōu)選地，該區(qū)域是圓形或橢圓形，但是在個別情況下可借助合適的光學(xué)裝 置、如固定光學(xué)器件也可構(gòu)造成線形，其中在此情況下線寬應(yīng)不大于玻璃或玻璃陶瓷元件 的兩倍厚度，優(yōu)選不大于其厚度。線的幾何結(jié)構(gòu)和長度是任意的并且可以是開放式或閉合 式。由此借助相應(yīng)的固定光學(xué)器件可制造例如直線、曲線、環(huán)或其他的幾何元件，而無需移 動激光器或工件。
[0032] 在點形地引入能量的情況下，當(dāng)移動輻射源或移動構(gòu)件時幾何結(jié)構(gòu)改變的區(qū)域可 具有任意形狀。以這種方式可例如在構(gòu)件的表面上制造突起形式的字母、標志或三角形、四 角形或任意其他幾何形狀。
[0033] 在點形突起中幾何形狀改變的尺寸可達到0.05mm或以上、優(yōu)選0.5mm、至3mm的直 徑，以及在線形突起的情況下可達到0.05mm或以上、優(yōu)選0.5mm、至3mm的線寬并且線長是任 意的。
[0034]于是根據(jù)本發(fā)明的一個改進方案，電磁輻射照射的點形區(qū)域在玻璃或玻璃陶瓷元 件的表面上運動，以產(chǎn)生表面積大于點形區(qū)域的表面積的突起。
[0035]作為輻射源可使用UV輻射源、具有鎢絲的IR發(fā)射器、激光源、如二極管激光器、纖 維激光器或其電磁輻射可以至少部分地穿過玻璃陶瓷材料的其他輻射源。
[0036]根據(jù)待處理的玻璃陶瓷材料在輻射源的波長范圍中的吸收率來選擇正確的輻射 源。
[0037] 特別優(yōu)選地，通過紅外線激光器、優(yōu)選二極管激光器作為輻射源進行加熱。
[0038] 對于陶瓷化的賽蘭玻璃陶瓷或一般的鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷合適的是例如波長在 近紅外范圍附近、例如在IMi范圍中的二極管激光器。在該波長中4mm厚的玻璃陶瓷板的透 射率在50%和80%之間，從而足夠多的射線穿過整個板厚度，以在能量引入的位置上均勻 地在板的厚度上加熱板。
[0039]因此在足夠高的功率的情況下，在幾秒內(nèi)在能量引入的位置上實現(xiàn)大于700°C的 溫度。
[0040] 為了產(chǎn)生局部突起，即對此也局部地在體積中引起溫度提高。這通過在這種波長 范圍中的電磁輻射來進行，在該波長范圍中玻璃或玻璃陶瓷具有針對入射的電磁輻射的部 分透射率。由此不僅在表面上，而且在玻璃陶瓷元件的整個厚度或部分體積中引入能量。
[0041] 如果輻射密度和吸收率的乘積足夠高，那么出現(xiàn)(局部的）突然的溫度提高并進而 出現(xiàn)體積改變。如果乘積過大，僅加熱表面并進而過度加熱并且在體積中的效果不夠大。如 果乘積過小，那么加熱過慢并且該效果或者根本不出現(xiàn)或者不再局部明顯地限定，即效果 模糊。
[0042] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一個改進方案，電磁輻射的輻射密度或功率密度和/或玻璃陶 瓷材料的吸收系數(shù)k選擇成，功率密度和吸收系數(shù)k的乘積P至少為P = 0.35(W/mm3)*(l/ mm)。根據(jù)本發(fā)明的另一改進方案，為了避免僅在表面上的加熱，吸收系數(shù)對此應(yīng)為不高于 2/d，其中d是玻璃或玻璃陶瓷元件的厚度。
[0043]優(yōu)選地，電磁輻射以至少2.5W/mm2的平均功率密度照射到玻璃或玻璃陶瓷元件的 待加熱的區(qū)域上，以實現(xiàn)足夠快速的加熱。
[0044] 為了獲得具有陡的斜面的突起，其可在觸覺上良好地被感知，有利的是，非?？焖?地加熱，使得在玻璃或玻璃陶瓷材料中在垂直于照射方向的方向上產(chǎn)生陡的溫度梯度。該 溫度梯度于是引起在突起之下的較低密度的區(qū)域和周圍材料之間的相應(yīng)清晰的界限，該界 限又導(dǎo)致局部變形。因此優(yōu)選的是，以至少20K每秒的溫度提升來進行加熱。在用于玻璃陶 瓷的初始玻璃(毛坯玻璃）中快速的溫度提升也是有利的，從而快速地穿過成核的溫度范圍 并進而抑制提前的陶瓷化。該成核的溫度范圍在典型的毛坯玻璃、尤其如鋰鋁硅酸鹽玻璃 中處于從700°C至800°C的范圍中。通常優(yōu)選的是，在加熱期間在少于20秒內(nèi)就穿過該溫度 范圍。
[0045] 為了在產(chǎn)生突起之后有利于將層施加到玻璃元件或玻璃陶瓷材料上，還可有利的 是，整個側(cè)面構(gòu)造成不太陡的，使得實現(xiàn)突起的更加平滑的幾何輪廓。
[0046] 因此，突起的平滑的幾何輪廓的特點是平緩的半徑過渡部、突起的小的總高度或 平的斜度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別有利的是，突起的高度hi與總寬度bl的比例在小于0.2、優(yōu)選小于 0.1的范圍中，總寬度包括突起的寬度b2和可能的圍繞突起的凹陷部的寬度。此外有利的 是，圍繞突起的凹陷部的深度h2與突起的高度h 1的比例小于0.5。最后有利的是，突起的寬 度b2與總寬度bl的比例在0.1和1之間。因此下面的比例式是有利的：
[0047] hl/bl〈0.2,特別有利的是hl/bl〈0.1;
[0048] h2/hl<0.5；
[0049] l>b2/bl>0.1〇
[0050] 對此，高度和深度分別從相應(yīng)的表面開始測量。
[0051] 以這種方式可特別有利地使用如絲網(wǎng)印刷這樣的標準裝飾方法，以對根據(jù)本發(fā)明 制造的玻璃制品或根據(jù)本發(fā)明制造的玻璃陶瓷件進行涂層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對此使用的刮板可 非常好地在產(chǎn)生的凸起上移動。由此能夠特別簡單地將具有大約o.lmm或更小的層厚的薄 層施加到玻璃制品或玻璃陶瓷件上。
[0052]在另一實施方式中，玻璃或玻璃陶瓷材料在產(chǎn)生凸起結(jié)構(gòu)之前就已經(jīng)在表面上至 少部分地包括層或涂層。優(yōu)選地，在相同的表面上也提供凸起結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的方法還實 現(xiàn)了在這種情況下產(chǎn)生凸起結(jié)構(gòu)。在此有利的是，高溫影響區(qū)具有小的橫向擴展。尤其需要 確保保持到該層的足夠距離，以不要過度加熱該層，這會導(dǎo)致?lián)p壞。因此對于產(chǎn)生凸起的結(jié) 構(gòu)所需的高溫影響區(qū)應(yīng)優(yōu)選保持無層或無涂層。本發(fā)明提供以下優(yōu)點，高溫影響區(qū)可保持 得非常窄，使得在高溫影響區(qū)的區(qū)域中的層的中斷是幾乎看不見的。
[0053]對此通常還有利的是，預(yù)先加熱玻璃或玻璃陶瓷元件。以這種方式可縮短處理時 間并進而還實現(xiàn)了陡的溫度梯度。預(yù)先加熱尤其在玻璃元件中產(chǎn)生局部突起時是有利的， 以減小在冷卻之后的機械應(yīng)力。通常優(yōu)選地，在表面的局部區(qū)域中用電磁輻射照射玻璃元 件或玻璃陶瓷元件以產(chǎn)生突起形式的表面變形之前，將玻璃或玻璃陶瓷元件預(yù)熱到至少 300 °C、優(yōu)選至少400 °C的溫度。
[0054]將板冷卻到室溫之后，在能量引入的位置上的體積大于輻射處理之前。
[0055]可可選地，在冷卻之后進行熱的再處理步驟。通過這個再處理步驟，之前的加熱所 引起的拉應(yīng)力可以消除。而且可通過熱的再處理步驟對產(chǎn)生的透射率進行精調(diào)。
[0056]熱的再處理的可行的變型方案是：
[0057]-借助電磁輻射、優(yōu)選借助激光進行第二加熱步驟，由此將體積加熱到應(yīng)力消除溫 度并且保持在該溫度。
[0058] -在普通的爐中、例如冷卻爐中進行熱學(xué)的再加熱和應(yīng)力消除。
[0059] 通常，對于玻璃或玻璃陶瓷板，優(yōu)選在使用側(cè)面上產(chǎn)生局部突起，以產(chǎn)生可在觸覺 上感知的結(jié)構(gòu)。因此在一側(cè)具有球形突起(knob)圖案的玻璃或玻璃陶瓷元件中，局部突起 優(yōu)選施加在光滑的側(cè)面上。
[0060] 能量引入的區(qū)域不僅可通過能量輻射成型進行，而且可以通過對待處理的板進行 額外標記來進行，使得玻璃或玻璃陶瓷元件的不需要改變的部分有效地被保護以免被射線 擊中。能夠?qū)崿F(xiàn)由圓的射線光斑射線成型到方形的或線性的照射區(qū)域中并且因此實現(xiàn)有限 的局部幾何結(jié)構(gòu)區(qū)域的同時輻射的光學(xué)器件可以有利方式用于根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0061 ]該方法相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于，只需要一個整體式構(gòu)件，而無需進行組分的 任何調(diào)整、接合或加工處理。而且，可使整體式構(gòu)件至少部分地包括層或涂層。該方法非常 快速(在幾秒的量級中）、靈活度高并且非常適合大范圍的幾何結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。
