TWI726896B - 用於玻璃成型模具之塗層及包括該等塗層的模具 - Google Patents

Abstract

茲描述精密玻璃模具，模具係藉由用包括鈦的塗層塗佈由高純度細晶粒尺寸石墨製成的模具而形成。在不同實施方式中，鈦塗層披覆氧化釔（Y₂ O₃ ），以提供優異功能特性的高精密度玻璃模具。所得玻璃模具可用於形成具高度光滑光潔度的玻璃製品，以用於高精密度應用，例如消費性電子裝置應用、醫療儀器和光學裝置。使用高純度細晶粒尺寸石墨能以低成本機械加工模具，是以不需製造需塗覆包括金屬擴散阻障層等多層的金屬模具以便符合此類精密應用的操作要求。

Description

用於玻璃成型模具之塗層及包括該等塗層的模具

本發明係關於用於玻璃成型模具的塗層和包含此塗層的玻璃成型模具，及製作及使用此模具的方法。

由於玻璃不會黏住石墨且石墨容易機械加工，故石墨用於玻璃製造裝備來進行玻璃彎曲和其他玻璃形成操作。然儘管有這些優點，石墨在玻璃彎曲或其他形成操作進行溫度下將易氧化。氧化會於石墨中形成凹坑，以致當玻璃彎曲或以其他方式形成時，在玻璃上產生渦紋或其他表面突點。又，即使石墨很容易機械加工，機械加工操作可能會在石墨表面造成凹坑，特別係採用大晶粒石墨時，進而於處理玻璃表面產生渦紋和其他表面突點。

用於玻璃形成操作的不鏽鋼模具塗覆鋁鈦合金或對應合金氧化物，以於不可氧化基板上提供不黏表面，此揭示於美國專利申請公開案第2014/0224958A1號。然此模具需有多層，包括如金屬擴散阻障層，以保護熔融玻璃免受底下金屬模具影響。此外，金屬模具需大規模機械加工及表面精整，並且製造昂貴。

由塗覆碳化鈦/鈦/氧化鈦塗層的石墨形成的玻璃搬運降落導件（有時稱作降落滑道）已用於玻璃製造操作中，但此結構不需完全被塗層包覆，以防止或減少底下石墨氧化。此係因為此類導件與熔融或加熱玻璃的接觸時間很短，例如0.1秒等級，是以導件不需包括用於精密模製三維玻璃製品的玻璃模具特徵結構。為此，玻璃搬運降落導件和其上塗層的表面光潔度不適於精密玻璃模製，例如消費性電子裝置應用、醫療儀器、光學裝置等的要求。

在其他應用中，用於玻璃瓶製造的石墨導環已塗覆碳化鈦，但在此用途中，石墨不需用碳化鈦塗層包覆，以減少或防止此導環的石墨主體氧化。

本發明係關於用於玻璃成型模具的塗層和包含此塗層的玻璃成型模具，及製作及使用此模具的方法。

在一態樣中，本發明係關於精密玻璃模具，包含具一或更多模具特徵結構的細晶粒石墨模具主體，及在石墨模具主體和一或更多模具特徵結構頂上的包覆塗層。

本發明的另一態樣係關於精密玻璃模具，包含具一或更多模具特徵結構的細晶粒石墨模具主體，及在石墨模具主體和一或更多模具特徵結構頂上的包覆塗層。包覆塗層可包含氣相沉積金屬，且具有的熱膨脹係數與石墨模具主體的熱膨脹係數相差不超過百萬分之1/℃。

在不同實施例中，塗佈金屬包含鈦，包覆塗層包含鈦與碳。在其他實施例中，包含鈦與碳的包覆塗層可包括化學計量或非化學計量碳化鈦。在又一些其他實施例中，精密玻璃模具具有包含鈦與氧的玻璃接觸層或區域、或包含鈦、氧與碳的玻璃接觸層或區域。在不同實施例中，精密玻璃模具不含自包覆模具的平均表面平面起大於約25微米的表面不連續面，例如渦紋、凹穴、突起和其他表面突點，較佳地，自平均表面平面的任何偏差為小於25微米，更佳為小於20微米，最佳為小於10微米。

