阅读说明：本技术 着色的表玻璃 (Coloured watch glass ) 是由 玛丽亚-伊莎贝尔·博尔格斯-马查多 亚历山德拉·鲁莱 于 2020-02-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种透明的钟表部件,特别是表玻璃,其中该钟表部件包括基本上平面或弯曲的内部表面,并且其中该钟表部件主要包括透明材料,该透明材料通过引入该透明材料的至少一种着色化学元素而通过在该部件内的化学成分改变区域来着色,该化学成分改变区域仅在钟表部件的总厚度的一部分中延伸。(The invention provides a transparent timepiece component, in particular a watch glass, wherein the timepiece component comprises a substantially planar or curved internal surface, and wherein the timepiece component essentially comprises a transparent material which is coloured by a chemical composition changing region within the component by introducing at least one colouring chemical element of the transparent material, the chemical composition changing region extending only in a portion of the total thickness of the timepiece component.)

着色的表玻璃

技术领域

本发明涉及一种透明且着色的钟表部件、特别是表玻璃。本发明还涉及包括这种钟表部件的钟表，例如表。本发明还涉及一种钟表部件的制造方法，该制造方法特别地包括对透明基材着色的阶段。

背景技术

由蓝宝石制成的表玻璃本质上是透明且无色的，而有时希望使其着色来改变其外观。为此，存在一种在合成蓝宝石的同时对其着色的方法。该方法产生整体上被着色的蓝宝石球，随后从该蓝宝石球上切下表玻璃。例如，在文献WO2017/187647中描述了这种方法。该现有技术的方案存在许多缺点：

-其在每次改变颜色时都需要复杂的研究；

-其无法对部件进行部分着色，也无法组合几种颜色；

-其与无法获得的某些颜色或质量不足的渲染不兼容；因此，它可能与钟表应用不兼容。

除上述说明外，还应指出，钟表部件的任何制造方法都必须遵守许多约束条件，并且对整合着色步骤的过程的修改不得降低所得到的钟表部件的整体质量。例如，对于表玻璃，必须遵守以下钟表要求：

-玻璃必须具有足够的透明度以使时间能够被读取；

-玻璃必须具有较高的整体机械强度，并且还必须具有表面抗划伤性；

-这种玻璃的颜色必须能够达到可预测的且可重复的结果；

-感知的颜色必须具有无缺陷、均匀性完美或根据预定的选择的分布精确不均匀的质量渲染；

-所获得的颜色必须适合于表、特别是适合于可以透过玻璃看到的表盘。

这些技术问题也适用于其他透明的钟表部件、特别是具有基本上平面的形状、特别是具有基本上平面或弯曲的内部表面和/或由诸如蓝宝石或玻璃的矿物材料制成的钟表部件。

本发明的总体目的是获得一种用于获得透明且着色的钟表部件的方案，该方案不存在所有或一些现有技术的缺点。

更具体而言，本发明的目的是获得可以实现高质量的可重复且精确的视觉外观的透明且着色的钟表部件方案。

发明内容

为此，本发明基于透明的钟表部件、特别是表玻璃，其中该钟表部件包括基本上平面或弯曲的内部表面，并且其中该钟表部件主要包括透明材料，该透明材料通过向该透明材料中引入至少一种着色化学元素而通过在该部件内化学成分改变区域来着色，该化学成分改变区域仅在钟表部件的总厚度的一部分中延伸。有利地，该化学成分改变区域不在钟表部件的整个体积中延伸。更有利地，它不在其整个厚度上延伸。更有利地，它在其厚度和/或其体积的一小部分上延伸。

