压力传感器、玻璃晶片及制造方法与流程

1.本发明涉及一种玻璃物品以及其在压力传感器中的用途。本发明还涉及一种制造该玻璃物品的方法。


背景技术：

2.在先进数字化过程中，愈来愈常使用依赖传感器数据的智能网络系统。改良的分析方法(例如，使用人工智能)容许评估大量数据且开启也使用测量值的微小变化来进行自动化及控制的新可能性。为进一步增进此发展，需要愈来愈准确的传感器。该等传感器的实例是压力传感器。
3.压力传感器被使用在许多领域中，特别是用于控制机器及工业设备，例如用于食品生产或石化工业。此外，在汽车领域中，例如使用压力传感器来测量油及轮胎气压。
4.微机电(或mems)压力传感器包括由可藉由压力弹性变形的硅制成的薄膜。此硅膜通常安装于由绝缘体或半导体材料(例如硅)制成的基底上。基底包括流体(诸如气体)可通过其进入压力传感器的测量腔的开口。在此，压力自两侧面作用于膜上，即在一侧上的限定或也可变的参考压力以及在膜面向测量腔的一侧上的可变压力。还存在在无参考压力情况下操作的传感器，即参考压力可以是可变的。当在膜的两侧上的压力彼此不同时，则膜变形。将测量电阻器集成到膜中，当其变形时改变其电阻(所谓的压阻电阻器)。其以呈所谓的惠斯通电桥电路形式进行电布置。膜变形导致电桥电路的电压变化。此电桥电压的可测量变化大致与压力差成比例。
5.薄玻璃物品适于作为压力传感器的组成部件。此压力传感器的一个示例性结构示于图1。膜基于所施加的压力而变形。通过膜上的压阻元件的电阻变化而测量变形及因此测量压力。
6.将希望具有具更优选测量精度的压力传感器。


技术实现要素：

7.在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm的厚度与在2
×
2mm2上少于2000个损伤的平均近表面损伤程度(onsl)和/或在2
×
2mm2上每μm厚度小于10nm的相对于厚度标准化的平均位置厚度变化(ods)，其中ods是在指定测量面积内的最高厚度与最低厚度之间的差。
8.本发明的玻璃物品适合用作压力传感器中的组成部件。该玻璃组成部件的一项功能是用于测量的膜与基底材料及环境的热解耦。所期望的测量愈精确，则良好且首要均匀的热解耦就愈重要。此外，压力传感器具有小型化的趋势。组成部件变得愈来愈小且愈来愈薄。玻璃的一项优点是其可以尤其低的厚度及良好表面质量来制造。然而，压力传感器的整体愈小，则即使小偏差的影响就愈大。即使在成形期间(例如，在下拉法中)，某些振动频率对玻璃的效应会导致于小面积上的厚度波动，其会促成热传递中的局部偏差。
9.在玻璃物品的处理及后加工(例如，抛光、研磨、磨光)中，会将小损伤引入至玻璃
中，其会惊人地深入穿透至玻璃中。归因于用于压力传感器中的玻璃物品的极低厚度，数微米深度的裂纹已可对玻璃物品的性质(包括其热传递)具有显著影响。
10.厚度波动、空腔、裂纹及类似的受损会危害玻璃物品与压力传感器的其他组成部件的连接。举例来说，组成部件的黏着在一起会变得更困难或需要更多粘结剂来补偿不平坦或裂纹。使用额外的粘结剂或无机玻璃料继而会危害热解耦的均匀度。
11.根据本发明的玻璃物品的提供例如可以在玻璃成形及可选的表面处理中采取某些措施时实现。举例来说，已证实，当使拉伸工艺期间的某些区段保持没有在0.01至500hz、例如0.05至400hz、0.1至300hz、0.5至250hz、0.8至200hz、1至100hz、4至75hz或5至50hz频率范围内的振动时是有利的。优选地，使拉伸工艺期间的某些区段保持没有频率为至少0.01hz、至少0.05hz、至少0.1hz、至少0.5hz、至少0.8hz、至少1hz、至少4hz或至少5hz的振动。优选地，使拉伸工艺期间的某些区段保持没有频率为至多500hz、至多400hz、至多300hz、至多250hz、至多200hz、至多100hz、至多75hz或至多50hz的振动。在表面处理中，可合理地遵从这里关于使用的颗粒大小所描述的某些参数。
12.在一方面中，本发明涉及这里描述的玻璃物品作为压力传感器中的组成部件的用途。举例来说，玻璃物品可用于用来将测量膜热解耦的组成部件。
13.玻璃物品可用于容许较高测量精度的压力传感器。关于在压力传感器中的用途，玻璃物品可穿孔。解决方案是基于这样的想法，对于高测量精度，压力传感器的硅膜与待测量介质的热解耦应尽可能地均匀。已发现对于均匀的热解耦，变量位置-厚度变化(ods)及近表面损伤程度(onsl)是重要的。通过在生产中采取适当措施，可获得该玻璃物品。
14.在一方面中，本发明涉及一种制造玻璃物品的方法，其包括以下步骤：
[0015]-制造玻璃熔体，
[0016]-精炼该玻璃熔体，
[0017]-特别地使用拉伸辊，将该玻璃熔体拉伸成具有在小于3.0mm范围内的目标厚度的玻璃带，
[0018]-将该玻璃带分割成玻璃物品，
[0019]
其中该玻璃带通过区域z，在该区域z中其超过目标厚度少于10％，但其黏度仍低于10
10
dpas，
[0020]
其中该玻璃在该区域z中以至少0.5m/min及至多50m/min、例如2至10m/min、10至25m/min或25至50m/min的拉伸速度拉伸，以及
[0021]
其中采取措施，使得该区域z保持没有在0.01至500hz，例如0.05至400hz、0.1至300hz、0.5至250hz、0.8至200hz、1至100hz、4至75hz或5至50hz频率范围内的干扰影响。
[0022]
该玻璃例如可在该区域z中以至少0.5m/min、至少2m/min、至少10m/min或至少25m/min的拉伸速度拉伸。其可在该区域z中，例如以至多50m/min、至多25m/min或至多10m/min的拉伸速度拉伸。
[0023]
举例来说，可采取措施，使得该区域z保持没有频率至少0.01hz、至少0.05hz、至少0.1hz、至少0.5hz、至少0.8hz、至少1hz、至少4hz或至少5hz的干扰影响。举例来说，可采取措施，使得该区域z保持没有频率至多500hz、至多400hz、至多300hz、至多250hz、至多200hz、至多100hz、至多75hz或至多50hz的干扰影响。
[0024]
特别地，已发现1hz以上的频率与相关位置-厚度变化的出现相关联。因此，应采取
措施，使得该区域z保持没有在1至500hz、2至400hz、3至300hz、4至250hz、5至200hz、10至100hz、15至75hz或20至50hz频率范围内的干扰影响的措施。举例来说，可采取措施，使得该区域z保持没有频率至少1hz、至少2hz、至少3hz、至少4hz、至少5hz、至少10hz、至少15hz、或至少20hz的干扰影响。举例来说，可采取措施，使得该区域z保持没有频率至多500hz、至多400hz、至多300hz、至多250hz、至多200hz、至多100hz、至多75hz或至多50hz的干扰影响。
[0025]