本發明的又一態樣係關於製作精密玻璃模具的方法，方法包括或包含形成包覆塗層至具一或更多模具特徵結構的細晶粒石墨模具主體頂上的動作或步驟，包覆塗層包含金屬（例如鈦）與碳。在此方法的不同實施例中，包覆塗層的熱膨脹係數與石墨模具主體的熱膨脹係數相差不超過百萬分之1/℃。在製作精密玻璃模具的一些方法實施例中，包含金屬與碳的包覆塗層可包括化學計量或非化學計量碳化鈦。

在製作精密玻璃模具的一些方法實施例中，包含鈦的層或區域形成在包含鈦與碳的包覆塗層頂上。在此實施例中，包含鈦的區域可包含鈦氧化物。在製作精密玻璃模具的又一些其他實施例中，精密玻璃模具具有包含鈦與氧的玻璃接觸層或區域、或包含鈦、氧與碳的玻璃接觸層或區域。

根據本發明，製作精密玻璃模具的方法提供精密玻璃模具，精密玻璃模具不含自精密玻璃模具的平均表面平面起大於約25微米的表面不連續面，較佳地，自平均表面平面的任何偏差量值為小於25微米，更佳為小於20微米，最佳為小於10微米。

在再一實施例中，本發明係關於玻璃模具，包含細晶粒石墨主體和包含鈦與氧化釔的塗層於上。

在另一態樣中，本發明係關於製作本發明包括鈦與氧化釔塗層的玻璃模具的方法，其中方法包含利用氣相沉積製程，沉積鈦與氧化釔塗層或一或更多塗層組分至細晶粒石墨主體上面。

本發明的又一態樣係關於玻璃形成方法，包含使熔融玻璃接觸前述本發明玻璃模具。

本發明的另一態樣係關於玻璃模具，包含具氧化釔塗覆於上的細晶粒石墨主體。

在再一態樣中，本發明係關於玻璃形成方法，包含使熔融玻璃接觸玻璃模具，玻璃模具包含具氧化釔塗覆於上的細晶粒石墨主體。

本發明的其他態樣、特徵和優點在參閱實施方式說明和後附申請專利範圍後，將變得更清楚易懂。

本發明係關於由塗覆石墨模具主體製成的精密玻璃模具、施用於石墨模具主體的塗層，及在玻璃製造操作中製作及使用塗覆石墨模具主體的方法。

除非內文清楚指明，否則本文（包括後附申請專利範圍）所用單數形式「一」和「該」包括複數意涵。故例如，指稱「一模具特徵結構」涉及一或更多模具特徵結構和熟諳此技術者已知均等物等。

除非另行定義，否則本文所用技術與科學用語的意義和一般技術人士所理解的一樣。類似或等同所述的方法和材料可用於實踐或測試本發明實施例。在此提及的所有刊物全文以引用方式併入本文中。此不應解釋成承認本申請案的任何發明無權憑藉在先發明而早於這些刊物。

本文所用「選擇性」或「視情況而定」一詞意指隨後描述的事件或狀況可以或可不發生，該描述包括事件發生的情況和未發生的情況。

無論是否清楚指出，所述所有數值可以「約」一詞修飾。「約」通常係指熟諳此技術者認為等同提及數值的數字範圍（即具相同功能或結果）。在一些實施例中，「約」係指提及數值的±10%以內，在其他實施例中，「約」係指提及數值的±2%以內。

雖然組成和方法係就「包含」各種組分與步驟來描述（詮釋成意指「包括」，但不限於），組成和方法亦可「本質由」或「由」各種組分與步驟「組成」，此用法應解釋為定義本質封閉或封閉式構件群組。