[0062]還可處理三維變形的構(gòu)件。在玻璃陶瓷的情況下，根據(jù)該方法的對構(gòu)件的處理不 僅可在陶瓷化步驟之前進行而且可以在陶瓷化步驟之后進行。
[0063] 本發(fā)明可用于例如下列應(yīng)用：
[0064] -在玻璃陶瓷爐灶面上的烹飪區(qū)標記或控制元件的分界線，還例如用于所謂的"敏 感群體"，以在爐灶面上以觸覺結(jié)構(gòu)提供與安全相關(guān)的信息；
[0065] -將1維(條)或2維（點陣)條碼施加到產(chǎn)品（例如小瓶/注射器）的表面上以持久地 標識；
[0066] -將容量刻度或填充高度標識或其他的標識施加到產(chǎn)品（例如小瓶、容器、管）的玻 璃壁上；
[0067] -將可見的設(shè)計元件施加到平面玻璃(例如建筑玻璃)上，如公司徽標或幾何元件 (作為方向標志、逃生路徑的箭頭），
[0068] -通過在玻璃表面上的凸起的徽標持久地可靠地識別產(chǎn)品，
[0069] -將象形圖、字母、幾何對象施加到用于手機蓋板或其他電子設(shè)備的觸屏應(yīng)用中，
[0070] -為視力有障礙的人們例如在爐灶面上形成感測結(jié)構(gòu)，
[0071] -減小鍋底和玻璃陶瓷爐灶面的接觸面積，由此尤其在感應(yīng)爐灶面中提供熱絕緣，
[0072] -在凹陷部、尤其凹形成型或凹陷的控制元件中形成觸覺結(jié)構(gòu)，
[0073]在表面上、優(yōu)選在使用側(cè)面上產(chǎn)生這樣的區(qū)，其具有不僅在觸覺上而且在視覺上 可感知的性質(zhì)。
【附圖說明】
[0074] 下面根據(jù)實施例和附圖詳細闡述本發(fā)明。在附圖中相同的附圖標記表示相同或相 應(yīng)的元件。
[0075] 在其中：
[0076] 圖1示出了用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的布置，
[0077] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷元件的示意性截面，
[0078] 圖3示出了用于制造玻璃陶瓷的毛坯玻璃的光譜透射率曲線，
[0079] 圖4示出了體積染色的玻璃陶瓷板的沿著垂直于局部凸起的縱向延伸的位置坐標 的透射率曲線圖，
[0080] 圖5示出了體積染色的玻璃陶瓷的變亮的區(qū)域和未改變的區(qū)域上的X射線衍射光 譜，
[0081] 圖6示出了玻璃陶瓷板的經(jīng)處理和未處理的區(qū)域的光譜透射率，
[0082]圖7示出了凸起的高度輪廓，
[0083]圖8示出了在圖2中示出的實施方式的改進方案，
[0084]圖9示出了玻璃陶瓷爐灶面，
[0085] 圖10示出了具有局部突起的玻璃陶瓷元件的照片，以及
[0086] 圖11示出了沿著橫向越過在圖10中示出的元件的局部突起的一部段的外形掃描，
[0087] 圖12示出了具有環(huán)形的局部突起的玻璃元件的照片，以及
[0088] 圖13示出了在圖12中示出的玻璃元件上沿著橫向越過局部突起的一個部段的外 形掃描，
[0089] 圖14示出了具有兩個彼此套嵌的環(huán)形突起的玻璃陶瓷元件的照片，
[0090] 圖15示出了在圖14中示出的玻璃陶瓷元件的外形掃描，
[0091] 圖16示出了在圖2中示出的實例的具有相對而置的突起的變型方案，
[0092] 圖17示意性地示出了在圖2中示出的實例的具有相對而置的突起的另一實施方 式，其中一側(cè)包括涂層，
[0093] 圖18示意性地示出了在圖2中示出的實例的具有相對而置的突起的另一實施方 式，其中一側(cè)包括涂層，該涂層也包括突起，以及
[0094] 圖19示意性地示出了包括具有有利的幾何結(jié)構(gòu)的尺寸的突起的實施方式。
【具體實施方式】
[0095] 根據(jù)圖1闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例。將在此以陶瓷化的玻璃陶瓷板形式的 具有50mm X 50mm尺寸和4mm厚度的玻璃陶瓷元件1(具有高石英混晶作為主晶相的鋰錯娃 酸鹽玻璃陶瓷）以朝向二氧化硅陶瓷襯底7的側(cè)面5放置在泥漿澆鑄中制造的具有100mm X IOOmm尺寸和30mm厚度的二氧化硅陶瓷襯底7上。二氧化硅陶瓷襯底7和玻璃陶瓷板保持在 室溫下。在該布置上安裝具有焦距為250mm的聚焦光學(xué)器件130的激光掃描儀13,使得激光 射束90垂直于玻璃陶瓷板的表面地射出。在焦點中，激光射束的直徑為1.5mm。由石英 (QUARZAL?)襯底7和玻璃陶瓷板構(gòu)成的布置安置在焦平面中。將在900nm和IlOOnm波 長之間的激光輻射通過纖維11供給到激光掃描儀13。對此，例如提供在OW和3000W之間的可 調(diào)功率的laserline公司的二極管激光器用作激光源9。
[0096] 激光掃描儀此時例如被編程，使得以lm/s的速度行駛直徑為40mm的圓。在激活激 光源9之后，以1000W的輸出功率和30s的持續(xù)時間局部地照射玻璃陶瓷板。然后關(guān)閉激光器 9并且將玻璃陶瓷板暴露在空氣中進行冷卻。在照射的區(qū)域中可明顯看出并觸摸到在玻璃 陶瓷板上的凸起的圓。板的其余部分在幾何結(jié)構(gòu)上保持不變。這涉及平整度和局部厚度改 變。
[0097] 不限于上述實施例，優(yōu)選進行快速冷卻。這是有利的，從而凍結(jié)體積變化的效果。 因此在本發(fā)明的改進方案中規(guī)定，玻璃陶瓷在加熱之后以至少IK每秒、優(yōu)選至少5K每秒、特 別優(yōu)選至少IOK每秒的冷卻速率至少在從最大溫度至低于最大溫度100K的溫度范圍內(nèi)被冷 卻。
[0098] 可替代地，代替玻璃陶瓷元件1也可使用玻璃元件2。玻璃元件2然后在產(chǎn)生凸起的 結(jié)構(gòu)之后進行陶瓷化。
[00"]玻璃元件或玻璃陶瓷元件可在產(chǎn)生凸起的結(jié)構(gòu)之前就已經(jīng)包括一個層或涂層。這 例如可以是裝飾層，其施加在玻璃制品2或玻璃陶瓷元件1的表面上、優(yōu)選在相應(yīng)的使用側(cè) 面上。該層例如可以特別成本有利地借助如絲網(wǎng)印刷法、移印或噴墨印刷這樣的已知方法 形成。
[0100] 高溫影響區(qū)的小的橫向擴展使得該層擴展接近未變形區(qū)域。但是應(yīng)保持高溫影響 區(qū)到該層的足夠距離，以不要過度加熱該層，其會導(dǎo)致?lián)p壞。因此對于產(chǎn)生凸起的結(jié)構(gòu)所需 的高溫影響區(qū)應(yīng)優(yōu)選保持無層或無涂層。
[0101] 然而為了在產(chǎn)生突起之后有助于將層施加到玻璃元件或玻璃陶瓷材料上，也可有 利的是，形成不太陡的斜面，從而實現(xiàn)突起的相當(dāng)緩和的幾何結(jié)構(gòu)曲線。
[0102] 因此突起的緩和的幾何結(jié)構(gòu)曲線的特征是緩和的半徑過渡部、突起的小的總高度 或低的斜度。以這種方式可特別有利地使用如絲網(wǎng)印刷這樣的標準裝飾方法，以對根據(jù)本 發(fā)明制造的玻璃制品或根據(jù)本發(fā)明制造的玻璃陶瓷件進行涂層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對此使用的刮 板可非常好地在產(chǎn)生的突起上移動。由此能夠特別簡單地將具有大約0. lmm、0.01mm、 0.005mm或更小層厚的薄層施加到玻璃制品或玻璃陶瓷件上。
[0103] 依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選的實施方式，玻璃或玻璃陶瓷元件可在電磁輻 射的照射之前、優(yōu)選在如圖1的實例中所示的激光輻射之前進行預(yù)熱。該預(yù)熱是有利的，從 而快速達到對于產(chǎn)生凸起的結(jié)構(gòu)所期望的溫度。特別是在玻璃元件2變形時在此實現(xiàn)了以 下優(yōu)點，即，快速穿過晶核形成的溫度范圍，使得抑制提前的陶瓷化。對此特別是還使得在 冷卻之后出現(xiàn)的機械應(yīng)力最小化，因為降低了為了變形所需的溫度上升。優(yōu)選預(yù)熱到至少 300°C的溫度。在圖1中所示的實例中設(shè)有加熱源8,以預(yù)熱基板。例如也可使用輻射源用作 加熱源，但是輻射源不是局部地而是大面積地照射和加熱玻璃或玻璃陶瓷元件，以進行預(yù) 熱。根據(jù)一個實施例，在借助激光器局部地進一步加熱并且以突起形式變形表面之前，將玻 璃元件2或玻璃陶瓷元件1預(yù)熱到在400°C至500°C的范圍中的溫度。