拉伸玻璃熔体尤其可包括下拉或溢流熔融。在两种情况中，玻璃熔体从槽流出然后拉伸成玻璃带。玻璃熔体在其从槽流出时的黏度与位置-厚度变化的出现相关。值得注意地，黏度不应过高以使玻璃熔体能够适当地拉伸。然而，如黏度过低，则玻璃带将在此黏度范围内变得过长，从而使得在拉伸期间易于产生位置-厚度变化。因此，玻璃熔体从槽流出时的黏度应为10
2.20
dpas以上、10
2.30
dpas以上、10
2.40
dpas以上、10
2.50
dpas以上、10
2.60
dpas以上、10
2.70
dpas以上、10
2.80
dpas以上、10
2.90
dpas以上、10
3.00
dpas以上、10
3.10
dpas以上、10
3.20
dpas以上、或10
3.30
dpas以上。玻璃熔体从槽流出时的黏度例如可以为至多10
4.00
dpas、至多10
3.90
dpas、至多10
3.80
dpas、至多10
3.70
dpas、至多10
3.60
dpas、或至多10
3.50
dpas。玻璃熔体从槽流出时的黏度例如可以在10
2.20
dpas至10
4.00
dpas、10
2.30
dpas至10
4.00
dpas、10
2.40
dpas至10
3.90
dpas、10
2.50
dpas至10
3.90
dpas、10
2.60
dpas至10
3.80
dpas、10
2.70
dpas至10
3.80
dpas、10
2.80
dpas至10
3.70
dpas、10
2.90
dpas至10
3.70
dpas、10
3.00
dpas至10
3.60
dpas、10
3.10
dpas至10
3.60
dpas、10
3.20
dpas至10
3.50
dpas、或10
3.30
dpas至10
3.50
dpas的范围内。
[0026]
在下拉工艺中，槽具有玻璃熔体从其流动并向下流出的细长喷嘴。玻璃熔体从槽流出的点是由喷嘴开口给出或由插入喷嘴中的叶片的末端给出，在该叶片处玻璃向下行进。在溢流熔融工艺中，此点是由玻璃流会合、组合且向下流动的槽底侧给出。
[0027]
如果在从槽流出后黏度陡增也是有利的。黏度增加的陡度可受玻璃组合物的选择和/或通过施行适当的冷却方案所影响。
附图说明
[0028]
图1示出了示例性压力传感器的示意且未按真实比例的图。压力传感器以截面图示出且包括可例如由陶瓷材料制成的基底60。在基底60上通过粘结剂层63(例如由环氧树脂形成)固定玻璃元件100。玻璃组件100包括开口。压力传感器包括由硅制成的mems芯片61作为中心敏感性单元。在其中心区域中，其包括薄化位置(细丝)。在此细丝中集成压阻功能。mems芯片61阳极键合至玻璃元件且形成测量腔600。通过局部薄化的组成部件62形成参考压力腔601。此组成部件可由硅或玻璃制成且与mems芯片61、例如经由阳极键合或热熔进行气密连接。
[0029]
图2显示近表面损伤的侧视图。分辨率为1000x。
[0030]
图3显示用来分析近表面损伤程度(onsl)的根据示例1的样本的40倍放大率的示例性影像。图3的a及图3的b各自对应于示例1a及1b的样本。可看见示例1a中的onsl(图3的a)比示例1b中的(图3的b)高。
[0031]
图4示出在下拉法中制备具有250μm(v1)及700μm(v2-v6)标称厚度的玻璃物品对于面积区段(2
×
2)mm2(图4的a)及(5
×
5)mm2(图4的b)的相对于标称厚度d标准化的odsi分布的盒形图。盒各自由上下四分位数限定。中值显示为盒内的水平线。平均值显示为延伸超出盒的侧向界线的水平线。
具体实施方式
[0032]
近表面损伤程度(onsl)描述玻璃物品的表面的浅表损伤程度。“损伤”是具有至少1.0μm延伸的体积，其未填充有玻璃，但归因于刮痕、沟槽、条纹、气体内含物、剥落、贝状裂痕等而在玻璃物品中作为开放或闭合空腔存在。损伤的“延伸”是指其最大直径。也可以将损伤的“延伸”称为损伤的“长度”。损伤的“宽度”是指在相对于损伤的长度的正交方向中的损伤的直径。“浅表”在本文中是指损伤至少在区段中到达物品的表面或其至少在区段中在物品表面下方不超过1.0μm。玻璃物品的表面区段当其不包括任何损伤时是没有损伤的，即在表面处没有损伤且在表面下方直至1.0μm的深度中没有损伤。
[0033]
onsl可以用％指示为面积覆盖onsl，然后其是认为包括损伤的表面区段的面积部分。当在本发明中提及onsl时，除非另外陈述，否则不是指面积覆盖onsl，而是指数值onsl，其指示基于一定大小的面积区段、通常基于2
×
2mm2的面积区段的近表面损伤数值。
[0034]
在一定面积区段上的平均onsl特别是通过于若干不同试验区域中确定近表面损伤的数值及随后由此计算平均值来确定。所检测区域的面积不需与指示为onsl的基础的面积区段的面积相同。例如当基于2
×
2mm2的面积区段指示onsl时，则近表面损伤的数值可在面积不同于2
×
2mm2的试验区域中确定。特别地，各个试验区域的面积和/或试验区域的总面积可小于2
×
2mm2。在本发明的实施例中，各个试验区域的面积例如为至少0.05mm2、至少0.1mm2或至少0.15mm2。试验区域的总面积例如可以为至少0.2mm2、至少0.5mm2、至少0.7mm2或至少1.0mm2。在本发明的实施例中，试验区域是以均匀分布方式布置。特别地，各个试验区域可彼此和/或与玻璃物品的边缘等间隔。举例来说，当检测四个或九个试验区域时，则其可以方形形式布置。在九个试验区域的情况中，位于方形中心的试验区域当然不具有与边缘的相同距离。与边缘的相同距离尤其适用于位在外侧的试验区域。试验区域也可以矩形或圆的形式布置。试验区域的布置形状尤其可对应于两个主侧面的形状。试验区域的基本均匀分布有利于确定特别具代表性的onsl。
[0035]
onsl可通过显微镜、特别是利用40倍放大率、优选使用共焦激光扫描显微镜、特别是用zeiss lsm 800来确定。
[0036]
借助于示例来解释平均onsl的计算。假定需确定玻璃物品的基于2
×
2mm2面积区段的平均onsl。为此目的，可确定在若干个试验区域中，通常介于两个与十个(例如七个)之间的近表面损伤的数值。各个试验区域的面积例如可介于0.1mm2与0.2mm2之间。当例如，检测十个分别具有0.1mm2面积的试验区域时，并且当检测到总计200个近表面损伤时，则平均onsl为每mm2为200个损伤或在2
×
2mm2的面积区段为800个损伤。
[0037]
替代或除了平均onsl之外，也可以指示最大近表面损伤程度(onsl
max
)。当例如在前述示例中，在十个试验区域中的一个中检测到40个近表面损伤并且当此数值是所有十个试验区域中的最高者时，则onsl
max
可计算为损伤的数值与onsl
max
应以其为基础的面积区段的面积含量与试验区域的面积含量的商值的乘积。因此，在本示例中，其如下：
[0038][0039]
onsl需与表面粗糙度区分开来。表面粗糙度实质上描述表面中的较小结构，其延伸显著低于1.0μm。示例性的粗糙度通常对抛光/加工玻璃而言低于5nm及对热成形表面而言甚至更低。玻璃物品例如可具有低于2nm的粗糙度ra，特别地在2