本发明还涉及一种着色且透明的钟表部件的制造方法，其中该制造方法包括以下步骤：

a.提供初始基材，该初始基材包括主要由透明材料组成的基本上平面或弯曲的内部表面；

b.经由初始基材的至少一个外部或内部表面引入至少一种着色化学元素；

c.对由引入步骤得到的、包括至少一种着色化学元素的基材进行热处理，以便获得透明且着色的构件。

有利地，引入步骤包括沉积包含至少一种着色化学元素的涂层。

本发明更具体地由权利要求限定。

附图说明

本发明的这些目的、特征和优点将在下面以非限制性的方式关于附图给出的特定实施方式的描述中详细阐述，其中：

图1a至图1e示意性示出了根据本发明的实施方式的多个变型的、作为钟表部件的前体的基材的厚度的剖视图。

图2a和图2b分别示意性示出了在根据本发明的实施方式的制造方法的第一制造步骤和第二制造步骤依次实施之后，作为钟表部件的前体的基材的厚度的剖视图。

图3a表示通过根据本发明的实施方式的制造方法的不同变型获得的、根据第一示例的由蓝宝石制成的各种玻璃的随波长(L)而变的透射率(T)的比较。

图3b是图3a中方框部分的放大图。

图3c表示利用透射电子显微镜(TEM)对从在根据本发明的实施方式的制造方法的实现的最终的着色的透明构件截取的薄剖面拍摄的图像。插图表示在靠近表面的区域(距表面的距离小于距离d)中获取的电子衍射图像。

图4表示通过根据本发明的实施方式的制造方法的不同变型获得的、根据第二示例的各种蓝宝石玻璃的随波长(L)而变的透射率(T)。

图5表示通过根据本发明的实施方式的制造方法的不同变型获得的、根据第三示例的各种蓝宝石玻璃的随波长(L)而变的透射率(T)。

图6a至图6c表示通过根据本发明的实施方式的制造方法的不同变型获得的、根据第四示例的各种蓝宝石玻璃的随波长(L)而变的透射率(T)。

图7表示通过根据本发明的实施方式的制造方法的不同变型获得的、根据第五示例的各种蓝宝石玻璃的随波长(L)而变的透射率(T)。

为了描述能够顺畅，相同的附图标记将对于不同的实施变型用于表示相同或等同的特征。

具体实施方式

此外，为了简化下面的描述，形容词“外部”将表示旨在面向钟表外部的钟表部件的容积或表面，特别地包括对观看钟表的观察者可直接看到的容积或表面。相反，形容词“内部”将表示钟表部件的旨在面向钟表内部的容积或表面。不恰当地，形容词“外部”和“内部”的使用将扩展到完全放置在钟表内侧的部件，那么其外部表面是可能定位为最接近钟表的外部界限的表面。

此外，形容词“透明”将用于表示当所讨论的材料产生的、通过透射系数Y评估的透射率大于至少包括可见范围内的波长的光辐射的68％(包含68％)或甚至大于79％(包含79％)时的该材料的性质。术语“透明材料”将被认为是指其与所使用的厚度相结合的性质允许上述光辐射的至少部分透射的材料。有利地，所使用的透明材料还允许包括紫外线范围内的波长的辐射的至少部分透射。

现在将描述本发明的钟表的蓝宝石玻璃的制造方法的实施方式。该相同的方法将适用于其他钟表部件，这将在本文的其余部分中详细说明。该制造方法包括在提供(E0)透明基材(即，主要包含透明材料的基材)的先前步骤之后形成着色阶段或着色过程的以下两个主要步骤：

-在提供的基材(也称为初始基材)的至少一个外部或内部表面上引入(E1)至少一种着色化学元素；

-对由引入步骤得到的、包括至少一种着色化学元素的基材进行热处理(E2)，以获得透明且着色的构件。

如上所述，该方法执行提供(E0)初始基材10的先前步骤。该基材有利地具有基本上平面的形状，其包括旨在面向钟表外部的外部表面以及旨在面向钟表内部的基本上平面或弯曲的内部表面。有利地，该基材完全由透明材料制成。该透明材料可以是无色的。作为变型，它可以是有色的。但是，该方法可以应用于仅局部透明的基材的透明部分。

在该实施方式中，透明材料是蓝宝石，更具体地是合成单晶氧化铝。作为变型，该材料可以是至少部分地由无机物质和/或矿物质组成的任何其他透明材料，例如玻璃(硼硅酸盐，可光构造等的玻璃)、刚玉、氧化铝、钇铝石榴石(YAG)、玻璃-陶瓷和/或单晶或多晶陶瓷。透明材料也可以是有色的氧化铝或预先已经着色过的上述任何其他透明材料。