雖然本發明已以一或更多實施方式揭示如上，但熟諳此技術者在閱讀及理解本說明書和附圖後當可作相等更動與潤飾。本發明包括所有潤飾與更動，並只以後附申請專利範圍所界定者為準。此外，儘管本發明的特定特徵或態樣只以數種實施方式之一描述，然此特徵或態樣可依所需及有利任何給定或特定應用方式結合其他實施方式的一或更多特徵或態樣。

在詳細說明和申請專利範圍所用「包括」、「具備」、「具有」、「帶有」或上述變體字等用語方面，此用語旨在以類似「包含」一詞的方式包括在內。

本文所用「示例性」一詞僅指範例、而非最佳。

應理解為簡化及便於了解，所述特徵結構、層及/或元件為描述成相對彼此具特定尺寸及/或定向，實際尺寸及/或定向實質上可能不同於所述。

本文所用「區域」一詞係指未具不同層結構的包覆塗層，其中塗層組成橫越塗層厚度變化及/或包括非化學計量組成。例如，金屬（例如鈦）氣相沉積至石墨上時，最靠近石墨的區域的沉積鈦材料可富含碳及缺乏金屬。隨著金屬持續氣相沉積，將於化學計量碳化鈦附近形成區域。金屬再繼續氣相沉積時，將形成鈦金屬區域。相對於「區域」特性，本文所用「層」一詞係指包覆塗層具有更不同的「層」結構與組成。「層」和「區域」可用於描述在石墨模具主體頂上的不同包覆塗層實施例結構。

在此，具一或更多模具特徵結構的石墨模具主體係指由細晶粒石墨製成的任何成型模具，此可用於由壓入模具的熔融玻璃重複形成三維製品。「模具特徵結構」可為凹穴、包括突起的凹穴、上述組合物或用於形成成型玻璃製品的其他特徵結構。

本文所用「細晶粒石墨」一詞意指包含石墨微粒（晶粒）尺寸不超過10微米的石墨存料或鑄塊。在一些實施例中，包含模具的石墨的石墨粒徑（晶粒尺寸）可為1微米。在其他實施例中，包含模具的石墨微粒（晶粒）尺寸可為5微米，在又一些其他實施例中，包含模具的石墨微粒（晶粒）的石墨微粒（晶粒）尺寸可為10微米。將理解在不同實施例中，石墨的晶粒尺寸可包含晶粒尺寸分布，例如1至10微米、2至10微米、2至8微米、1.5至6.5微米或其他適合範圍，但實際上較佳為採用具均勻或實質均勻晶粒尺寸的石墨存料或鑄塊，如此模具的石墨主體的CTE和其他功能特性得盡可能均向且同質。可使用標準篩子篩選石墨微粒來達成預定粒徑，以製備模具或存料塊的石墨粒徑。細晶粒尺寸約10微米或以下且CTE可比鈦的非限定石墨實例商業上可取自美國伊利諾州Decatur的Poco Graphite公司的商品Glassmate-LT®。

本發明係關於精密玻璃模具，用於將熔融玻璃塑形成製品。玻璃模具由具一或更多模具特徵結構的石墨主體和包覆石墨模具主體與一或更多模具特徵結構的塗層製成。

在不同實施例中，塗層的熱膨脹係數與形成模具主體之石墨的熱膨脹係數（CTE）相差不超過石墨的CTE的百萬分之1/℃，其中塗層的CTE和模具主體形成石墨的CTE均以相同技術、依相同單位測量。百萬分之1/℃或以下的CTE差異可確保塗層將不易受不同熱膨脹及收縮影響，該等不同熱膨脹及收縮原本會導致在塗層與模具主體形成石墨的CTE差異較大時，塗層易從模具主體形成石墨脫層。

在不同實施例中，石墨模具主體與一或更多模具特徵結構頂上的塗層係包含鈦與碳的組成。在其他實施例中，石墨頂上的塗層包含碳化鈦區域或層。在又一些其他實施例中，石墨模具主體與一或更多模具特徵結構頂上的塗層包含碳化鈦區域或層，及選擇性鈦金屬區域或層在含鈦與碳的區域之上。