×
2mm2或5
×
5mm2的面积
区段上，特别优选地在玻璃物品的一个或两个主侧面的整个表面上。
[0040]
特别有利的是，在2
×
2mm2的面积区段上的平均onsl低于2000、例如至多1500、至多1250、至多1000、至多750、至多500、至多400、至多300、至多200、至多150、至多125、至多100、至多90、至多80、至多70、至多60或至多50个损伤。在2
×
2mm2的面积区段上的平均onsl例如可以至少1、至少2、至少5、至少10或至少20个损伤。
[0041]
特别有利的是，在2
×
2mm2的面积区段上的onsl
max
为至多4000、例如至多3000、至多2500、至多2000、至多1500、至多1000、至多800、至多600、至多400、至多300、至多250、至多200、至多180、至多160、至多140、至多120或至多100个损伤。在2
×
2mm2的面积区段上的onsl
max
例如可以为至少2、至少4、至少10、至少20或至少40个损伤。
[0042]
玻璃物品具有低于3.0mm的低厚度。在优选实施例中，其甚至更薄，特别地，其中该物品可具有低于2.0mm、低于1.0mm或低于500μm的厚度。在某些实施例中，该物品甚至具有低于350μm、低于250μm、低于150μm、低于100μm或低于50μm的厚度。特别薄的玻璃物品除了作为小型化贡献的厚度减小外，其具有其仅轻微增加压力传感器的重量的优点。尤其在汽车领域或在可携式电子装置中，低重量是重要的。但极薄的玻璃在处理方面也更具有挑战性。举例来说，在极薄玻璃的情况中，会相当容易地发生损伤，且用于加工极薄玻璃所需的仪器方面的耗费高。在一些实施例中，玻璃物品的厚度高于5.0μm，优选地甚至高于10.0μm或高于20.0μm。本发明的特别优选的玻璃物品具有大于250μm的厚度，例如至少300μm、至少350μm、至少400μm、至少450μm、或至少500μm。厚度例如可以在》250μm至《3.0mm、300μm至2.75mm、350μm至2.5mm、400μm至2.25mm、450μm至2.0mm、或500μm至1.5mm的范围内。厚度例如可以为至多2.75mm、至多2.5mm、至多2.25mm、至多2.0mm、至多1.5mm、或至多1.0mm。
[0043]
因此，玻璃物品优选为呈板、圆盘、晶片、片等形状的扁平物品。该物品特别地具有两个主侧面，该主侧面与物品的其他侧面相比具有最大延伸。此两侧面之间的最短距离对应于玻璃物品的厚度。两个主侧面特别地为面平行。
[0044]
优选地，此处描述的onsl至少于区段中适用于玻璃物品的两个主侧面。在本说明中，当针对玻璃物品的面积区段指示onsl时，则此值优选也适用于玻璃物品的相对主侧面上的对应面积区段。
[0045]
可携式技术装置变得愈来愈小且需要尽可能高的封装或集成密度。这同样适用于汽车：压力传感器模块及系统的可用空间变得愈来愈小(例如：用于测量轮胎气压的阀内压力传感器)。此趋势加速了朝向较小组成部件的发展。此亦适用于压力传感器。为获得高测量精度，需在足以制造压力传感器的面积上实现玻璃物品的质量，特别是对于onsl和/或ods而言。优选地，此面积为2
×
2mm2以上，特别地4
×
4mm2以上，例如5
×
5mm2以上。
[0046]
玻璃物品本身可相当大。通常，玻璃物品可具有至少100mm2、至少200mm2、至少400mm2、至少600mm2、至少800mm2、至少2000mm2(特别地2英寸(大约50mm)的直径)、至少4400mm2(特别地3英寸(大约75mm)的直径)和/或至少74000mm2(特别地12英寸(大约300mm)的直径)的尺寸。可以从此大玻璃物品制备大量用于制造压力传感器的组成部件，例如，从玻璃物品锯出(切片)组成部件。也可使用比前述大或小的片或晶片。玻璃物品可具有圆形或有角的基底面积。
[0047]
在优选实施例中，玻璃物品具有至少100mm2、例如至少200mm2、至少400mm2、至少600mm2、至少800mm2、至少2000mm2(特别地2英寸(大约50mm)的直径)、至少4400mm2(特别地3
英寸(大约75mm)的直径)和/或至少74000mm2(特别地12英寸(大约300mm)的直径)的尺寸。关于玻璃物品的“尺寸”，其特别是指物品的两个主侧面中的一个的面积含量。特别地，物品的两个主侧面具有相同的面积含量。
[0048]
在一个实施例中，玻璃物品可包括至少30个具有2
×
2mm2尺寸的面积区段，特别地至少40个或至少45个适合这里描述的值(特别对于onsl和/或ods而言)的面积区段。此玻璃物品适合特别经济地制造压力传感器的组成部件。在一个实施例中，实现参数onsl和/或ods的玻璃物品的面积部分是玻璃物品的整体面积的至少50.0％、至少60.0％、至少70.0％、至少80.0％、至少90.0％、至少95.0％、至少98.0％、至少99.0％或至少99.9％。在一个实施例中，在两个主侧面的各个表面的整个面积上、特别地在两个主侧面的各个表面的约100％面积上基本满足平均onsl和/或onsl
max
。在一个实施例中，在玻璃物品的整个面积上、特别地在约100％的面积上基本满足ods
avg
、ods
max
和/或相对于厚度标准化的ods。
[0049]
位置-厚度变化(ods)描述玻璃物品的一个面积区段内的测量的最高厚度a与测量的最低厚度b之间的差。下式适用：odsi＝a
i-bi，其中i＝1、2、
…
、n(n＝玻璃物品的面积区段的数值)。玻璃物品的最大位置-厚度变化(ods
max
)是此玻璃物品的odsi值中的最高者。玻璃物品的最小位置-厚度变化(odsmin)是此玻璃物品的odsi值中的最低者。玻璃物品的平均位置-厚度变化(ods
avg
)是此玻璃物品的odsi值的平均值。在本发明中，通常简写为ods
avg
并称为ods。当于本发明中提及ods时，则除非另外陈述，否则是指ods
avg
。
[0050]
对于测量，例如可使用干涉计，特别是precitec sensor interferometric-k干涉计。采样速率特别地可以为4k hz。扫描速度特别地可以为500mm/s。测量点间隔特别地可以为0.125mm。
[0051]
ods可相对于厚度标准化来指示，因此是基于所考虑面积区段的平均厚度或基于玻璃物品的平均厚度或基于玻璃物品的标称厚度。玻璃物品的平均厚度与玻璃物品的标称厚度之间的偏差通常可以忽略。因此，标称厚度是玻璃物品的平均厚度的良好测量且优选用于厚度的标准化。
[0052]
特别有利的是，相对于厚度标准化的ods小于10nm/μm玻璃物品的厚度。小于10nm/μm玻璃物品的厚度的相对于厚度标准化的ods优选在2
×
2mm2以上的面积区段上，特别地在4
×
4mm2以上的面积区段上或甚至在5
×
5mm2以上的面积区段上达成。优选地，在2
×