初始基材另外有利地具有与未来玻璃相同的形状或甚至类似的形状，该形状可以通过后续步骤(例如，加工)来改变。基材另外有利地具有与未来玻璃相同的表面光洁度。其外部和/或内部表面优选被抛光。作为变型，它可以特别是局部地具有另一种表面光洁度。

外部和/或内部表面可以是平面的。作为变型，它可以是弯曲的，例如凹形或凸形。它可以是弯曲的并优选是连续的，也就是说不是由并置的小面组成的。然而，它可以包括斜面或倒角，特别是在其外周部分的水平上，这将在随后详细说明。

作为变型，至少一个内部表面或外部表面可以包括特征，这些特征可以特别地表示时间指示或由时间得出的指示，这些特征例如是加工形成的凸起和/或缩进的构造区域(structured zone)。

图1a至图1e示出了根据多个实施变型为了制造表玻璃而在先前步骤中提出的基材(被称为初始基材)的示例。

因此，图1a表示根据第一变型的初始基材10，其包括形成平面P2的平面外部表面2，该平面外部表面平行于形成平面P1的平面内部表面1。基材还在周边包括侧面3，该侧面形成围绕基材的整个周边从外部表面2到内部表面1垂直于这两个表面延伸的平坦的圆柱形第三表面。初始基材的总厚度e被定义为外部表面2与内部表面1之间的距离。特别地，总厚度e是在垂直于平面P1、特别是垂直于平面P1、P2的方向p上垂直于内部表面1而测量的。当然，基材可以具有任何形状，该形状有利地对应于将要安装在其上的未来钟表，例如圆形、椭圆形、矩形等。其有利地具有内部表面，为了制造单个镜片或放大镜，该内部表面的面积大于或等于20mm²，或者为了制造表玻璃，该内部表面的面积大于或等于80mm²或者甚至大于或等于200mm²或者甚至大于或等于300mm²。

图1b表示根据第二变型的初始基材10，其与第一变型的基材的不同之处在于，侧面3包括形成在其外部表面2的外周处形成斜面的部分4。该斜面部分4是斜截的并在外部表面2与侧面3的其余部分之间(在平面P2与平行于平面P2的中间平面P3之间)延伸。侧面3的其余部分仍然垂直于内部表面1。有利地，该斜面部分围绕基材的整个周边延伸。斜面部分4在基材的垂直于平面P2、P3测量的厚度f上延伸，该厚度f大致对应为略小于基材总厚度e的一半。优选地，厚度f在基材的总厚度e的0.07倍至0.6倍之间。斜面部分4与方向p形成恒定的角度α。有利地，角度α在30°至80°之间。替代地，角度α和/或厚度f可以围绕玻璃的圆周变化。

图1c表示根据第三变型的初始基材10，其形成上述两个变型之间的中间方案。至少部分平面的侧面3由弯曲的侧面3代替，该弯曲的侧面通过连续的曲线连接外部表面和内部表面这两个表面。形成侧面3的曲线可以在每个点处由角度α表征，该角度α由该曲线的切线与方向p之间的角度限定。该角度α是可变的，但是在外部表面2侧的侧面3的第一部分上保持大于30°。形成侧面3的曲线的在内部表面1侧的其余部分可以以等于0°或趋于0°的角度α垂直于或基本垂直于内部表面1。侧面3的该第一部分类似于第二变型的斜面表面4。