[0104] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷元件1的截面。通過用激光器9或與在玻璃陶瓷 材料中的輸出功率和吸收率方面等效的另一輻射源進行快速加熱，在側(cè)面3上產(chǎn)生局部增 高或突起20,或凸起的結(jié)構(gòu)。與周圍的玻璃陶瓷材料相比，其中所述周圍的玻璃陶瓷材料擴 展入突起20的區(qū)域中的玻璃陶瓷材料，在冷卻時凍結(jié)的體積變化使得區(qū)域22具有降低的密 度。該區(qū)域22可如在圖2中所示的實例那樣延伸直至側(cè)面5,該側(cè)面與具有突起20的側(cè)面3相 對而置。
[0105] 通過根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的突起或者說局部突起20具有帶有倒圓的邊緣的特 征輪廓。尤其是如還在圖2中示意性示出的那樣，突起20的邊緣具有凹形的曲面24,其朝向 突起中間的方向過渡到凸形的曲面25中。
[0106] 如果代替玻璃陶瓷元件使用玻璃元件并且在表面變形并且產(chǎn)生突起20之后才進 行陶瓷化，那么可在陶瓷化時至少部分地平衡密度差異。在這種情況下不存在區(qū)域22或其 密度至少不明顯地區(qū)別于周圍的玻璃陶瓷材料。
[0107] 圖3示出了所謂的毛坯玻璃的光譜透射率曲線。該毛坯玻璃可通過陶瓷化轉(zhuǎn)變成 鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷。進行透射率測量的玻璃元件具有4毫米的厚度。為了輻射穿過玻璃元 件2并對此至少部分地吸收，在500納米至2700納米范圍中的波長特別合適。在3200納米至 4200納米范圍中的波長同樣也可以，因為該玻璃在該光譜范圍中也具有高透射率，其允許 輻射穿透。
[0108] 還令人驚奇的是，在體積染色的玻璃陶瓷元件1中除了改變表面也可實現(xiàn)局部顏 色改變。尤其可在突起20的區(qū)域中局部地提高光透射率。在體積染色的材料上的這種顏色 變化可在通過可染色的金屬離子在特別用氧化釩染色的玻璃陶瓷上得到證實。
[0109] 因此，在本發(fā)明的改進方案中不限于特殊示出的實施例地規(guī)定，玻璃陶瓷件的玻 璃陶瓷通過可染色的金屬離子進行體積染色，其中，對玻璃陶瓷的染色在局部突起的區(qū)域 中與在鄰近局部突起20的第二區(qū)域中不同，使得在局部突起20的區(qū)域中的吸收系數(shù)小于第 二區(qū)域的吸收系數(shù)并且因此在局部突起20上的在可見光譜范圍中的整體光透射比第二區(qū) 域的整體光透射更高。
[0110] 在本發(fā)明中體積染色的玻璃陶瓷理解為色心或可染色的離子分布在材料中的材 料。因此它們不像色素中那樣局部地以可染色的微晶的形式集中。同染料類似，可染色的離 子或色心由此溶解在玻璃或玻璃陶瓷中，而色素分散在材料中。因此雖然體積染色影響透 射，但是不影響散射，與之相反，色素本身是散射顆粒。但是不能排除可能額外存在的色素。
[0111] 根據(jù)本發(fā)明的方法也非常好地適合局部地削弱以氧化釩進行體積染色的玻璃陶 瓷件的染色效果。因此在此情況下，在局部區(qū)域中通過加熱提高在380納米和780納米之間 的可見光譜范圍中的透射。因此根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，設(shè)有以氧化釩進行體積染色 的玻璃陶瓷元件，在其中在根據(jù)本發(fā)明處理的區(qū)域中、即在形成局部突起的位置上，相比于 相鄰的未經(jīng)處理的第二區(qū)域提高了在可見光譜范圍中的整體透射。
[0112] 以這種方式可以簡單的方式例如在否則看起來暗淡的玻璃陶瓷爐灶面中產(chǎn)生具 有較高透射的窗口。在這種窗口之下也可安裝顯示裝置，觀察者能夠穿過局部突起看見來 自該顯示裝置的光。窗口作為通過根據(jù)本發(fā)明的方法制造的變亮區(qū)域的特別優(yōu)選的形式理 解為由相鄰的未變亮的第二區(qū)域的至少三個側(cè)面或其圓周的至少50%包圍的區(qū)域。優(yōu)選 地，變亮的第一區(qū)域完全地由第二區(qū)域或未變亮的玻璃陶瓷材料包圍。
[0113] 典型地，出現(xiàn)透射提升的溫度在玻璃陶瓷的粘度在1014dPas時的溫度之上。如果沒 有加熱到粘度具有10 7'6dPa*s的值的軟化溫度，那么也可在沒有形狀改變的情況下實現(xiàn)變 亮。因此，根據(jù)加熱，可形成局部突起和額外地形成僅變亮的區(qū)域。
[0114] 為了實現(xiàn)足夠暗淡的染色，優(yōu)選的是，玻璃陶瓷包含至少0.005、優(yōu)選至少0.01重 量百分比的氧化釩。
[0115] 對此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，玻璃陶瓷通過可染色的離子、優(yōu)選通過氧化釩 染色，使得玻璃陶瓷在第二區(qū)域的可見光譜范圍中的整體光透射最高為5%、優(yōu)選最高為 2.5%〇
[0116] 如果在毛坯玻璃、即，在玻璃元件2中已經(jīng)產(chǎn)生局部突起，那么通常不會實現(xiàn)局部 變亮，因為暗淡的染色只有在陶瓷化期間出現(xiàn)。但是如果期望，也可通過另一加熱步驟再次 實現(xiàn)局部變亮。
[0117] 圖4示出這種通過氧化釩進行體積染色的玻璃陶瓷樣品的透射率曲線圖，在其中， 通過根據(jù)本發(fā)明的方法制造以脊或隆起部的形式的局部突起20。位置坐標的方向垂直于脊 的縱向方向延伸。局部突起20的輪廓也在加熱玻璃陶瓷引起的退色部和進而伴隨的相對于 突起旁邊的相鄰的第二區(qū)域的透射率提高部上可見。當(dāng)透過玻璃陶瓷樣品來看時，局部突 起的區(qū)域看起來相應(yīng)明顯更亮。對此也可以在選擇加熱時的更平緩的溫度梯度時在沒有根 據(jù)本發(fā)明的突起20的情況下僅產(chǎn)生退色或變亮。如果在一個區(qū)域中在沒有體積變化的情況 下僅產(chǎn)生變亮部，那么在此不同于上面所述，功率密度和吸收系數(shù)k的乘積P保持地更小。對 于該乘積優(yōu)選值至少為？ = 〇.25(胃/1111]13)*(1/1111]1)。
[0118] 通過該方法獲得了例如以爐灶面形式的體積染色的整體式玻璃陶瓷件，該爐灶面 具有第一區(qū)域，對玻璃陶瓷的染色在第一區(qū)域中與相鄰的第二區(qū)域不同，從而第一區(qū)域的 吸收系數(shù)小于相鄰的第二區(qū)域16的吸收系數(shù)并因此在第一區(qū)域的可見光譜范圍中的整體 光透射高于相鄰的第二區(qū)域的整體光透射，其中在第一區(qū)域的玻璃陶瓷中的光散射通常相 對于在第二區(qū)域的玻璃陶瓷中的光散射提高不高于絕對值的20%、優(yōu)選提高不高于絕對值 的10%、特別優(yōu)選提高不高于絕對值的5%、特別優(yōu)選提高不高于絕對值的1%。因此在第一 區(qū)域的玻璃陶瓷中的光散射基本等于相鄰的具有未改變的光透射的第二區(qū)域的光散射。在 第一區(qū)域中的光散射小于第二區(qū)域的光散射的情況下光散射的上限也提高不高于絕對值 的20%。隨著可能微弱提高的光散射，沒有引起可見效應(yīng)。光散射是整個入射強度減去直接 透射的光、菲涅爾反射和吸收光的部分。絕對的、以百分比給出的散射提高是指散射光在光 束透射中的部分。如果在第二區(qū)域中的散射的光強度的部分例如是總強度的3%，那么在第 一區(qū)域中提高絕對值的5 %意味著在第一區(qū)域中的散射的光強度的部分是3 % +5 % = 8 %。 在本發(fā)明中所使用的術(shù)語透射、散射、吸收和反射(remission)相應(yīng)于根據(jù)DIN5036-1的定 義并且能夠通過根據(jù)ISO 1536810的測量標準確定。所述第一區(qū)域額外地具有根據(jù)本發(fā)明 的局部突起20?？梢栽跊]有突起的情況下制造一個或多個另外的第一區(qū)域。具有上述給出 的數(shù)值的略微改變的光散射的效果也可存在于沒有體積染色的玻璃陶瓷或沒有通過根據(jù) 本發(fā)明的處理導(dǎo)致的顏色改變的玻璃陶瓷中。
[0119] 整體光透射是指在波長范圍、例如波長在380和780納米之間的可見光譜范圍中平 均的光透射率。光透射率是光透射作為波長的函數(shù)，其以百分比值表達。如果沒有說是光透 射率，那么光透射在本說明書中是指整體的光透射。透射變化的程度可在最初的透射率上 加上絕對值的0.1%直至高于絕對值的50%。優(yōu)選地，特別是在染成暗色的玻璃陶瓷中在第 一區(qū)域20中的可見光譜范圍中的透射率相對于相鄰的第二區(qū)域16提高至少2倍。在圖4中所 示的實例中，在局部突起的區(qū)域中的透射率相比于未變亮的與突起20相鄰的區(qū)域16提高大 于3倍。