2mm2的面积区段上相对于厚度标准化的ods是小于5nm/μm或小于2nm/μm。更优选地，在5
×
5mm2的面积区段上相对于厚度标准化的ods小于5nm/μm或小于2nm/μm。视制造方法而定，无法始终避免相对于厚度标准化的特定ods，使得在一个实施例中的玻璃物品可具有特别地在2
×
2mm2以上、例如5
×
5mm2的面积区段上0.001nm/μm或以上、例如至少0.01nm/μm或至少0.05nm/μm的相对于厚度标准化之ods。举例来说，本发明是关于具有在2
×
2mm2的面积区段上在0.001至10nm/μm、0.01至5nm/μm或0.05至2nm/μm范围内的相对于厚度标准化的ods的玻璃物品。本发明亦关于具有在5
×
5mm2的面积区段上在0.001至10nm/μm、0.01至5nm/μm或0.05至2nm/μm的范围内的相对于厚度标准化之ods的玻璃物品。
[0053]
ods亦可不相对于厚度标准化来指示。在此情况，使用单位“μm”，而非如于相对于厚度标准化的ods的情况中的单位“nm/μm”。当未提及相对于厚度的标准化时，则通常是指未相对于厚度标准化的ods。
[0054]
在一个实施例中，ods在2
×
2mm2的面积区段上低于10μm，特别地低于5μm或低于2μ
m。在一个实施例中，ods在5
×
5mm2的面积区段上低于10μm，特别地低于5μm或低于2μm。视制造方法而定，无法始终避免特定的ods，使得在一个实施例中的玻璃物品可具有特别地在2
×
2mm2以上、例如5
×
5mm2的面积区段上0.001μm以上、例如0.01μm以上、特别地至少0.05μm的ods。举例来说，本发明是关于具有在2
×
2mm2的面积区段上在0.001至10μm、0.01至5μm或0.05至2μm范围内的ods的玻璃物品。本发明亦关于具有在5
×
5mm2的面积区段上在0.001至10μm、0.01至5μm或0.05至2μm范围内的ods的玻璃物品。
[0055]
在一个实施例中，最大位置-厚度变化(ods
max
)在2
×
2mm2的面积区段上低于50μm、特别地低于25μm或低于10μm。在一个实施例中，ods在5
×
5mm2的面积区段上低于50μm、特别地低于25μm或低于10μm。视制造方法而定，无法始终避免特定的ods，使得在一个实施例中的玻璃物品可具有特别地在2
×
2mm2以上、例如5
×
5mm2的面积区段上0.005μm以上、例如0.05μm以上、特别地至少0.25μm的ods
max
。举例来说，本发明是关于具有在2
×
2mm2的面积区段上在0.005至50μm、0.05至25μm或0.25至10μm范围内的ods
max
的玻璃物品。本发明亦关于具有在5
×
5mm2的面积区段上在0.005至50μm、0.05至25μm或0.25至10μm范围内的ods
max
的玻璃物品。
[0056]
玻璃物品应容许在压力传感器中的半导体与待检测介质的良好且首要均匀的热去耦。当玻璃物品在2
×
2mm2以上的面积上、特别在室温下(因此在20℃至25℃范围内的温度下、例如于22℃下)显示出不高于0.2w/(m
·
k)、特别地至多0.15w/(m
·
k)、至多0.1w/(m
·
k)、至多0.05w/(m
·
k)、至多0.02w/(m
·
k)或至多0.01w/(m
·
k)的导热性变化时，实现均匀的热解耦。优选地，此值适用于整个玻璃物品。在本文中，“变化”是指导热性的最大差异，因此是指在对应面积上的最高与最低导热性之差。在一些实施例中，导热性的变化例如、特别地在室温下(因此在20℃至25℃范围内的温度下，例如于22℃下)可以为至少0.0001w/(m
·
k)或至少0.001w/(m
·
k)。导热性的测量例如可以借助于所谓的激光闪光方法来进行。在此，该方法是根据astme1461，且其从测得的热扩散系数α使用比热容量(c
p
)以及密度来计算导热性(λ)：
[0057]
λ＝α c
p ρ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0058]
亦可由计算确定在玻璃物品特定位置处的导热性。在没有损伤的位置处，有效导热性λ
eff
对应于玻璃的导热性λ。在热传导直接通过损伤发生的位置处，有效导热性可根据下式(2)来计算：
[0059][0060]
在式(2)中，λ
glass
是玻璃的导热性，λ
air
是空气的导热性，d是玻璃物品的厚度及δx是在热传导方向中的损伤的延伸。特别地，热传导从玻璃物品的其中一个主侧面直接正交穿过玻璃物品至玻璃物品的另一主侧面而发生。导热性λ
air
是直接穿过损伤的热传导的适当参数，因为损伤是未填充玻璃的体积。在约室温的温度下，λ
air
约0.0262w/(m
·
k)，并且因此其显著不同于在对应温度下约1.0w/(m
·
k)的典型玻璃的导热性。根据式(2)，在玻璃物品厚度d为500μm的情况中，在热传导的方向中具有δx＝1μm的延伸的损伤已导致导热性减小约7％。
[0061]
当使用在20℃至300℃温度范围内具有在2.5至11*10-6
/k、特别地3.0至9.5*10-6
/k范围内的平均热膨胀系数(cte)的玻璃物品时，已经证明有利的。cte是根据din iso 7991:1987来确定。
[0062]
优选地，玻璃物品包括若干个低于1.0/mm3的气体内含物。
[0063]
黏度-温度分布
[0064]
本发明不限于，仅具有特定黏度-温度分布的玻璃将适合于本发明的玻璃物品。然而，已经显示某些黏度-温度性质有利。为了特别经济的制造，特别地，可在拉伸方法(例如，在下拉法或溢流熔融法)中良好制造的玻璃为优选的，因此特别地，该玻璃的液相线黏度(高于该黏度可形成晶体)具有高于或等于103dpas、优选高于10
3.5
dpas、特别优选高于104dpas的值。
[0065]
如果玻璃具有使得玻璃熔体在下拉或溢流熔融工艺中从槽流出的温度下黏度相当大的黏度-温度分布时，对于降低位置-厚度变化是特别有利的。此外，如果玻璃具有使得黏度随温度降低而相当陡峭地增加的黏度-温度分布，这是有利的。各种措施单独或组合基本上降低玻璃产生实质位置-厚度变化的可能性。
[0066]
通常，使用vogel-fulcher-ta mmann方程式(vft方程式)来计算实现特定玻璃黏度所需的温度(亦参见din iso 7884-2:1998-2)：
[0067][0068]
在vft方程式中，η是黏度，a及b是与温度无关的材料参数，t是温度及t0是弗格尔(vogel)温度。对于给定的玻璃，a、b及t0是常数。
[0069]
优选地，玻璃具有至少3500k、至少4000k或至少4500k的b值。在特别优选实施例中，玻璃具有至少5000k、至少5500k或至少6000k的b值。优选地，b至多12000k、至多11000k、至多10500k、至多10000k、至多9500k、或至多9000k。参数b例如可在3500至12000k、4400至11000k、4500至10500k、5000至10000k、5500至9500k、或6000至9000k的范围内。