图1d表示根据第四变型的初始基材10，其中外部表面2和内部表面1这两个表面以同一个平行形状弯曲。外壁关于中心轴线对称地设置，并且顶点被定义为外部表面2的最外点，并且平面P2为与该弯曲的外部表面2相切并且穿过该顶点的平面。因此，平面P2对应于外部表面2的最外平面。同样地，内部表面1的最内点(也就是说，限定内部表面的外周的点)可以限定与内部表面1相切并与平面P2平行的平面P1。方向p被定义为垂直于平面P1、特别是垂直于平面P1、P2的方向。因此，基材的总厚度e保持定义为两个平面P1、P2之间的距离，该总厚度e是沿着方向p垂直于平面P1而测量的。侧面3构成连接两个表面的外周表面。该侧面3在外部表面2的水平包括弯曲的第一部分4，该弯曲的第一部分4通过垂直于平面P1、P2的部分延伸到达内部表面1。弯曲的第一部分4整体在平行于平面P1、P2的平面P2’和P3之间延伸，并且具有垂直于平面P2’、P3测量的厚度f，该厚度f严格地小于总厚度e。替代地，可以设想具有平面的内部表面1和还等同于图1d的几何标准的几何标准的基材。

图1e表示根据第五变型的初始基材10，其中外部表面2和内部表面1这两个表面是平面的且平行的。侧面3包括对应于斜面4的第一部分(类似于第二变型的第一部分)以及包括凹槽的第二部分。该侧面还包括一些圆角。

在任何情况下，初始基材10的总厚度e以及因此表玻璃的总厚度e被包含在0.2mm至15mm之间，或者甚至在0.85mm至15mm之间，或者甚至在1.45mm至11mm之间。此外，无论玻璃的几何结构如何，侧面3的大于或等于10°、优选大于或等于15°或者甚至大于或等于30°的角度α可以达到与色彩调节相对应的视觉效果。此外，无论玻璃的几何结构如何，侧面3的特定部分4与内部表面1的面积相比可以具有可变的面积，并且可以是该内部表面1的1％至30％，或者甚至在该内部表面1的1％至18％之间，或者甚至优选在该内部表面1的10％至18％之间。

当基材在该先前步骤的最后被提供时，则制造方法执行该方法的两个主要步骤，这两个主要步骤形成初始基材着色阶段。

第一步骤在于引入(E1)至少一种着色化学元素。

根据第一实施变型，该引入通过在初始基材的内部或外部两个表面中的至少一个表面上沉积包括至少一种着色化学元素的涂层来进行。为此，可以通过以下一种方法来沉积该涂层：

-物理气相沉积(PVD)，特别是磁控溅射(MS)；或者

-物理气相沉积(PVD)，特别是热蒸镀；或者

-化学气相沉积(CVD)；或者

-原子层沉积(ALD)；或者

-旋涂、浸涂或溶胶-凝胶型的液体沉积。

在第二实施变型中，特别是在以涂层形式引入的着色化学元素在基材中的扩散缓慢或需要太高的温度的情况下，该引入通过反冲离子注入来进行。术语“反冲离子注入”旨在表示由至少一种着色化学元素组成的薄涂层通过PVD、CVD和/或ALD的沉积与通过用诸如氩气和/或氮气和/或氧气的气体轰击进行该涂层的离子注入相结合。

在引入至少一种着色化学元素的这些变型中，在初始基材的至少一个表面上、特别是在外部或内部表面中的至少一个表面上形成涂层。该涂层可以是均匀的，或者可以包括由各种元素组成的层的叠加。图2a表示在基材的内部表面1上引入涂层20之后获得的结果。该步骤可以非常精确地沉积涂层厚度e’。涂层厚度e’可以在1nm至10μm之间，特别是在1nm至1μm之间。该厚度e’可以限定将来的颜色，并且还可以限定所得到的着色的透明构件的、特别是表玻璃的透明度。因此，将存在折衷。涂层厚度太小不能进行着色；这限定了厚度e’的下限。厚度太大不能保持基材足够的透明度。这限定了厚度e’的上限。该厚度范围取决于着色化学元素、基材的透明材料以及下文详细说明的将要施加的热处理。

此外，涂层可以是均匀的，也就是说在基材的整个表面上具有恒定的厚度，以便获得均匀的结果。作为变型，可能期望获得不均匀的结果；在这种情况下，涂层可能是不均匀的。

例如，涂层可以是不连续的。为此，该方法包括在先步骤，该在先步骤在于在涂层被引入的一个或多个表面上沉积掩模，例如树脂，以便仅在掩模区域之外获得部分涂层。接下来，在施加涂层之后，去除掩模。掩模可以或多或少的致密，以便根据掩模密度形成颜色梯度。