本發明的玻璃模具可用於精密模製無皺紋、渦紋、凹穴、突起與其他表面不連續面和突點的玻璃製品。在所述實施例中，由玻璃模具形成的製品可用於消費性電子裝置、醫療儀器、光學裝置和其他需精密模製玻璃製品的應用。

在不同實施例中，玻璃模具具有碳化鈦層、鈦層和氧化鈦層於石墨基板上，其中該等材料的CTE可比鈦和底下石墨。塗層的碳化鈦、鈦和氧化鈦層包覆石墨模具和特徵結構，藉以減少或消除任何玻璃模具表面氧化。此容許玻璃模具由便宜的機械加工石墨製成，但仍有堅硬、不黏塗層的好處。習知石墨不能用於玻璃模具表面，此係因為CTE太小，且當塗覆模具冷卻時，鈦塗層將破裂及剝落。

因此，石墨模具主體上的塗層具有密切匹配石墨模具主體的CTE值至關重要，如此在使用時，塗層可保持良好黏附於石墨模具主體的特性，由於當模具的一或更多個模製表面接觸熔融或軟質可形成玻璃時及當隨後自形成玻璃製品卸載模具且在提高的溫度下接收下一後繼裝填可形成玻璃前模具表面曝露於周遭環境時，模具將經歷熱擺動。

本發明模具的模具表面的表面光潔度或光滑度可用市售儀(profilometer)或雷射裝置機械測量。亦可檢驗用模具製造的壓製玻璃元件表面的光散射特性，以間接評估模具表面。

在本發明的不同實施例中，自模具平均表面平面的表面粗糙度（例如凹坑或渦紋）偏差不超過約25微米的包覆模具表面可為精密玻璃模具。在其他實施例中，自平均表面平面的表面粗糙度（例如凹坑或渦紋）偏差不超過約15微米的包覆模具表面可為精密玻璃模具。

就精密模製而言，模具表面光潔度夠光滑，使得處理期間熔融玻璃不會黏住模具表面，此特性產生的模製玻璃製品可用於製作蓋玻璃用於各種消費性電子裝置，例如手機、醫療儀器、光學裝置等。

在不同實施例中，精密模製玻璃製品無自製品平均表面平面的尺寸偏差大於約25微米的皺紋、渦紋或其他表面不連續面和表面突點。在其他實施例中，精密模製玻璃製品無自製品平均表面平面的尺寸偏差大於約15微米的皺紋、渦紋或其他表面不連續面和表面突點。將理解模具表面可以其他方式特性化，例如參考均方根粗糙度或其他參數特性，以規定本發明製得模具製品具有所需光滑模製表面。

在不同實施例中，塗層包覆石墨模具主體和一或更多模具特徵結構。相較於未塗覆石墨模具，包覆塗層可防止底下石墨模具主體在玻璃模製期間氧化或實質減少氧化。塗層提供鬆脫、不黏表面，熔融玻璃不會黏住模具，故可避免在玻璃模製及鬆脫操作期間於模具製造的模製玻璃製品產生缺陷，否則若形成玻璃易黏住塗覆模具製品的模製表面，則很可能發生缺陷。

如所指出，以石墨CTE為基準，石墨頂上塗層的熱膨脹係數與石墨主體的熱膨脹係數相差百萬分之1/℃或以下，其中塗層和石墨的CTE值均以相同技術、依相同測量單位測量。

石墨模具表面上的塗層可由金屬形成，金屬沉積至石墨模具表面和特徵結構頂上。金屬可利用物理、化學或物化方法沉積，包括物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、蒸鍍金屬源材料或任何其他適合技術或製程，但不以此為限。金屬可在石墨頂上形成包覆層或區域，此係含有或包括金屬與碳的組成。