[0070]
t0优选至少25℃、至少50℃、至少75℃、至少100℃或至少120℃。优选地，t0至多300℃、至多275℃或至多250℃或至多225℃或至多215℃。t0例如可在25℃至300℃、50℃至275℃、75℃至250℃、100℃至225℃、或120℃至215℃的范围内。
[0071]
a值优选低于0、低于-0.5、低于-0.75、低于-1.0或低于-1.5。a值优选为至少-5.5、至少-5.0或至少-4.5。a值例如可在-5.5至《0、-5.5至《-0.5、-5.0至《-0.75、-4.5至《-1.0、或-4.5至《-1.5的范围内。
[0072]
具有此等vft常数的玻璃可尤其良好地在拉伸方法中(例如，在下拉法或溢流熔融法中)制造。
[0073]
特别优选地，玻璃具有以下vft常数：a在-5.5至《0.0的范围内，b在3500至12000k的范围内和/或t0在25℃至300℃的范围内。更优选地，玻璃具有以下vft常数：a在-5.0至《-0.75的范围内，b在4000至10000k的范围内和/或t0在75℃至275℃的范围内。更优选地，玻璃具有以下vft常数：a在-4.5至《-1.5的范围内，b在4500至9000k的范围内和/或t0在120℃至250℃的范围内。更优选地，玻璃具有以下vft常数：a在-4.5至低于-1.5的范围内，b在5000至10000k的范围内和/或t0在100℃至225℃的范围内。此特别有利于通过降低温度实现黏度的陡增，以致降低产生实质位置-厚度变化的可能性。
[0074]
甚至更相关的是玻璃熔体在其从槽流出时的黏度。此黏度是由两项独立因素决定，一方面由玻璃熔体从槽流出时的温度决定及另一方面由玻璃组成决定。第一项因素是可由本领域技术人员相应地选择的工艺参数。举例来说，如果玻璃熔体在相关点处的黏度过低，则本领域技术人员可选择降低温度来提高黏度。然而，此仅在特定限值内合理地进行。因此，如果玻璃具有使得在相关温度下的黏度相当高的组合为，这是有利的。特别地，如果玻璃具有根据vft方程式在t＝1400℃下为10
2.20
dpas以上、10
2.30
dpas以上、10
2.40
dpas以上、10
2.50
dpas以上、10
2.60
dpas以上、10
2.70
dpas以上、10
2.80
dpas以上、10
2.90
dpas以上、10
3.00
dpas以上、10
3.10
dpas以上、10
3.20
dpas以上、或10
3.30
dpas以上的黏度η，这是有利的。根据vft方程式在t＝1400℃下的黏度η例如可为至多10
4.00
dpas、至多10
3.90
dpas、至多10
3.80
dpas、至多10
3.70
dpas、至多10
3.60
dpas、或至多10
3.50
dpas。根据vft方程式在t＝1400℃下的黏度η例如可以在10
2.20
dpas至10
4.00
dpas、10
2.30
dpas至10
4.00
dpas、10
2.40
dpas至10
3.90
dpas、10
2.50
dpas至10
3.90
dpas、10
2.60
dpas至10
3.80
dpas、10
2.70
dpas至10
3.80
dpas、10
2.80
dpas至10
3.70
dpas、10
2.90
dpas至10
3.70
dpas、10
3.00
dpas至10
3.60
dpas、10
3.10
dpas至10
3.60
dpas、10
3.20
dpas至10
3.50
dpas、或10
3.30
dpas至10
3.50
dpas的范围内。
[0075]
鉴于如以上所示的vft方程式，可以看见，增加a、增加b和/或增加t0与在给定温度t下的增加黏度η相关联。然而，a和/或b的增加值亦与在相关温度范围内的较不陡峭的黏度变化相关联。
[0076]
因此，如果以这样平衡方式选择玻璃组分，使得获得期望的黏度-温度分布，这是有利的。举例来说，对某些vft常数具有降低效应的组分优选由对各个vft常数或对另两vft常数中的一个具有增加效应的组分平衡，且反之亦然，以获得最佳的黏度-温度分布。
[0077]
玻璃成份的选择会影响折射率的温度相依性。举例来说，添加sio2会降低vft方程式的a值并增加b值及t0。下表概述玻璃成份对vft常数的影响，其中“+”表示增加效应，“++”是指所述常数的值强烈地增加。
“‑”
代表降低效应，“—”是指所考虑常数的值由于玻璃成份的量的增加而强烈地减小。
[0078] abt0na2o++
‑‑‑
k2o
‑‑‑‑
cao
‑‑‑
++mgo
‑‑
++
‑‑
al2o3+++++sio2‑‑
++++
[0079]
优选玻璃组合物
[0080]
玻璃物品的组合物不受限于特定玻璃。然而，对于尤其经济的制造，可在拉伸方法中(例如，在下拉法或溢流熔融法中)良好地制造的玻璃为优选的。在一个实施例中，玻璃为硅酸盐玻璃，特别地硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃。此外，将玻璃组合物维持于特定限值内可尤其有利于优化黏度-温度分布，以降低玻璃产生位置-厚度变化的可能性。此尤其是在玻璃离开槽时具有相当高黏度和/或随温度降低而具有黏度陡增的玻璃的情况。
[0081]
借助于玻璃组合物，例如，可影响导热性(单位w/(m
·
k))及因此亦影响热传递系数(单位w/(m2·
k))。某些氧化物，诸如sio2、al2o3、b2o3、mgo、cao、sro、bao或k2o与导热性增
加相联系。其他氧化物，诸如tio2、li2o或na2o与导热性减小相联系。
[0082]
在本发明中，碱金属氧化物的总和、特别地li2o+na2o+k2o总和亦称为“r2o”。类似地，mgo+cao+sro+bao+zno总和亦称为“ro”。
[0083]
在一个实施例中，玻璃包括至少60.0mol％的sio2。视情况，sio2含量可高达87.0mol％或高达85.0mol％。二氧化硅对玻璃的电阻有实质贡献。但其亦提高玻璃的加工温度及因此降低制造经济性。在一个实施例中，玻璃包括至少67.0mol％或至少75.0mol％的sio2，更优选至少77.5mol％，更优选至少80.0mol％。
[0084]
在一些实施例中，玻璃中的可选组分为b2o3。
[0085]
举例来说，玻璃可包括以下组分(以mol％计的指定份量)。
[0086] min.(mol％)max.(mol％)sio260.087.0b2o30.015.0al2o30.012.0r2o0.020.0
[0087]
包括含有以下组分(以wt％计)的玻璃或从该玻璃制成的玻璃物品已经显示对于提供根据实施例和/或可于根据实施例的方法中制造的玻璃物品为特别优选的：
[0088]
组合物范围1：
[0089][0090]
其中下述成立：mgo、cao及bao的含量总和在8至18wt％范围内。