替代方式可能在于在不考虑特征的情况下涂覆基材的表面并选择性地去除层以绘制特征。

例如，可以通过诸如MS PVD沉积的定向真空方法来获得厚度可变的涂层的沉积。涂层20的厚度梯度可以通过在沉积过程中使基材倾斜或通过适当的掩模或任何其他适当的方法来获得。

作为替代方式，可以通过直接离子注入而不涉及涂层来引入至少一种着色化学元素。后一种替代方式的缺点在于难以控制可能被引入基材中的着色化学元素的量，以及难以通过掩模获得特征的精确限定。

优选地，至少一种着色化学元素的引入在基材的单个内部或外部表面上进行。作为变型，这种引入可以在内部和外部两个表面上或者甚至在侧面3的全部或一部分上进行。

着色化学元素可以选自下面非穷举的列表：

-金属元素，特别是选自过渡金属的金属元素；或者

-氧化物，特别是金属氧化物，特别是由过渡金属形成的金属氧化物；或者

-金属合金；或者

-准金属、非金属或气体。

将着色化学元素与基材的材料组合以获得期望的颜色。特别地，对于氧化铝基材的蓝色着色，使用钴是已知的实践。当然，诸如铁、钛、金、铬、钒、铜、锰、镁、锌、银、硼、氮等的着色元素可以单独或组合用于获得其他颜色。因此，可以组合几种不同的元素，例如以上列表中的几种着色化学元素。例如，向氧化铝中添加铬或金可以产生红色，而钛和铁的组合添加可以产生蓝色。

应注意的是，在引入一种或多种着色化学元素的步骤之前，该方法有利地包括清洁基材的步骤。清洁可以包括去污剂清洗，然后进行一个或多个漂洗操作和一个或多个干燥操作。

接下来，该方法包括实施对由引入步骤E1得到的、包括至少一种着色化学元素的基材进行热处理的第二主要步骤E2。该热处理包括实施以下步骤：加热由先前步骤得到的基材，然后在冷却基材的步骤之前将基材在保持温度下保持一段保持时长。

最大保持温度对于执行将一种或多种着色化学元素转移到初始基材中的功能特别重要。保持时长能够对已经扩散和/或已经反应的着色化学元素的量产生影响，从而调节有点强烈的最终颜色。因此，可以根据非常宽的范围选择该时长。最后，温度变化率在着色功能中是次等重要的，并且将被选择为避免对初始基材的任何侵蚀，特别是避免任何热冲击。

有利地，保持温度在500℃至1850℃之间，或者甚至在800℃至1400℃之间；更特别地，对于在引入步骤E1最后得到的由单晶氧化铝制成的包括钴涂层的初始基材的情况而言，保持温度在900℃至1200℃之间。相关联的保持时长可以很长(长达几天)；对于在步骤E1最后得到的由单晶氧化铝制成的包括钴涂层的初始基材的特定情况而言，保持时长有利地在0.5至48小时之间，或者甚至更一般地在0.5小时至4天之间。

热处理可以在环境空气中进行。根据一种变型，它在受控的惰性、氧化或还原气氛中或甚至在真空下进行。特别地，热处理可以在氮气气氛下进行。根据其他变型，可以改变气体流速和压力。此外，该第二热处理步骤E2可以在与为执行第一引入步骤E1而设置的第一设备不同的第二设备中进行。替代地，该第二步骤E2可以在与第一引入步骤E1所使用的相同设备中进行。