[0120] 本發(fā)明的該實施方式的另一特征是，入射的波長無需與實現(xiàn)效果的波長、即，出現(xiàn) 透射變化的波長一致。因此，在本發(fā)明中能夠例如在紅外線波長范圍中在Iym波長下輻射， 因為在該波長范圍中在玻璃陶瓷中存在吸收帶。但是得到的效果例如可在380nm和780nm之 間的可見范圍中并且由于在玻璃中存在的元素和化合物的物理化學(xué)反應(yīng)在該區(qū)域中在一 個或多個波長下引起透射變化。
[0121]在體積染色的玻璃陶瓷的情況下引入局部突起20和/或變亮部時在改變的或處理 的區(qū)域中僅獲得很小的結(jié)構(gòu)變化。
[0122]圖5對此示出了例如通過根據(jù)圖1所述方法獲得的整體式玻璃陶瓷元件上的X射線 衍射光譜。所研究的玻璃陶瓷是經(jīng)氧化釩體積染色的鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷，例如用于爐灶 面。X射線衍射用于比較通過激光照射而變亮的區(qū)域15和相鄰的未變亮的區(qū)域16的晶相、晶 相份額和晶粒大小。額外地通過菱形、方形或圓形表示不同晶相的相對強度。對此方形表示 高石英混晶（HQMK)的X射線衍射峰值、菱形表示鋰鋁硅酸鹽或熱液石英混晶（KMK、 IOLiAlSi3O8)的X射線衍射峰值并且圓形表示同樣顯示在玻璃陶瓷中的鋯鈦酸(ZrTiO 4)的X 射線衍射峰值。對此，曲線150是在變亮的區(qū)域、即根據(jù)本發(fā)明處理的區(qū)域上的X射線衍射光 譜并且曲線160是相鄰的未改變的區(qū)域16的X射線衍射光譜。如可看出的那樣，該曲線實際 上是重合的，除了為了說明而具有不同偏移。在更精確地評估X射線衍射峰值的強度時作為 唯一得到熱液石英混晶份額的少許提升。結(jié)果再次總結(jié)在下表中：
[0124] 對于在以"校正"表示的列中的吸收校正使用玻璃陶瓷的化學(xué)組分和假定密度P = 2.5g/cm3〇
[0125] 根據(jù)上述表格和圖5,高石英混晶相的份額在測量誤差之內(nèi)沒有變化。只有熱液石 英混晶份額顯示出變化，該變化由于該晶相很小的份額而對玻璃陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)沒有明顯 影響。這意味著，即使玻璃陶瓷元件的處理區(qū)域和未處理區(qū)域?qū)Υ藳]有明顯結(jié)構(gòu)差異，那么 根據(jù)一個改進方案，鋁硅酸鹽玻璃陶瓷、尤其鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷的根據(jù)本發(fā)明處理的區(qū) 域相對于相鄰的未處理的區(qū)域可檢測到更高份額的熱液石英混晶。
[0126] 晶相和/或其份額的改變可影響光散射。如果材料中的光散射改變，這也導(dǎo)致在照 明處理的區(qū)域時的改變的反射。如在上述實例中所示，經(jīng)處理和未處理的區(qū)域在其形態(tài)學(xué) 中、尤其在存在的晶相方面實際上相同。因此在根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品中，當(dāng)比較經(jīng)處理和未處 理的區(qū)域時，反射沒有改變或可能僅有微小改變。因此在本發(fā)明的改進方案中，不限于前述 實施例地規(guī)定，第一區(qū)域?qū)τ诳梢姽獾姆瓷渑c第二區(qū)域的反射相差最高為絕對值的20%、 優(yōu)選最高為絕對值的10%、特別優(yōu)選最高為絕對值的5%。而且光散射在第一區(qū)域中僅略微 增加，如果有的話，那么在任何情況下都少量地增加少于絕對值的5%。如上所述，玻璃陶瓷 的組分優(yōu)選通常如此選擇，即，晶體份額或晶相份額高于其余玻璃相的份額。對此，根據(jù)本 發(fā)明的一個實施方式，高石英混晶的份額在最高70重量％、優(yōu)選在60和70重量％之間。
[0127] 具有這種性質(zhì)的玻璃陶瓷可通過基于以重量％表示的下列氧化物的組分制造：

3.8_6 〇
[0130] 在樣品上進行X射線衍射測量，在其中僅在沒有體積變化的情況下進行變亮。在根 據(jù)本發(fā)明的具有局部變形的方法中，由于較強的加熱可得到熱液石英相份額的更明顯增 加。在產(chǎn)生明顯突出的局部突起的樣品中也可用眼睛觀察到在突起區(qū)域中的散射的輕微增 加。因為光散射通常由于熱液石英混晶引起，因此根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在LAS玻璃 陶瓷中在突起20中或之下的玻璃陶瓷材料中更高份額的熱液石英混晶是根據(jù)本發(fā)明制造 的玻璃陶瓷件的一個特征。因此，根據(jù)本發(fā)明的該改進方案設(shè)有由鋁硅酸鹽玻璃陶瓷、優(yōu)選 由鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷制成的玻璃陶瓷件，在其中，在局部突起20上的玻璃陶瓷材料具有 比與局部突起相鄰的第二區(qū)域16更高份額的熱液石英混晶。
[0131] 在具有通過氧化釩進行體積染色的玻璃陶瓷和同時通過局部突起實現(xiàn)透射率提 高的實施方式中獲得了到達藍色光譜范圍中的充分的透射率提高作為特別有利的效果。這 實現(xiàn)了變亮的區(qū)域也可用于發(fā)藍光的可照射穿過玻璃陶瓷的光學(xué)顯示裝置。
[0132] 圖6對此示出了根據(jù)本發(fā)明處理的用氧化釩進行體積染色的4mm厚的玻璃陶瓷板 的光譜透射率作為波長的函數(shù)。在圖6中的曲線151對此表示通過激光處理的區(qū)域的光譜透 射率，曲線161表示相鄰的未經(jīng)處理的區(qū)域16的光譜透射率。根據(jù)這兩個曲線可以看出，在 處理的區(qū)域15中的在420納米和780納米之間的整個光譜范圍中的光譜透射率明顯更高。這 在不顯著改變色彩的情況下改善透明度時是有利的，從而可選擇性地使玻璃陶瓷爐灶面的 特定區(qū)域針對發(fā)光或不發(fā)光的顯示元件而更透明或通常嵌入窗口、尤其可視窗口。因此，根 據(jù)本發(fā)明的一個改進方案并且不限于特殊實施例，在420納米和780納米之間的整個光譜范 圍中的光譜透射率在第一區(qū)域中高于在相鄰的第二區(qū)域中。
[0133] 在根據(jù)圖6的光譜透射率上此外還可看出，在藍色和綠色的光譜范圍中的透射率 比在紅色范圍中相對明顯更強地增加。例如，在500納米處的透射率從0.0028上升到0.027， 即，提升了九倍多。在600納米處，提升倍數(shù)較小并且在此為4.7。這剛好特別有利于在體積 染色的、特別通過氧化釩染色的玻璃陶瓷中改善對藍色和/或綠色的顯示元件或彩色顯示 器的顯示能力。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一改進方案，經(jīng)處理的區(qū)域與相鄰的未處理的區(qū)域在 波長在400至500納米的范圍中的光譜透射率的比例大于在波長在600至800納米的范圍中。 在僅變亮、但是沒有產(chǎn)生突起的樣品上測量光譜透射率。因為在根據(jù)本發(fā)明通過局部暴露 于電磁輻射和加熱到玻璃轉(zhuǎn)化溫度以上來制造突起結(jié)構(gòu)或突起時以相同的或甚至更強的 程度進行變亮，所以根據(jù)圖6的實施例也適用于根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷件。
[0134] 下面列出通過針對不同顏色模型（xyY、Lab、Luv)和不同標準光源透照4mm厚的玻 璃陶瓷板在處理的和未處理的區(qū)域15、16上測量的顏色：
[0135] 標準光類型A 區(qū)域16 區(qū)域?5 X 0.6307 0.5782
[0136] y 0,3480 0,3805 Y 1.7
[0137] 標準光類型D65 區(qū)域I6 區(qū)域15 X 0.5550 0,4773
[0138] y 0.3540 0.3752 Y 1.2 6.2 Ra -25.6 22.0
[0139] 標準光類型C 區(qū)域16 區(qū)域15 X 0.5545 0.4763
[0140] y 0.3495 0.3685 Y 1,2 6,3 黃度指數(shù)174,0 120.8
[0141] 標準光類型A 區(qū)域16區(qū)域15
[0142] I * 13.6 33：,2 a*. 23...2 24.2 b* 19.1 27.7
[0143] (：* 30.0 36.8
[0144] 標準光類型D65 區(qū)域16 區(qū)域15 L=M(U) 3().?)