在一些實施例中，石墨模具表面頂上的包覆層或區域包括金屬碳化物，此組成可為化學計量或非化學計量。持續沉積金屬可在金屬碳化物頂上形成金屬層或區域，或在包括金屬與碳的組成頂上形成金屬層或區域。例如，以氣相沉積鈦金屬為例，石墨模具表面的包覆塗層在石墨頂上形成碳化鈦層或區域，接著在碳化鈦頂上形成鈦層或區域。接觸空氣的鈦表面形成含鈦氧化物的層或區域，在一些實施例中為含鈦、氧與碳的層或區域。

在一些實施例中，塗層的厚度乃選擇以減少底下石墨氧化。在不同實施例中，塗層厚度可大於或等於10奈米且小於或等於500000奈米，即10 nm＜t＜500000 nm，其中t係塗層厚度，單位為奈米。任何其他塗層厚度皆可採用，只要適於包覆石墨主體或選定主體部分及防止碳主體氧化即可。

在不同實施例中，沉積至石墨頂上的塗層不含無電鍍或電鍍金屬塗層直接在石墨頂上，即直接接觸石墨表面。

石墨主體的碳可純化以減少污染及形成高純度石墨主體，此如美國專利案第3,848,739號所述，其中石墨模具主體或石墨存料主體放到純化爐內，而在足使鹵素滲入石墨主體的溫度下與含鹵素氣體接觸一段時間，促使鹵素與之反應及使無機雜質揮發並將雜質逐出石墨。

有利地，相較於不鏽鋼或鈦模具，所述鈦塗覆石墨玻璃模具能以較低成本機械加工玻璃模具，同時提供模具表面抗氧化的模具。使用所述塗覆石墨模具容許石墨基模具用於行動裝置或其他含模具玻璃製品的整個使用壽命，從而降低製造成型玻璃的整體成本。

在另一態樣中，本發明係關於玻璃模具，包含細晶粒石墨主體和包含鈦與氧化釔的塗層於上。石墨主體包含模具特徵結構，模具特徵結構包括形成表面，鈦與氧化釔塗層塗覆於形成表面，如此在玻璃模製操作期間，所得塗覆形成表面配置使成型玻璃與之接觸。石墨主體至少部分被鈦與氧化釔塗層包覆，包括石墨主體的形成表面，較佳地，石墨主體完全被鈦與氧化釔塗層包覆。

鈦與氧化釔塗層可以任何組成形式構成，以加強細晶粒石墨主體的抗氧化性。在不同實施例中，塗層包括鈦於石墨主體上，鈦可為碳化鈦形式於石墨主體上，例如在石墨主體與塗層的界面或接觸石墨主體，外部區域為包括氧化釔的塗層。在不同實施例中，碳化鈦與氧化釔中間的塗層可包括鈦金屬形式的鈦。在不同實施例中，碳化鈦與氧化釔中間的塗層可包括氧化鈦。在任一實施例中，碳化鈦、氧化釔和氧化鈦（若有）可個別具化學計量或非化學計量特性。

因此，在特定實施方式中，鈦與氧化釔塗層包括碳化鈦於石墨主體上，石墨主體上為鈦金屬層或區域，鈦金屬層或區域上為氧化釔層或區域。在其他實施方式中，鈦與氧化釔塗層可包括碳化鈦於石墨主體上，石墨主體上為鈦金屬層或區域，鈦金屬層或區域上為氧化鈦層或區域，氧化鈦層或區域上為氧化釔層或區域。在又一些其他實施方式中，鈦與氧化釔塗層可包括碳化鈦於石墨主體上，石墨主體上為氧化鈦層或區域，氧化鈦層或區域上為氧化釔層或區域。

是以將理解鈦與氧化釔塗層可以任一各種組成形式構成，例如包含碳化鈦內層或區域於石墨主體上和氧化釔外層或區域。

故在不同實施例中，鈦與氧化釔塗層可包括碳化鈦內層、包括鈦金屬、氧化鈦、或鈦金屬與氧化鈦的中間層和包括氧化釔的外層。鈦與氧化釔塗層亦可依需求或玻璃模具製品的特殊應用所期含有其他塗層組分及/或層。