图2b示意性示出了在对由图2a表示的第一步骤得到的基材进行热处理之后获得的结果。在热处理最后，在内部表面1附近，在基材的体积内获得了厚度为d的化学成分改变区域30。该改变组成的区域执行着色功能。例如，最初是无色透明的组成为Al₂O₃的结晶氧化铝可以通过计量地添加钴而通过形成改变组成CoAl₂O₄的区域来变成蓝色，和/或可以通过计量地添加钴而通过钴在氧化铝中进行取代而形成改变组成的区域来变成绿色。根据另一个示例，向氧化铝Al₂O₃中添加镁可以获得铝酸镁MgAl₂O₄。根据又一个示例，向氧化铝Al₂O₃中添加金可以通过等离子体效应而获得着色。还可以设想通过金属间化合物的形成而着色。该步骤完成了将初始基材转换为透明且着色的构件。因此，化学成分改变区域30被着色，并令人惊讶地产生与玻璃相同的视觉效果，该玻璃已经在整体上并因此在其整个体积上、在其整个厚度上被着色。然而，化学成分改变区域仅在30至500nm之间的非常小的厚度d上延伸，在着色在单个内部或外部表面上进行的情况下，该厚度平均是钟表部件的总厚度e的至多25％(包含25％)，或者甚至至多2％(包含2％)，或者甚至至多0.2％(包含0.2％)，并且优选至多0.07％(包含0.07％)。因此，由此形成的透明且着色的构件始终主要由源自初始基材10的透明材料和少量的化学改性且着色的透明材料构成。

通过由此进行的方法，获得了透明且着色的构件，其不需要对其表面光洁度甚至不需要对处理后的表面进行任何再次加工。实际上，可以通过以下方式提供由一种或多种着色化学元素形成的涂层的厚度e’：该一种或多种着色化学元素在热处理期间完全扩散在基材10中和/或完全与基材10反应。潜在地，由于可以通过使着色化学元素的全部量在热处理期间被该过程消耗的方式来实现该过程，因此不必去除多余的着色化学元素。替代地，如果需要，可以通过本领域技术人员已知的任何手段(剥离、溶解、化学腐蚀、抛光等)来去除构件表面上的着色化学元素的任何残留物。

在该第二步骤结束时，该方法可以包括最终确定钟表部件、特别是表玻璃的步骤。例如，如果初始基材不是成品的表玻璃，例如，其不具有所需的形状，则可以通过对所获得的透明且着色的构件进行加工、特别是通过对玻璃的侧面进行加工来获得该表玻璃。举例来说，可以生产宽大的蓝宝石片并进行着色，然后例如用激光进行加工，以获得较小的钟表部件，例如擒纵叉、轮、玻璃窗等。优选地，最终确定步骤不改变该部件内的化学成分改变区域。

替代地，为了最终确定钟表部件、特别是表玻璃，例如简单地形成斜面或任何外周部分4、特别是图1b至图1e所示的倾斜部分和/或形成凹槽或单个镜片或放大镜，可以进行额外的加工步骤。

作为变型，该步骤可以包括纯粹出于装饰或标记的目的，例如用激光在着色的透明构件中构造特征。因此，有利地，在表玻璃上进行激光蚀刻不需要调整参数，因为它作用在玻璃的无色区域上，也就是说作用在化学成分改变区域之外，而与根据本发明获得的玻璃的颜色无关。

作为变型，该步骤可以在于形成着色构件的构造(structuring)。“构造”可以在着色构件的至少一个外部或内部表面上形成凸起和/或缩进区域，以便产生明显的凹凸或改变着色的厚度，从而形成一个或多个着色特征或带有颜色梯度的特征或初始基材的颜色特征。构造可以是在着色构件的表面或厚度中形成的不是通孔的任何孔。这样的孔可以是微孔或纳米孔，优选具有足够小的尺寸以使得对肉眼不可见或基本不可见。替代地，这样的孔可以具有较大的宏观尺寸，以使其有意地可见。总之，这些孔可以具有任何横截面，该横截面不一定是圆形的。该横截面实际上可以例如是矩形或星形的，或者可以具有任何其他合适的几何形状。这种构造特别是可以通过任何常规的加工技术或者通过激光加工、特别是通过飞秒激光加工或者通过深反应离子蚀刻(DRIE)或者通过化学腐蚀来获得。应注意的是，可以在实施根据本发明的方法的两个主要步骤之前，在该方法的初始阶段直接在所提供的初始基材上进行构造步骤。作为变型，可以在该方法的第一引入步骤E1之后并且在实施根据本发明的方法的第二热处理步骤E2之前，直接在基材上沉积的涂层上进行构造步骤。