[0145] a* 20.8 20.2 b* 13.8 22.9 c* 25.0 30.5
[0146] 標準光類型C 區(qū)域16 區(qū)域15 T* 10.8 30.2
[0147] Γι* 20.1 19.2 b* 14.1 23.2 c* 24.5 30.1
[0148] 標準光類型A 區(qū)域M 區(qū)域15 L* 13,6 33 2
[0149] π* 30,3 45.3 v* I >.9 4,3
[0150] 標準光類型D65 區(qū)域16 區(qū)域I 5 I* 10 6 30.0
[0151] U* 22.6 36.6 V* 7.0 1 8.5
[0152] 標準光類型C 區(qū)域16 區(qū)域15 T* 10.8 30.2
[0153] u* 22.9 36.7 V* 7,：8 20.3
[0154] 在顏色模型Lab、xyY和Luv中，參數(shù)L或Y分別表示亮度。在使用標準光類型C或標準 光類型D65時，在xyY顏色模型中的參數(shù)Y對此對應(yīng)于在可見的光譜范圍中的透射T vls并且從 Y值的比較中求出透射增加。根據(jù)上述數(shù)值顯示出，在可見光譜范圍中的透射提高了至少 2.5倍。通常對此可注意到，透射也取決于透照的玻璃陶瓷爐灶面的折射率和厚度。但是一 般可建議，根據(jù)本發(fā)明的一個改進方案，在厚度為4毫米、在380和780納米之間的可見光譜 范圍中的透射率提高了至少2.5倍。
[0155] 如前面所述的圖4和6的實施例那樣的通過氧化釩V 2 0 5的染色還由 DE102008050263B4公開，根據(jù)其染色機制為復(fù)雜的工藝。為了使氧化釩轉(zhuǎn)變到可染色的狀 態(tài)中，根據(jù)該文獻前提是進行氧化還原反應(yīng)。在可結(jié)晶的原始玻璃中V 2O5還相對弱地染色并 且引起輕微綠色。在陶瓷化過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，釩還原并且氧化還原對被氧化。
[0156] 澄清劑用作初級氧化還原對，這由在Sb和Sn澄清的組分上進行的穆斯堡爾研究示 出。在陶瓷化過程中，在原始玻璃中的Sb3+或Sn 2+分別轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩难趸瘧B(tài)Sb5+或Sn4+。假設(shè) 釩以還原的氧化態(tài)、例如V 4+或V3+合并入晶種中并且在此通過電子電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)明顯染色。 作為另一氧化還原對TiO 2也可通過氧化釩強化染色。除了在原始玻璃中的氧化還原對的類 型和量以外，根據(jù)DE102008050263B4,在熔化時在玻璃中被調(diào)節(jié)的氧化還原態(tài)也產(chǎn)生影響。 低的氧分壓、即調(diào)節(jié)成還原態(tài)的熔體例如通過高的熔化溫度加強了氧化釩的染色效果。
[0157] 但是也可能的是，還原的V4+或V3+沒有或不排他地合并到晶種中，而是也可合并到 其他的結(jié)構(gòu)環(huán)境中，例如高石英混晶或晶簇(Cluster)中。
[0158] 借助本發(fā)明此時通過照射高能射線并且加熱玻璃陶瓷來局部地改變?nèi)旧?br>[0159] 這可與提供顏色的電荷轉(zhuǎn)移過程的影響相結(jié)合。因為假設(shè)的在電荷轉(zhuǎn)移時在供體 中心和受體中心之間的電子轉(zhuǎn)移對于吸收是決定性的，所以假設(shè)通過施加的高能射線并且 加熱在此對中心進行結(jié)構(gòu)改變。該結(jié)構(gòu)改變降低了電子轉(zhuǎn)移的頻率/概率并進而降低吸收。
[0160] 由于在陶瓷化過程中釩染色對氧分壓和氧化還原過程反應(yīng)的敏感度，在此可考慮 競爭的化合價變化。就是說，輻射與加熱的結(jié)合可將電子從供體中心或受體中心中盡可能 地去除并且進而使電子對于電荷轉(zhuǎn)移過程鈍化。
[0161] 該假設(shè)得到了如下觀察的支持:通過熱處理可再次反轉(zhuǎn)還原的染色?？梢曰謴?fù)中 心的在熱動力學(xué)方面更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)態(tài)。因此再次提高了提供顏色的電荷轉(zhuǎn)移的頻率。
[0162] 圖7示出了突起20的光學(xué)測量的高度輪廓，在突起上也測量了在圖4中所示的透射 率曲線。在圖示中可觀察到，在橫坐標和縱坐標上的尺寸選擇地明顯不同，以明顯顯示局部 突起的形狀。在縱坐標軸上的刻度線示出了大約16.5μπι的間距。也可明顯看出，在突起20的 邊緣處的凹形彎曲部24，其朝中間過渡到凸形彎曲部25中。
[0163] 在比較圖4和圖7的情況下得出，透射率曲線的半最大值全寬度大于突起20的半最 大值全寬度。這因為與突起的形成相比，體積染色的玻璃陶瓷的變亮或通常來說顏色變化 已經(jīng)在更低的溫度下進行。由此，變亮甚至在由于輻射時的溫度范圍而不再有體積變化的 位置處發(fā)生。因此，在本發(fā)明的改進方案中，不限于特殊的在圖4和圖7中所示的實施例，在 局部突起20的區(qū)域中的整體的光透射的透射率曲線的半最大值全寬度大于局部突起20本 身的半最大值全寬度。
[0164] 局部突起20的高度還位于0.025至0.8毫米、優(yōu)選至0.3毫米的范圍中。特別地，在 圖7中示出的實例中的高度在大約100微米。該高度的突起可通過觸覺被很好地感知，這在 高度過小時不再實現(xiàn)。另一方面，過大的超過0.3毫米的高度由于體積變化而導(dǎo)致在材料中 的應(yīng)力，該應(yīng)力可對玻璃陶瓷件的強度有不利的影響。特別優(yōu)選地，突起20的高度在50μπι至 150μπι的范圍中。但是尤其在點狀突起的情況下也可在沒有明顯強度損失的條件下產(chǎn)生所 說的0.8毫米的高度。如果突起被加入玻璃元件2中，該玻璃元件之后進行陶瓷化，那么存在 的應(yīng)力在陶瓷化期間消除。因此也可輕松實現(xiàn)所說的0.8毫米的突起高度。
[0165] 圖8示出了在圖2中所示的實施方式的變型方案。在該變型方案中，在側(cè)面3上將凹 陷部30設(shè)置到玻璃或玻璃陶瓷元件的表面中。然后通過根據(jù)本發(fā)明的方法在該凹陷部中產(chǎn) 生局部突起20。凹陷部例如可在陶瓷化之前通過熱成型或也可在陶瓷化之前或之后通過侵 蝕過程產(chǎn)生。一種優(yōu)選的應(yīng)用是尤其在玻璃陶瓷爐灶面上的控制元件，其通過凹陷部30標 記。這種凹陷的或凹形的控制元件用于使得控制元件或其位置可通過觸覺被感知。通過局 部突起可產(chǎn)生額外的觸覺結(jié)構(gòu)。尤其這種局部突起也可代替表示控制元件功能的印刷部。 在此提供的優(yōu)點是，在此尤其以符號形式的局部突起20相比于印刷部更耐磨損。優(yōu)選地，為 控制元件使用觸敏開關(guān)。對此可在凹陷部之下例如布置合適的傳感器33,該傳感器檢測手 指對在凹陷部中的玻璃陶瓷的觸摸。合適的例如是電容傳感器。而且在凹陷部30中的表面 上可布置合適的傳感器，以提供觸敏開關(guān)。
[0166] 圖9示出了具有玻璃陶瓷板1的玻璃陶瓷爐灶面40作為本發(fā)明的應(yīng)用，玻璃陶瓷板 具有至少一個根據(jù)本發(fā)明制造的局部突起20。根據(jù)本發(fā)明的實施方式規(guī)定，在體積染色的 玻璃陶瓷中引入突起20的同時可實現(xiàn)透射提升。對此，在玻璃陶瓷板1之下的顯示元件、尤 其是自發(fā)光的顯示元件可被看到。因此，在本發(fā)明的一個實施方式中規(guī)定，玻璃陶瓷板1通 過能染色的金屬離子進行體積染色，其中，在局部突起的區(qū)域中或突起20的區(qū)域中玻璃陶 瓷的染色不同于在局部突起20的旁邊的第二區(qū)域16,使得在局部突起20的區(qū)域中的吸收系 數(shù)小于第二區(qū)域16的吸收系數(shù)并且進而在可見的光譜范圍中在局部突起20上的整體光透 射高于第二區(qū)域16的整體光透射。優(yōu)選自發(fā)光的顯示裝置23布置在第一區(qū)域15之下，其光 線穿過第一區(qū)域15可見。
[0167] 根據(jù)另一實施方式，突起20在陶瓷化之前產(chǎn)生。之后通過第二溫度處理步驟產(chǎn)生 在突起區(qū)域中的變亮，通過第二溫度處理步驟實現(xiàn)上述的退色。