鈦與氧化釔塗層的各組分可以任何適合塗佈形成技術併入塗層，藉以完成具預定特性與組成的塗層。

例如，鈦可利用任一各種適合氣相沉積技術或製程沉積至石墨主體上，例如化學氣相沉積（CVD）、脈衝式CVD、電漿輔助CVD、物理氣相沉積（PVD）、原子層沉積（ALD）、濺射和蒸鍍沉積，及使用適當鈦源材料，例如有機鈦源試劑，例如用於CVD的四異丙氧化鈦（TTIP）、Ti[OCH(CH₃ )₂ ]₄ 。

鈦可在任何適合周遭沉積環境中沉積至石墨主體上。鈦將與石墨主體相互作用而於石墨主體表面形成碳化鈦。繼續沉積鈦可在碳化鈦上面形成鈦金屬，或若鈦金屬接觸氧，則在碳化鈦上面形成氧化鈦，或在碳化鈦上面形成鈦金屬及在鈦金屬上面形成氧化鈦，或在碳化鈦上面形成氧化鈦，任一各種沉積方案可持續或依連續沉積操作施行，以構成塗層各區域或層。

隨後，上述鈦系塗層可披覆氧化釔，以完成鈦與氧化釔塗層於石墨主體上。氧化釔披覆可以任何適合方式實行。例如，釔可以前述任何氣相沉積技術或製程沉積，如在含氧周遭環境中進行，或使沉積釔接觸氧而形成氧化釔作為鈦與氧化釔塗層的最外層或區域。

雖然前述技術和製程係針對在包括碳化鈦最裡面區域或層的連續區域與層形成鈦與氧化釔塗層、接著為氧化釔最外面區域或層而成相繼分離區域或層，但將理解塗層可以各種其他形式構成。例如，在一些實施例中，期望用釔或附加鈦或其他塗佈組分來摻雜塗層的碳化鈦內層。又例如，在其他實施例中，期望在連續塗層間採用間層，以加強塗層功能性質，例如摩擦性、脫層抗性或其他性質。例如，在一些實施例中，期望於鈦與氧化釔塗層或底下使用熱解碳層或區域。

在鈦與氧化釔塗層中，塗層的整體厚度可為能有效減少底下石墨主體氧化的任何適合值，在特定實施例中，鈦與氧化釔塗層的總厚度例如為10奈米（nm）至500000 nm或以上。在其他實施例中，總膜厚可為5至15密耳（127至381微米）或6至10密耳（152.4至254微米）或6至8密耳（152.4至203.2微米）或其他適合範圍。氧化釔亦可以任何適合厚度存於塗層，例如0.1至100微米厚、0.2至10微米厚、0.25至2微米厚、0.5至1微米厚或用於特定應用的其他適當厚度。

本發明用於製作玻璃模具的細晶粒石墨主體有利地具有百萬分之7至9/℃的熱膨脹係數（CTE）且與塗層和石墨主體的CTE值差異應不超過百萬分之1/℃，較佳為小於百萬分之1/℃（ppm/℃），更佳為小於0.75 ppm/℃，最佳為小於0.5 ppm/℃。

應理解本文所述包括細晶粒石墨主體並塗覆鈦塗層的玻璃模具在相容程度上也可應用到包括細晶粒石墨主體並塗覆鈦與氧化釔塗層的玻璃模具，且本文所述包括細晶粒石墨主體並塗覆鈦與氧化釔塗層的玻璃模具在相容程度上也可應用到包括細晶粒石墨主體並塗覆鈦塗層、但無氧化釔的玻璃模具。

本發明進一步思忖玻璃模具，其中細晶粒石墨主體包含緻密熱解碳表面，氧化釔直接施用於上且無任何鈦存於塗層中，但所得玻璃模具隨後在玻璃形成應用中宜限於溫度不超過800℃的應用，因為氧化釔塗層在涉及高溫熱循環時，氧化釔塗層易喪失與正下方石墨主體的黏附力。本文所述係關於包括鈦與氧化釔塗層的相關玻璃模具和本文所述係關於包括鈦塗層、但無氧化釔的相關玻璃模具在相容程度上也可應用到玻璃模具，其中細晶粒石墨主體包含緻密熱解碳表面，氧化釔直接施用於上且無任何鈦存於塗層。