[0091]
组合物范围2：
[0092][0093]
组合物范围3：
[0094][0095]
组合物范围4：
[0096][0097][0098]
组合物范围5：
[0099][0100]
组合物范围6：
[0101][0102]
在所有前述组合物范围中，可进一步包括少量成份和/或痕量成份(例如，呈着色物质和/或精炼剂的形式)，因此例如sno2、ceo2、as2o3、cl-、f-、硫酸盐。
[0103]
一般而言，不受限于这里描述的实施例，当玻璃具有使得其可阳离子组合(或键合)的形式时，这可是有利的。为此，当玻璃包括特定份量的碱金属和/或碱金属氧化物(特别地，钠和/或氧化钠)时，这是有利的。在该实施例中，na2o含量应为至少0.5wt％，但优选地不应超过6wt％。
[0104]
此外，为将玻璃用于压力传感器，平均热膨胀系数也是相关的。已经显示，使用在20℃至300℃温度范围内具有在2.5至11*10-6
/k、特别地3.0至9.5*10-6
/k范围内的平均热膨胀系数(cte)的玻璃物品，这是有利的。cte是根据din iso 7991:1987来确定。在本发明的某些实施例中，其在3.1至3.3ppm/k范围内，其对应于硅的膨胀系数。
[0105]
在温度区间20
–
400℃内的所有温度下，相对长度变化δl/l最好类似于硅的轨迹，最好是一致的。
[0106]
制造方法
[0107]
本发明的玻璃物品可例如由拉伸方法来制备。示例性的拉伸方法是下拉、溢流熔融及再拉伸。下拉和/或溢流熔融是特别优选的。
[0108]
视表面质量而定，可能需要后加工。示例性的后加工步骤是抛光、研磨及磨光(lapping)。特别有利的是研磨及视情况的后续抛光。利用结合颗粒、特别是用钻石研磨剂研磨是特别优选的。
[0109]
通常，利用拉伸方法，获得非常好的近表面损伤程度的玻璃物品。但不利用其他目标措施的情况下，拉伸玻璃可具有高ods。不在拉伸方法中而是在浇铸流延(casting)方法中制造为锭并随后锯切及抛光的玻璃物品通常具有极低的ods，但高的近表面损伤程度。在根据本发明的方法中，已采取措施来提供低ods以及低onsl的玻璃，并因此其特别良好地适合作为压力传感器中的组成部件。在下文中描述的方法可以连续方式操作，及因此其于经济观点下亦是有利的。
[0110]
在一方面中，本发明涉及一种制造玻璃物品的方法，其包括以下步骤：
[0111]-制造玻璃熔体，
[0112]-精炼玻璃熔体，
[0113]-特别地使用拉伸辊，将该玻璃熔体拉伸成具有在小于3.0mm范围内的目标厚度的玻璃带，
[0114]-将该玻璃带分割成玻璃物品，
[0115]
其中该玻璃带通过区域z，在该区域z中，其已达成目标厚度，但其黏度仍低于10
10
dpas，
[0116]
其中该玻璃在该区域z中以至少0.5m/min及至多50m/min、例如2至10m/min、10至25m/min或25至50m/min的拉伸速度拉伸，以及
[0117]
其中采取措施，使该区域z保持免于受在0.01至500hz、例如0.05至400hz、0.1至300hz、0.5至250hz、0.8至200hz、1至100hz、4至75hz或5至50hz的频率范围内的干扰影响。
[0118]
特别地，已发现1hz以上的频率与相关位置-厚度变化的出现相关联。因此，应采取措施，使该区域z保持免于受在1至500hz、2至400hz、3至300hz、4至250hz、5至200hz、10至100hz、15至75hz或20至50hz的频率范围内的干扰影响。举例来说，可采取措施，使该区域z保持没有频率至少1hz、至少2hz、至少3hz、至少4hz、至少5hz、至少10hz、至少15hz、或至少20hz的干扰影响。举例来说，可采取措施，使该区域z保持没有频率至多500hz、至多400hz、至多300hz、至多250hz、至多200hz、至多100hz、至多75hz或至多50hz之干扰影响。
[0119]
在所提及频率范围内的干扰影响例如可利用拉伸设备和/或区域z的隔音客体(acoustic housing)实现。视情况，调整拉伸辊(特别地在拉伸方向中)的距离已可最小化设备中的干扰影响。
[0120]
由于以此方式可抑制玻璃的自然振动。玻璃的自然振动特别是在玻璃的自然频率ef以及其倍数(频率f＝n*ef)下发生。经由适当设置拉伸辊或滚筒，可抑制此自然振动。举例来说，可在第一拉伸辊与hfg区(热形成区)之间设置第二拉伸辊，使得第二拉伸辊至第一拉伸辊的距离选择为小于第一拉伸辊至hfg区的距离的1/n来抑制n*ef下的自然振动。
[0121]
当将玻璃带视为弦时，相关自然频率可例如根据下式来评估：
[0122][0123]
l是弦长度，ψ是张力及μ是质量覆盖。当将玻璃带视为二维物体(膜而非弦)时，则
可确定进一步的自然频率。
[0124]
为最小化干扰影响，可提供振动去耦，特别是在0.01至500hz、例如0.05至400hz、0.1至300hz、0.5至250hz、0.8至200hz、1至100hz、4至75hz或5至50hz之范围内，或于1至500hz、2至400hz、3至300hz、4至250hz、5至200hz、10至100hz、15至75hz或20至50hz的频率范围内。
[0125]
排除某些频率范围和/或对自然频率产生解调谐(detuning)是有利的。
[0126]
降低在冷却区域中的对流，使得玻璃不会振动亦是有利的。例如，这可借助面板(屏蔽压力串级)来达成。亦可提供密封，特别地气密密封。
[0127]
当拉伸设备及成型去耦时，亦可避免振动。因此可避免将振动传输至成型。
[0128]
玻璃熔体的拉伸可特别地包括下拉或溢流熔融。在两种情况中，玻璃熔体从槽流出然后再拉伸成玻璃带。玻璃熔体在其从槽流出时的黏度与位置-厚度变化的出现特别相关。值得注意地，黏度应低于104dpas，以使玻璃熔体能够适当地拉伸。然而，如黏度过低，则玻璃带将在黏度范围内变得过长，从而使得在拉伸期间易于产生位置-厚度变化。因此，玻璃熔体从槽流出时的玻璃熔体黏度应为10
2.20
dpas以上、10
2.30
dpas以上、10
2.40
dpas以上、10
2.50
dpas以上、10
2.60
dpas以上、10
2.70
dpas以上、10
2.80
dpas以上、10
2.90
dpas以上、10
3.00
dpas以上、10
3.10
dpas以上、10
3.20
dpas以上、或10
3.30
dpas以上。玻璃熔体从槽流出时的玻璃熔体黏度例如可以为至多10
4.00
dpas、至多10
3.90
dpas、至多10
3.80
dpas、至多10
3.70
dpas、至多10
3.60
dpas、或至多10
3.50
dpas。玻璃熔体从槽流出时的玻璃熔体黏度例如可以在10
2.20
dpas至10
4.00
dpas、10
2.30
dpas至10
4.00
dpas、10
2.40
dpas至10
3.90
dpas、10
2.50
dpas至10