[0168] 這種顯示尤其也可與根據(jù)圖8的控制元件結(jié)合，使得提供具有可觸覺感知的局部 突起20的自發(fā)光的觸敏開關(guān)。
[0169] 局部突起20可以特別有利的方式進行應(yīng)用，以降低在烹飪?nèi)萜?7和玻璃陶瓷的表 面之間的熱傳導(dǎo)。這例如在使用感應(yīng)加熱元件作為加熱元件34的情況下是有利的。在這種 情況下烹飪?nèi)萜鞅炔Ａ沾砂甯鼰帷Ｒ虼?，在本發(fā)明的改進方案中規(guī)定，玻璃陶瓷爐灶面40 具有帶有局部突起20的烹飪區(qū)35,使得通過局部突起20降低烹飪?nèi)萜?7在烹飪區(qū)上的接觸 面并且在烹飪?nèi)萜?7的底部和玻璃陶瓷板1的表面之間提供空隙38。
[0170] 根據(jù)本發(fā)明制造的凸起的結(jié)構(gòu)或局部突起20通常具有特別而有利的形狀，該形狀 在圖7所示的實例中由于基本不精確的測量和小的測量區(qū)段僅可大致地看出。
[0171] 圖10對此示出了根據(jù)本發(fā)明的具有局部突起20的玻璃陶瓷元件1的照片，在此以 直線的線形突起的形式。
[0172] 圖11示出了表面或表面輪廓的外形掃描，其沿著圖10中所示的箭頭借助測量探頭 測量。整個的測量長度為45mm。玻璃陶瓷樣品顯示出輕微拱曲，使得圖11的表面輪廓的測量 的高度值朝樣品中間提升。外形掃描通過具有探測頭的輪廓儀測量。
[0173]如根據(jù)表面輪廓明顯看出的那樣，突起20融合到凹陷的邊緣19中。不限于特殊的 示出的實例，根據(jù)本發(fā)明的另一方案設(shè)有在表面中存在至少一個局部突起20的玻璃陶瓷件 1，其中，最小的橫向尺寸具有至少〇.〇5mm的長度，并且局部突起具有0.025至0.8毫米范圍 內(nèi)的高度，其中，突起和周圍的玻璃陶瓷材料是整體式的并且具有相同組分，并且突起20被 凹陷的邊緣19包圍。換句話說，突起20過渡到相對于玻璃陶瓷元件的表面凹陷的溝槽中。凹 陷的邊緣19和突起20的體積對此也可盡可能地幾乎或完全補償。因此，不限于該實施例，根 據(jù)本發(fā)明的一個實施方式規(guī)定，局部突起20和凹陷的邊緣19的體積相差最高2倍、優(yōu)選相差 最高1.5倍。
[0174] 因此總之，不需要或僅需要很小的體積增加并進而在突起20的區(qū)域中也沒有或僅 伴隨有很小的密度減小。由此機械應(yīng)力也僅很小。這尤其對以局部突起20的形式的變形被 引入玻璃元件中并且玻璃元件之后進行陶瓷化的情況適用。在陶瓷化過程中，保留的機械 應(yīng)力完全地或至少幾乎完全地被消除。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式，玻璃陶瓷 元件1在局部突起20的區(qū)域中具有小于15MPa、優(yōu)選小于I OMPa的機械應(yīng)力。
[0175] 術(shù)語"突起"或其近義詞"凸起"以及"凹陷部"如在本說明書中所使用的那樣，分別 是指玻璃或玻璃陶瓷元件的包圍突起或凹陷部的表面水平。
[0176] 此外，如同樣根據(jù)圖11可看出的那樣，凹陷部和突起的最小曲率半徑通常也是類 似的。但是此外，根據(jù)本發(fā)明的一個改進方案，突起20的最小曲率半徑大于凹陷部19的最小 曲率半徑。
[0177] 根據(jù)本發(fā)明的一個改進方案，突起20的最小曲率半徑和凹陷部19的凹形彎曲的最 小曲率半徑相差最高3.5倍、優(yōu)選相差最高2.5倍。對此，尤其突起20的最小曲率半徑定位在 凸形彎曲上并且凹陷部19的最小曲率半徑定位在表面的凹形彎曲上。根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的突 起20的典型的最小曲率半徑對此在0.5和IO毫米之間、優(yōu)選在1.5毫米和8毫米之間。
[0178] 在圖11中示出了具有凹陷的邊緣19的溝槽的兩個最小曲率半徑RI、R3和突起20的 最小曲率半徑R2的橫向位置作為實例。
[0179] 通常通過3點法從外形掃描的測量值中確定局部曲率半徑。對此確定矢量
[0180]
[0181] 其表示在外形或表面輪廓的三個點A、B、C之間的連接矢量。在前面示出的描述中， 外形點A、B、C分別具有三個坐標。但是該方法如圖11作為實例示出的那樣同樣可以用在二 維的外形掃描上，例如通過使z坐標軸A Z、BZ、CZ都等于零。
[0182] 然后通過根據(jù)公式（1)的矢量可由矢量的絕對值形成量
[0185] 然后通過點A、B、C得到曲率半徑作為圓的半徑
[0183]
[0184]
[0186]
[0187] 為了獲得更精確的曲率半徑值，也可通過曲率半徑的對不同的點A、B、C的多個三 次方求平均。
[0188] 對于在圖11中所示的實例此時得到曲率半徑
[0189] Rl =6.47mm；
[0190] R2 = 11.58mm 和
[0191] R3 = 6.18mm〇
[0192] 突起20的最小曲率半徑R2雖然大于溝槽或凹陷的邊緣19的最小曲率半徑，但是所 有的半徑都處于相同的數(shù)量級中并且在半徑之間的差小于2倍。
[0193] 圖12和圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的突起20的另一實例，該突起通過凹陷的邊緣19或 溝槽形的凹陷部轉(zhuǎn)變到周圍的表面中。在該實例中，玻璃元件2的表面成形有環(huán)形突起20。 玻璃元件2然后可進行陶瓷化，以獲得玻璃陶瓷元件。圖13示出了類似于圖11的沿著穿過圓 環(huán)形突起20的中點延伸的路徑的外形掃描。該路徑在圖12的照片中作為箭頭示出。外形掃 描在關(guān)于圓環(huán)形突起的中心在直徑的另一端相對而置的點上兩次穿過突起20。與此對應(yīng)， 外形掃描顯示兩個最大值。通過上述方法再次從外形掃描中求出凹陷的邊緣(半徑R1、R3) 和突起20(半徑R2、R4)的最小曲率半徑。在該實例中對于所得到半徑為：
[0194] Rl=8.8mm;
[0195] R2 = 6.1mm;
[0196] R3 = 6.2mm；
[0197] R4 = 5.7mm〇
[0198] 凹陷的邊緣19和突起20的最小曲率半徑在此僅略微不同。根據(jù)該測量值差別小于 1.5倍。
[0199] 在兩個實施例中突起20構(gòu)造成線形的，即，一次以直線的形式并且一次以環(huán)形作 為圓線。通常線形的突起20特別優(yōu)選，以例如標記操作元件或更常見地標記在玻璃陶瓷元 件上的區(qū)域。例如在玻璃陶瓷爐灶面中可如在圖9中所示的實例那樣布置顯示器元件或傳 感器、尤其用于控制面板開關(guān)的傳感器。根據(jù)本發(fā)明的突起20在此也還用作熱絕緣部。例如 熱的烹飪?nèi)萜髋c玻璃陶瓷材料在傳感器或顯示器的區(qū)域中的接觸被避免，使得玻璃陶瓷被 更慢地加熱。由此保護顯示裝置23或傳感器以免過度加熱并且如此絕緣的區(qū)域保持足夠 冷，以可以用手觸摸。
[0200] 凹陷的邊緣19有特別的優(yōu)點。在凹陷的邊緣19的最低點和突起20的最高點之間的 高度差通過邊緣的高度來增加。由此突起20比相同高的從平面中提升的突起可通過觸覺和 視覺更明顯地感知。此外還避免了例如通過在爐灶面上滑動烹飪?nèi)萜鞫鴵p壞突起的風(fēng)險。
[0201] 如根據(jù)該實例可看出，凹陷的邊緣19通常具有另一個對視覺和觸覺的感知性特別 有利的特性。因為凹陷的邊緣19從平的表面區(qū)域朝突起20的方向首先平緩下降，從而之后 從最低點開始更陡地過渡到突起20中。而且，凹陷的邊緣19的斜面的不同陡度還導(dǎo)致凹陷 的邊緣的最低點朝突起的方向錯開地布置。換句話說，在本發(fā)明的改進方案中，凹陷的邊緣 19關(guān)于其最低點具有非對稱的截面，其中從最低點到突起20的平均陡度的絕對值大于從最 低點開始離開突起20的平均陡度。換句話說，凹陷的邊緣19從最低點開始具有兩個斜面，其 中指向突起的斜面比另一斜面更陡。通常最低點也是具有最小曲率半徑的點或具有最小曲 率半徑的點至少位于最低點的附近。而且該形狀導(dǎo)致更好的可見性和感知性，因為表面朝 最低點更平緩地下降并進而不太明顯地進行，從而使得突起可更明顯地感知和可見。
[0202] 通過本發(fā)明可相對于其表面輪廓產(chǎn)生幾乎任意形狀的突起20。在圖14和15中對此 示出了另一實例。在環(huán)形突起中，如在所示的實例中那樣這些突起也可相互嵌接。在該實例 中在玻璃元件中，在具有正方形或通常方形輪廓的外部的環(huán)形突起20中產(chǎn)生內(nèi)部的圓環(huán)形 突起20并且玻璃元件之后陶瓷化成玻璃陶瓷元件1。如還在所示的實例中那樣，在相互嵌接 的環(huán)形突起20中各個環(huán)具有不同的高度。有利的是，還如該實例所示那樣，高度朝中間增加 或內(nèi)環(huán)具有比外環(huán)更大的高度。這例如在玻璃陶瓷爐灶面中簡化了烹飪?nèi)萜髟谧冃尾可系?滑動。