因此，本發明的塗層和玻璃模具在此領域達成重大進展，相較於無本發明塗層的石墨模具，此提供玻璃模具，其中鈦塗層、氧化釔塗層或鈦與氧化釔塗層提供光滑的非多孔表面，以改善形成玻璃外觀，且形成後較不需研磨玻璃。

於石墨主體上提供鈦與氧化釔塗層在模製鋁矽酸鹽玻璃方面尤其有利，其中氧化釔將抑制碳化鈦在模製鋁矽酸鹽玻璃所需條件下氧化，使得鈦與氧化釔塗層提供非多孔、不黏且抗氧化的玻璃模具形成表面，其中氧化釔與鈦系材料形成鍵結而提升氧化釔的黏附力。

現參照圖式，第1圖係根據本發明一實施例的玻璃模具結構示意圖。如圖所示，玻璃模具結構包括細晶粒石墨主體，其上形成碳化鈦層直接接觸石墨主體，再上面為鈦金屬中間層，更上面為氧化鈦外層。

第2圖係根據本發明另一實施例的玻璃模具結構示意圖，其中玻璃模具結構包括細晶粒石墨主體，其上形成碳化鈦層直接接觸石墨主體，再上面為中間層，中間層可包含鈦金屬及/或氧化鈦，更上面為氧化釔外層。在此結構中，中間層可只包含鈦金屬，或者中間層可只包含氧化鈦，或者中間層可包含直接接觸碳化鈦的鈦金屬子層和覆蓋且直接接觸鈦金屬子層的氧化鈦子層，或者中間層可包含鈦金屬與氧化鈦的異質組合物。

將理解雖然第1圖及第2圖所示層結構為分離連續層，在對應結構示意圖中，各塗層可包括在各相鄰層或子層間界面具組成梯度的層或子層。

本發明塗層和玻璃模具的特徵和優點將以下列非限定實例進一步說明。

實例1

將0.25吋（0.635公分）厚及2吋×2吋（5.08公分×5.08公分）大小的1和5微米平均晶粒尺寸石墨試樣熱密封（用熱解碳塗層密封）及塗覆400-500 nm厚的氧化釔。1微米平均晶粒尺寸樣品經受兩次800℃、30分鐘處理，5微米平均晶粒尺寸樣品經受一次800℃、60分鐘循環。於每次熱處理前後秤重，並列於下表1。1和5微米樣品在60分鐘後的重量損失一樣。在各例中，底部樣品的重量損失少於頂部樣品，此係因為底部樣品曝露較少。二樣品均顯示氧化釔塗層脫層。1微米樣品較為嚴重，此可能係因額外熱循環所致。使用樣品模擬模製鉀離子交換鋁矽酸鹽玻璃商品GORILLA GLASS（美國紐約Corning的Corning公司）。觀察各自經第一次循環後的一些氧化釔塗層的玻璃樣品收件，執行第二次30分鐘後仍未見轉變。第3圖照片比較未熱處理的樣品與經60分鐘熱處理的樣品。

表1

第4圖係在0.25吋（0.635公分）厚石墨試樣上的2平方吋（5.08公分×5.08公分）鈦塗層樣品照片。三個樣品分別以800℃、850℃和900℃熱處理一小時。第四個樣品係未熱處理的TiC樣品。未熱處理樣品呈現反光銀色外觀，3個熱處理樣品呈白色，此代表已形成二氧化鈦。