3.90
dpas、10
2.60
dpas至10
3.80
dpas、10
2.70
dpas至10
3.80
dpas、10
2.80
dpas至10
3.70
dpas、10
2.90
dpas至10
3.70
dpas、10
3.00
dpas至10
3.60
dpas、10
3.10
dpas至10
3.60
dpas、10
3.20
dpas至10
3.50
dpas、或10
3.30
dpas至10
3.50
dpas的范围内。
[0129]
玻璃熔体在其从槽流出时的黏度主要由两项独立因素决定，一方面由玻璃熔体从槽流出时的温度决定及另一方面由玻璃组合物决定。第一项因素是可由本领域技术人员相应地选择的工艺参数。举例来说，如玻璃熔体在相关点处的黏度过低，则本领域技术人员可选择降低温度来提高黏度。
[0130]
如果从槽流出后黏度陡增，这亦是有利的。黏度增加的陡度可受玻璃组合物的选择和/或由施行适当的冷却方案所影响。
[0131]
有利实施例
[0132]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上少于2000个具有至少1.0μm延伸的损伤的平均近表面损伤程度(onsl)。
[0133]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上小于10nm/μm厚度的相对于厚度标准化的平均位置-厚度变化(ods)。
[0134]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2或5
×
5mm2的面积区段上小于10μm的ods。
[0135]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2的面积区段上至多4000的onsl
max
。
[0136]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2或5
×
5mm2的面积区段上小于50μm的最大位置-厚度变化(ods
max
)。
[0137]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2的面积上不高于0.2w/(m
·
k)的导热性变化。
[0138]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有以下vft参数的黏度-温度分布：a在-5.5至《0.0范围内，b在3500至12000k范围内和/或t0在25℃至300℃范围内。
[0139]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上少于2000个具有至少1.0μm延伸的损伤的平均近表面损伤程度(onsl)及具有在2
×
2mm2的面积区段上小于10μm的ods。
[0140]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上少于2000个具有至少1.0μm延伸的损伤的平均近表面损伤程度(onsl)及具有在2
×
2mm2的面积区段上小于50μm的最大位置-厚度变化(ods
max
)。
[0141]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上少于2000个具有至少1.0μm延伸的损伤的平均近表面损伤程度(onsl)及具有在2
×
2mm2的面积上不高于0.2w/(m
·
k)的导热性变化。
[0142]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上少于2000个具有至少1.0μm延伸的损伤的平均近表面损伤程度(onsl)及具有以下vft参数的黏度-温度分布：a在-5.5至《0.0范围内，b在3500至12000k范围内和/或t0在25℃至300℃范围内。
[0143]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上小于10nm/μm厚度的相对于厚度标准化的平均位置-厚度变化(ods)及具有在2
×
2mm2的面积区段上至多4000的onsl
max
。
[0144]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上小于10nm/μm厚度的相对于厚度标准化的平均位置-厚度变化(ods)及具有在2
×
2mm2的面积上不高于0.2w/(m
·
k)的导热性变化。
[0145]
在一方面中，本发明涉及一种玻璃物品，其具有小于3.0mm厚度及具有在2
×
2mm2上小于10nm/μm厚度的相对于厚度标准化的平均位置-厚度变化(ods)及具有以下vft参数之黏度-温度分布：a在-5.5至《0.0范围内，b在3500至12000k范围内和/或t0在25℃至300℃范围内。
[0146]
示例
[0147]
本发明现将借助以下示例来更详细地解释。
[0148]
1.示例1
[0149]
使玻璃物品经受各种后加工步骤。示例1a利用磨光及抛光后加工。示例1b利用研磨及抛光后加工。更具体地，后加工方案如下。
[0150][0151]
在示例1a及1b中进行相同的抛光步骤。两示例间的唯一差异在于示例1a已经历前述磨光，而示例1b已经历前述研磨。
[0152]
在显微镜(zeisslsm800)下利用40倍放大率利用120v的65％照明分析不同后加工步骤对近表面损伤程度(onsl)的影响。示例性的影像显示于图3中。将每个黑点解释为一个损伤。为避免由于黏附于表面上的污染所引起的误算，在显微评估前清洁样本表面。
[0153]
结果概述于下表，其中分别给出在指定面积上的近表面损伤的平均数值作为onsl。针对示例1a及1b每一个，各检测7个样本。
[0154] 示例1a示例1b1x1mm2上的onsl《500《502x2mm2上的onsl≥500-2000≥50-1005x5mm2上的onsl》2000-12000》100-600损伤长度[μm]《15《20损伤宽度[μm]《10《10
[0155]
比较示例1a与示例1b显示，研磨与磨光相比，得到更好的结果(较低的onsl程度)。
[0156]
示例1a及示例1b在对应后加工之后的标称厚度各在约400μm至约450μm范围内。采用示例2中所述的方法，针对2
×
2mm2及5
×
5mm2的面积区段确定位置-厚度变化(ods)。无法发现示例1a及示例1b间的ods质的相关差异。
[0157]
在2
×
2mm2的面积区段的情况中，确定为示例1a及示例1b的各个odsi值的算术平均值的平均位置-厚度变化(ods
avg
)各为约0.05μm。相应地，在2
×
2mm2的面积区段上的ods/标称厚度在0.11至0.13nm/μm范围内。
[0158]
在5
×
5mm2的面积区段的情况中，确定为示例1a及示例1b的各个odsi值的算术平均值的平均位置-厚度变化(ods