[0203] 如果為了加熱以產(chǎn)生突起而使用電磁輻射、優(yōu)選激光，其穿透玻璃或玻璃陶瓷，那 么整個體積在射入和射出位置之間受到加熱。這在使用反射輻射的底層的情況下更適用。 以這種方式可在板形的玻璃或玻璃陶瓷元件中制造相對而置的突起20,因為兩個相對而置 的表面被加熱。
[0204] 圖16對此示意性地示出了相應(yīng)的板形的在兩個側(cè)面3、5上具有相對而置的突起20 的玻璃陶瓷元件1。
[0205] 在圖17中示意性地示出了圖16中所示的板形的在兩個側(cè)面3、5上具有相對而置的 突起20的玻璃陶瓷元件1，其中一側(cè)面3設(shè)有層17。通過構(gòu)造產(chǎn)生的突起20的形狀，其特征是 平緩的半徑過渡部、突起的小的絕對高度和小的側(cè)向伸展，可通過絲網(wǎng)印刷刮板加工，刮板 在突起上移動。由此可能的是，借助特別低成本的絲網(wǎng)印刷方法在產(chǎn)生突起20之后將涂層 17施加到玻璃陶瓷元件1上。層施加可以這種方式直至開始的變形部附近。因此可特別有利 地使用如絲網(wǎng)印刷這樣的標準裝飾方法，以施加尤其也可是裝飾層的層17。
[0206] 以這種方式可在根據(jù)本發(fā)明的制造突起之后將用于產(chǎn)生特定的可見的外觀的層、 尤其是裝飾層或功能層、例如防劃層或不粘層施加到玻璃陶瓷元件1上。之后施加層的優(yōu)點 是，當(dāng)產(chǎn)生突起時不會損壞層。以這種方式也可施加非常敏感的層。
[0207] 在圖18中示意性地示出了板形的在兩個側(cè)面3、5上具有相對而置的突起20的玻璃 陶瓷元件1的另一實施例，其中，一側(cè)面3設(shè)有層18。施加在該側(cè)面3上的層在該實例中也包 括突起20的區(qū)域以及凹陷的邊緣19的區(qū)域。突起的形狀使得可以在邊緣和突起上印刷，使 得該側(cè)面3可完全地設(shè)有層。以這種方式可在玻璃陶瓷元件已經(jīng)設(shè)有期望的突起之后非常 良好地在玻璃陶瓷元件上產(chǎn)生高達大約〇.1_厚的裝飾結(jié)構(gòu)或整面印刷圖案。
[0208] 優(yōu)選地，側(cè)面3是玻璃陶瓷元件1的使用側(cè)面。
[0209] 代替在產(chǎn)生突起之后施加層，也可在該工序之前施加層。換句話說，也可行的是， 對至少部分地已經(jīng)涂層的玻璃陶瓷元件1配置根據(jù)本發(fā)明的突起。在此需要注意，高溫影響 區(qū)不具有層或涂層，因為由于熱效應(yīng)會損害層。因為根據(jù)本發(fā)明高溫影響區(qū)可保持得非常 窄，所以有利的是，僅相應(yīng)地需要從層中排除玻璃陶瓷元件1的表面上的窄的區(qū)域中的層。 通常高溫影響區(qū)的伸展對應(yīng)于暴露于電磁輻射的區(qū)域，即在玻璃元件或玻璃陶瓷元件的表 面上的點形構(gòu)造的區(qū)域。
[0210] 層與激光光斑的距離通常取決于層的耐高溫性，其中需要注意，不要過度加熱層。 對此不僅需要注意玻璃或玻璃陶瓷的預(yù)熱溫度，而且還有在直接加熱的變形區(qū)域的附近區(qū) 域中通過熱傳導(dǎo)提高的溫度。在裝飾涂層、例如在變形之前施加的陶瓷的裝飾顏色的情況 下，這些溫度不是特別重要，這樣的涂層可以承受高達900°C的溫度。而如果還有其他的層， 例如防劃傷層、用于遮蓋散射光的底面層、防反射層、反射層或紅外反射層，那么它們通常 都具有較差的耐高溫性。因此在此需要更加謹慎并且應(yīng)當(dāng)選擇相應(yīng)較大的距離。
[0211]突起20可構(gòu)造成點形或線形。突起20的尺寸在點形突起的情況下可實現(xiàn)0.05mm或 以上、優(yōu)選0.5mm至3mm的直徑，以及在線形突起的情況下實現(xiàn)線寬為0.05mm或以上、優(yōu)選 0.5mm至3mm和任意的線長。
[0212]最后圖19示意性地示出了包括具有有利的突起寬度和高度的尺寸的突起的實施 方式，該尺寸顯示出對于突起的平滑幾何走向的有利的幾何比例。
[0213]特別有利地已證實，突起的高度hi與總寬度bl的比例在小于0.2、優(yōu)選小于0.1的 范圍中，總寬度包括突起的寬度b2和可能的圍繞突起的凹陷部的寬度。此外有利的是，圍繞 突起的凹陷部的深度h2與突起的高度hi的比例小于0.5。最后有利的是，突起的寬度b2與總 寬度bl的比例在0.1和1之間。因此下面的比例式是有利的：
[0214] 111/131〈0.2，特別有利的是111/131〈0.1
[0215] h2/hl〈0.5
[0216] l>b2/bl>0.1〇
[0217] 對此，高度和深度分別從玻璃或玻璃陶瓷元件的相應(yīng)表面開始測量。
[0218] 對此寬度bl取決于激光光斑的直徑。因此對于構(gòu)造具有平緩的半徑過渡部的平滑 幾何走向來說，有利的幾何比例取決于在玻璃或玻璃陶瓷元件的表面上的激光光斑尺寸。
[0219] 以這種方式可制造玻璃陶瓷件，其在同一表面上不僅包括層而且包括局部突起。 由此可例如在用作爐灶面的玻璃陶瓷件的表面上構(gòu)造特定的區(qū)域，例如控制區(qū)域或烹飪 區(qū)，使得其可觸覺或視覺感知。
[0220] 附圖標記列表
[0221 ] 1玻璃陶瓷元件
[0222] 2玻璃元件
[0223] 3、5 1、2 的側(cè)面
[0224] 7二氧化硅陶瓷襯底
[0225] 8加熱源
[0226] 9激光源
[0227] 11 纖維
[0228] 13激光掃描儀
[0229] 15變亮的區(qū)域
[0230] 16與15相鄰的、未變亮的區(qū)域
[0231] 17層
[0232] 18層
[0233] 19凹陷的邊緣、溝槽
[0234] 20局部突起、突起
[0235] 22具有減小的密度的區(qū)域
[0236] 23顯示裝置
[0237] 24凹形彎曲部
[0238] 25凸形彎曲部
[0239] 30凹陷部
[0240] 33傳感器
[0241] 34加熱元件
[0242] 35烹飪區(qū)
[0243] 37烹飪?nèi)萜?br>[0244] 38 空隙
[0245] 40玻璃陶瓷爐灶面
[0246] 90激光束
[0247] 130聚焦光學(xué)器件
[0248] 151 1的通過激光處理的區(qū)域15的光譜透射率
[0249] 161 1的未經(jīng)處理的區(qū)域16的光譜透射率
【主權(quán)項】
1. 用于制造至少部分涂層的且具有凸起結(jié)構(gòu)的玻璃陶瓷元件（1)的方法，其包括： 用電磁輻射在表面的局部區(qū)域中照射玻璃元件（2)或玻璃陶瓷元件（1)，其中，射線穿 過所述玻璃元件（2)或玻璃陶瓷元件（1)并且由此至少部分地被吸收，使得所述玻璃元件 (2)或玻璃陶瓷元件（1)在經(jīng)電磁輻射照射的區(qū)域中被加熱并且被加熱超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度；以及在加熱之后結(jié)束照射，使得加熱的區(qū)域再次冷卻到周圍的玻璃或玻璃陶瓷材料的 溫度，并且其中，通過加熱實現(xiàn)玻璃或玻璃陶瓷的體積改變，該體積改變引起表面的局部突 起，并且其中該狀態(tài)在冷卻經(jīng)加熱的區(qū)域時被凍結(jié)，使得在冷卻之后保留以突起(20)形式 的表面變形，其中，在玻璃元件(2)的情況下，玻璃元件(2)在產(chǎn)生突起(20)之后通過溫度處 理進行陶瓷化并進而轉(zhuǎn)變成玻璃陶瓷元件(1)。2. 根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在產(chǎn)生表面的局部突起之后將層施 加到所述玻璃陶瓷元件(1)上。3. 根據(jù)前述權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃元件(2)或玻璃陶瓷元件（1) 在產(chǎn)生局部突起之前在表面上就已經(jīng)至少局部地包括層。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，電磁輻射聚焦到直徑為小于 所述玻璃元件(2)或玻璃陶瓷元件(1)的兩倍厚度、優(yōu)選小于其厚度的點形區(qū)域上;和/或 所述點形區(qū)域在所述玻璃元件(2)或玻璃陶瓷元件（1)的表面上運動，以產(chǎn)生表面積大 于所述點形區(qū)域的表面積的點形突起。