第5圖係在0.25吋（0.635公分）厚石墨試樣上的2平方吋（5.08公分×5.08公分）鈦與氧化釔塗層（包含碳化鈦層形成於試樣的石墨主體上和氧化釔塗覆於碳化鈦上）樣品照片。三個樣品分別以800℃、850℃和900℃熱處理一小時。第四個樣品係未熱處理的TiC/氧化釔樣品。未熱處理樣品呈現反光深紫色外觀，三個熱處理樣品呈現反光銀色外觀。熱處理樣品中的「局部暗色方形」為熱處理期間模製的玻璃樣品的人為產物。未發現鈦與氧化釔塗層脫層，據察鈦與氧化釔塗層完整保留結構完整性和對應最初形成鈦與氧化釔塗層的性質。

第6圖係塗覆TiC並進一步塗覆0.5 mm氧化釔的石墨樣品截面的SEM圖。

雖然本發明已以參考特定態樣、特徵和示例性實施例揭示如上，然應理解本發明的應用不限於此，而是擴及涵蓋本發明領域的一般技術人士依據所述內容所推衍的眾多其他變化、修改和替代實施例。同樣地，後附申請專利範圍主張的本發明擬廣泛推斷及解釋成包括落在本發明精神與範圍內的所有變化、修改和替代實施例。

無

第1圖係根據本發明一實施例的玻璃模具結構示意圖。

第2圖係根據本發明另一實施例的玻璃模具結構示意圖。

第3圖係一組1微米（mm）平均晶粒尺寸（上方照片）和5 mm平均晶粒尺寸（下方照片）的氧化釔塗覆石墨試樣照片，並比較未熱處理的樣品（各照片左側樣品）與經60分鐘熱處理的樣品（各照片右側樣品）。

第4圖係在石墨試樣上的2平方吋鈦塗層樣品照片，其中三個樣品分別以800℃、850℃和900℃熱處理一小時，第四個樣品係未熱處理的TiC樣品。

第5圖係在石墨試樣上的2平方吋鈦與氧化釔塗層（包含碳化鈦層形成於試樣的石墨主體上和氧化釔塗覆於碳化鈦上）樣品照片，其中三個樣品分別以800℃、850℃和900℃熱處理一小時，第四個樣品係未熱處理的TiC/氧化釔樣品。

第6圖係塗覆TiC並進一步塗覆0.5 mm氧化釔的石墨樣品截面的SEM圖。

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Claims (9)

1. 一種精密玻璃模具，包含：一細晶粒石墨模具主體，具有一或更多模具特徵結構；及一包覆塗層，在該石墨模具主體和該一或更多模具特徵結構頂上，該包覆塗層具有的一熱膨脹係數為在該石墨模具主體的一熱膨脹係數的百萬分之1/℃內，該包覆塗層包含碳化鈦。
2. 如請求項1所述之精密玻璃模具，進一步包含一鈦區域位於該碳化鈦頂上。
3. 如請求項1所述之精密玻璃模具，進一步包含一玻璃接觸區域，該玻璃接觸區域係一鈦氧化物。
4. 一種玻璃模具，包含一細晶粒石墨主體和一塗層於其上，該塗層包含鈦與氧化釔，其中該鈦與氧化釔包括位於該石墨主體上之碳化鈦。
5. 如請求項4所述之玻璃模具，其中該鈦與氧化釔塗層更包括在該碳化鈦上之一鈦金屬層或區域，該鈦金屬層或區域上為一氧化釔層或區域。
6. 如請求項4所述之玻璃模具，其中該鈦與氧化釔塗層更包括在該碳化鈦上之一鈦金屬層或區域，該鈦金屬層或區域上為氧化鈦層或區域，該氧化 鈦層或區域上為氧化釔層或區域。
7. 如請求項4所述之玻璃模具，其中該鈦與氧化釔塗層更包括在該碳化鈦上之一氧化鈦層或區域，該氧化鈦層或區域上為氧化釔層或區域。
8. 如請求項4所述之玻璃模具，其中該鈦與氧化釔塗層更包括在該碳化鈦之上且包括鈦金屬、氧化鈦、或鈦金屬與氧化鈦的一中間層和包括氧化釔的一外層。
9. 如請求項4所述之玻璃模具，包含一熱解碳層或區域於該鈦與氧化釔塗層中或底下。

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