avg
)各为约0.13至0.14μm。相应地，在5
×
5mm2的面积区段上的ods/标称厚度在0.27至0.34nm/μm范围内。
[0159]
2.示例2
[0160]
在下拉法中制备具有700μm或250μm标称厚度的玻璃物品。该物品分别具有510mm长度及430mm宽度。
[0161]
借助于干涉测量以光学方式确定玻璃物品的实际位点依赖的厚度。为此目的，使光聚焦于玻璃物品上，并使用物品正面及反面的反射路径差所产生的干涉来确定玻璃物品的局部厚度。
[0162]
关于测量，使用precitec sensor interferometric-k干涉计。采样速率为4k hz。扫描速度为500mm/s。测量点间隔为0.125mm。
[0163]
测量轨道是在与拉伸玻璃方向正交的方向上测量。两测量轨道间的距离为10mm。
因此，在拉伸玻璃方向上的测量空间分辨率仅为10mm。为提高在拉伸方向上的分辨率，进行线性内插法。结果，在拉伸玻璃方向上的分辨率可提高至1mm。由内插法所引起的误差据估计《0.05μm。因此，内插法不会导致相关的结果偏差。
[0164]
基于如此获得的厚度值，针对2
×
2mm2及5
×
5mm2的面积区段确定位置-厚度变化(ods)。选择面积区段，使得其中一个测量点始终位于一个面积区段的中心。因此，针对每个测量点，各计算一个面积区段且针对ods进行评估。仅位置过于接近玻璃物品边缘以用作2
×
2mm2及5
×
5mm2的面积区段中心的测量点是例外。对于在玻璃物品拉伸方向上及正交于拉伸方向的方向上各1mm的位点的分辨率，此导致每个玻璃物品大约200000个评估面积区段。
[0165]
从不同的试验系列(以下称为v1-v6)，检测4个具有250μm标称厚度的玻璃物品(示例“v1”)。此外，检测10个具有d＝700μm的标称厚度的玻璃物品(每个试验各2个玻璃物品)(示例“v2-v6”)。(2
×
2)mm2所考虑的面积区段的数值为每玻璃物品204408及(5
×
5)mm2所考虑的面积区段的数值为玻璃物品202905。
[0166]
有趣地，已经发现，在700μm标称厚度的情况下，确定的ods值并未在试验内变化，而是在试验间(v2-v6)变化很大。然而，在250μm标称厚度的情况下，对于不同样本，未发现ods值的相关偏差。因此，以下，在250μm标称厚度的情况下，仅指示一个ods值，而在700μm标称厚度的情况中，指示一范围，其中其上限及下限分别对应于所有试验的检测样本的最高及最低ods
avg
值。
[0167]
所显示的ods值分别是确定为odsi值的算术平均值的平均位置-厚度变化(ods
avg
)。针对(2
×
2)mm2的面积区段，ods是计算为204408个odsi值的平均值。针对(5
×
5)mm2的面积区段，ods是每个试验202905个odsi值的平均值。
[0168]
结果概述于下表。
[0169][0170]
以上概述为基础的数据在图4中以odsi值/标层厚度d的盒形图的形式示出。此处，图4a指的是面积区段(2
×
2)mm2及图4b指的是面积区段(5
×
5)mm2。

技术特征：
1.一种玻璃物品，其具有两个面平行的主侧面，其中该玻璃物品具有小于3.0mm的厚度，其中该玻璃物品在两个主侧面上分别具有在2
×
2mm2上少于2000个具有小于1.0μm延伸的损伤的平均近表面损伤程度(onsl)，其中该玻璃物品具有在2
×
2mm2上每μm玻璃物品厚度小于10nm的相对于厚度标准化的平均位置-厚度变化(ods)，其中该ods是在2
×
2mm2的指定测量面积内的最高厚度与最低厚度之间的差。2.如权利要求1所述的玻璃物品，其具有在2
×
2mm2上小于10μm的平均位置-厚度变化。3.如权利要求1或2所述的玻璃物品，其具有在2
×
2mm2上小于50μm的最大位置-厚度变化(ods
max
)。4.如前述权利要求中任一项所述的玻璃物品，其中，该玻璃物品在两个主侧面上具有在2
×
2mm2上至多4000个具有小于1.0μm延伸的损伤的最大近表面损伤程度onsl
max
。5.如前述权利要求中任一项所述的玻璃物品，其具有小于2.0mm、小于1.0mm或小于0.5mm的厚度。6.如前述权利要求中任一项所述的玻璃物品，其具有在2
×
2mm2上低于2nm的粗糙度ra。7.如前述权利要求中任一项所述的玻璃物品，其具有小于1.0/mm3的气体内含物数值。8.如前述权利要求中任一项所述的玻璃物品，其是由具有以下vft参数的黏度-温度分布的玻璃制成：a在-5.5至小于0.0范围内，b在3500至12000k范围内和/或t0在25℃至300℃范围内。9.如前述权利要求中任一项所述的玻璃物品，其具有在2
×
2mm2上至多0.2w/(m
·
k)的最大导热性差异。10.如前述权利要求中任一项所述的玻璃物品，其具有至少400mm2的面积。11.如权利要求1至10中任一项所述的玻璃物品，其特别地可通过分割前述权利要求所述的玻璃物品制得，其具有1至10mm2、优选3至6mm2、特别地约2
×
2mm2的面积。12.一种如权利要求11所述的玻璃物品的用途，其用于压力传感器中，特别地作为压力传感器中的组成部件。13.一种压力传感器，其包括如权利要求11所述的玻璃物品。14.一种制造玻璃物品的方法，该玻璃物品特别是如权利要求1至11中任一项所述的玻璃物品，其包括以下步骤：-制造玻璃熔体，-精炼该玻璃熔体，-特别地使用拉伸辊，将该玻璃熔体拉伸成具有在小于3.0mm范围内的目标厚度的玻璃带，-将该玻璃带分割成玻璃物品，其中该玻璃带通过区域z，在该区域z中，玻璃带已实现该目标厚度，但其黏度仍低于10
10
dpas，其中该玻璃在该区域z中以至少0.5m/min及至多50m/min的拉伸速度拉伸，以及其中采取措施，使得该区域z保持免于受0.01至500hz频率范围内的干扰影响。15.如权利要求14所述的方法，其中，采取措施，使得该区域z保持免于受1至500hz频率范围内的干扰影响。16.如权利要求14及15中任一项所述的方法，其中，该方法是下拉法或溢流熔融法。
17.如权利要求16所述的方法，其中，该玻璃熔体从槽流出并且然后拉伸成玻璃带，其中在该玻璃熔体从槽流出时该玻璃熔体的黏度在10
2.20
dpas至10
4.00
dpas的范围内。18.如权利要求14至17中任一项之方法，其中，该措施选自：-拉伸设备和/或该区域z的隔音罩，-拉伸设备及成型的去耦，-调整拉伸辊的距离，-一或多个面板，特别地用于降低冷却区域中的对流，-密封，以及-其组合。19.如权利要求14至18中任一项所述的方法，其包括以下步骤：-利用结合颗粒、特别地利用钻石研磨剂研磨该玻璃物品，-可选的后续抛光。

技术总结
本发明涉及一种玻璃物品以及其在压力传感器中的用途。本发明还涉及一种制造该玻璃物品的方法。品的方法。品的方法。


技术研发人员：U
受保护的技术使用者：肖特股份有限公司
技术研发日：2022.03.10
技术公布日：2023/8/14