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，電磁輻射以至少2.5W/mm2的平 均功率密度照射到所述玻璃元件(2)或玻璃陶瓷元件(1)的待加熱的區(qū)域上。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過紅外線激光器作為輻射 源進行加熱。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，以至少20K每秒的溫度提升來 進行加熱。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其包括，在表面的局部區(qū)域中用電磁輻射 照射所述玻璃元件(2)或玻璃陶瓷元件（1)以產(chǎn)生突起(20)形式的表面變形之前，將所述玻 璃元件(2)或玻璃陶瓷元件(1)預(yù)熱到至少300°C的溫度。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其包括，玻璃或玻璃陶瓷在加熱之后以至 少1K每秒、優(yōu)選至少5K每秒、更優(yōu)選至少10K每秒的冷卻速率至少在從最大溫度直至低于最 大溫度100K的溫度范圍內(nèi)進行冷卻。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其包括，在冷卻之后進行熱的再處理步 驟，尤其用于消除拉應(yīng)力，其中，熱的再處理步驟優(yōu)選包括下列步驟中的至少一個： -借助電磁輻射進行第二加熱步驟； -在爐中進行熱學(xué)再加熱和去應(yīng)力。11. 玻璃陶瓷件（1)，其包括在至少一個表面上的層，在所述玻璃陶瓷件中在表面中存 在至少一個局部突起(20)，其最小的橫向尺寸具有至少0.05mm的長度，并且其中局部突起 具有在玻璃陶瓷厚度的〇. 5 %至20 %的范圍中的高度，其中突起和周圍的玻璃陶瓷材料是 整體式的并且具有相同的組分。12. 玻璃陶瓷件（1 )，其優(yōu)選是根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的玻璃陶瓷件，在所述玻璃陶 瓷件中在表面中存在至少一個局部突起(20)，其最小的橫向尺寸具有至少0.05mm的長度， 并且其中局部突起具有在玻璃陶瓷厚度的0.5%至20%的范圍中的高度，其中突起(20)和 周圍的玻璃陶瓷材料是整體式的并且具有相同的組分，并且其中所述突起(20)被凹陷的邊 緣(19)包圍。13. 根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，具有下面特征中的至少一 個： -突起(20)的最小曲率半徑和凹陷部（19)的最小曲率半徑相差最高3.5倍、優(yōu)選相差最 尚2 · 首， -突起(20)的最小曲率半徑在0.5和10毫米之間、優(yōu)選在1.5毫米和8毫米之間。14. 根據(jù)前兩項權(quán)利要求中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于， 局部突起(20)和凹陷的邊緣(19)的體積相差最高2倍、優(yōu)選相差最高1.5倍。15. 根據(jù)前三項權(quán)利要求12-14中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，凹陷的邊緣 (19)相對于其最低點具有非對稱的截面形狀，其中從最低點到突起(20)的平均斜率的絕對 值大于從最低點開始離開突起(20)的平均斜率的絕對值。16. 根據(jù)前述權(quán)利要求11-15中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，所述層包括裝 飾層。17. 根據(jù)前述權(quán)利要求11-16中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，所述突起的邊 緣具有凹形彎曲部(24)，其朝向突起的方向過渡到凸形彎曲部(25)中。18. 根據(jù)前述權(quán)利要求11-17中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，所述玻璃陶瓷 材料具有高石英混晶作為主晶相，其中，所述玻璃陶瓷材料在突起中具有比玻璃陶瓷的包 圍突起的區(qū)域中更高的熱液石英混晶的份額。19. 根據(jù)前述權(quán)利要求11-18中任一項所述的玻璃陶瓷件，其中，所述玻璃陶瓷件的玻 璃陶瓷通過可染色的金屬離子進行體積染色，其中，對玻璃陶瓷的染色在局部突起的區(qū)域 中與鄰近局部突起(20)的第二區(qū)域(16)中不同，使得在局部突起(20)的區(qū)域中的吸收系數(shù) 小于第二區(qū)域（16)的吸收系數(shù)并且因此局部突起(20)的在可見光譜范圍中的整體光透射 比第二區(qū)域(16)的整體光透射更高。20. 根據(jù)前兩項權(quán)利要求中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，第二區(qū)域（16)的玻 璃陶瓷的可見光譜范圍中的整體光透射為不高于5%、優(yōu)選為不高于2.5%。21. 根據(jù)前三項權(quán)利要求18-20中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，整體光透射 的透射率曲線的半最大值全寬度大于局部突起(20)的半最大值全寬度。22. 根據(jù)前述權(quán)利要求11-21中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，在局部突起的 區(qū)域中的玻璃陶瓷的光散射相對于鄰近局部突起的第二區(qū)域（16)的玻璃陶瓷中的光散射 提尚不尚于絕對值的20%、優(yōu)選提尚不尚于絕對值的5%。23. 根據(jù)前述權(quán)利要求11-22中任一項所述的玻璃陶瓷件，其包括鋁硅酸鹽玻璃陶瓷、 優(yōu)選鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷，其中，在局部突起(20)處的玻璃陶瓷材料具有比鄰近局部突起 的第二區(qū)域(16)更高份額的熱液石英混晶。24. 根據(jù)前述權(quán)利要求11-23中任一項所述的玻璃陶瓷件，其特征在于，表面中存在有 凹陷部，優(yōu)選構(gòu)造為凹陷部的控制元件，其中至少一個局部突起(20)布置在所述凹陷部中。25. 包括根據(jù)前述權(quán)利要求11-24中任一項所述的玻璃陶瓷件的以玻璃陶瓷板形式的 玻璃陶瓷爐灶面(40)。26. 根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的玻璃陶瓷爐灶面(40)，其中，所述玻璃陶瓷板（1)通過 可染色的金屬離子進行體積染色，其中，對玻璃陶瓷的染色在局部突起的區(qū)域中與在鄰近 局部突起(20)的第二區(qū)域(16)中不同，使得在局部突起(20)的區(qū)域中的吸收系數(shù)小于第二 區(qū)域（16)的吸收系數(shù)并且因此在局部突起(20)上的在可見光譜范圍中的整體光透射比第 二區(qū)域（16)的整體光透射更高，并且其中，在第一區(qū)域（15)之下布置有優(yōu)選自發(fā)光的顯示 元件，其發(fā)射可穿過所述第一區(qū)域(15)被看到的光。27. 根據(jù)前兩項權(quán)利要求中任一項所述的玻璃陶瓷爐灶面(40)，其包括烹飪區(qū)（35)，所 述烹飪區(qū)（35)具有局部突起(20)，使得通過局部突起(20)降低烹飪?nèi)萜?37)在烹飪區(qū)上的 接觸面并且在烹飪?nèi)萜?37)的底部和玻璃陶瓷板(1)的表面之間提供空隙(38)。28. 根據(jù)前三項權(quán)利要求25-27中任一項所述的玻璃陶瓷爐灶面(40)，其特征在于，所 述層布置在使用側(cè)面上;和/或 所述層包括裝飾層。
【文檔編號】C03B23/02GK106007345SQ201610171612
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】O·莫勒, M·斯皮爾
【申請人】肖特股份有限公司