额外的步骤还可以包括与另一个部件组装获得的透明且着色的构件，它们可以通过或可以不通过相同的方法获得。例如，该额外步骤可以在于将玻璃与单个镜片或放大镜组装在一起，或者在于特别是通过粘接的方式将玻璃与具有用于将该玻璃组装在表壳上的裙部的支撑件组装在一起，或者在于将多个玻璃组装在一起。

最后，根据本发明的制造方法具有以下优点：

-一种或多种有色化学元素的引入在量和位置方面得到了很好的控制，从而可以对其进行校准和重复，以便在每次实施中都获得所需的相同的结果；

-同样，热处理是受控的并且是可重复的，以便同样在每次实施中都获得所需的相同的着色的透明构件；

-因此，该方法与批量生产和钟表要求兼容。

该方法同样适用于任何透明钟表部件的制造，并且可以制造透明的钟表部件，该透明的钟表部件包括基本上平面或弯曲的内部表面，并且主要包括透明材料，该透明材料通过引入至少一种着色化学元素而通过在该部件内化学成分改变区域来着色，该化学成分改变区域仅在钟表部件的总厚度的一部分中(也就是说，不在其整个宽度上)延伸，该部分平均是钟表部件的总厚度的至多25％(包含25％)，或者甚至至多2％(包含2％)，或者甚至至多0.2％(包含0.2％)，并优选至多0.07％(包含0.07％)，钟表部件的总厚度是垂直于该部件的内部表面或者垂直于在该部件的内部表面的顶点处形成的切线而测量的。有利地，化学成分改变区域平均在是钟表部件的总厚度的至少0.0002％的厚度上延伸。应注意的是，钟表部件的该厚度有利地基本上是初始基材的厚度。作为实施变型，钟表部件的该厚度可以相对于初始基材的初始总厚度是减小的，但是以保持化学成分改变区域的厚度的上述范围的方式。

因此，本发明例如适用于表玻璃、单个镜片、放大镜、背板的一部分、表盘、日期盘、钟表机芯珠宝、擒纵叉、轮的制造。

通过根据本发明的方法，获得的钟表部件具有以下优点：

-着色是可预测的(在阴影、尤其是蓝色阴影以及饱和度方面)、可重复的并以所需的方式分布：它在可能非常大的整个预期表面上是均匀的，例如在蓝宝石玻璃的情况下，或者是不均匀的且受控的，例如根据受控的梯度或预定的特征或铭文。它赋予整体着色的印象，尽管化学成分改变区域较薄。它也赋予与所处理的内部或外部表面无关并且与钟表部件的总厚度无关的视觉印象。

-保证透明度，以便在表玻璃的情况下允许读取时间或由时间得到的指示、看到表盘、看到表壳中部的凸缘等。另外，这种透明度还允许在玻璃下方(在施加的字符、针、移印物等上/中)可能存在的发光材料、特别是光致发光(磷光和/或荧光)材料的可选的充电(激发)和放电(发射)；

-初始基材的整体机械强度在该过程的输出时得到保持：该过程不会引起机械性能的降低；

-在该过程最后，在着色的透明构件上保持着初始基材的表面硬度；

-钟表部件的外观无缺陷，例如偶然的未着色的、不同着色的或“过度着色的”区域、坑点、局部乳状外观、通孔、晕圈。在获得的着色的透明构件的整个表面上实现没有这种缺陷，该整个表面可能较大并且可能被使用者完全看到，可选地甚至是在背光下。

-可以通过钟表部件的侧面的水平处的倾斜的附加表面来调节效果，该附加表面例如可以具有斜面的形状；

-其他几何考虑因素可以调节这些效果，例如钟表部件的至少一个表面上的凸起和/或缩进的构造区域和/或钟表部件的厚度内的构造区域。

现在将通过使用几个系列的实施示例来说明本发明。

在第一系列的实施示例中，无色透明的单晶氧化铝基材10具有与适于安装在钟表上的成品表玻璃的最终几何形状相对应的几何形状。这种透明的实施方式对应于下表中以及下面的各种示例中的“参考”实施方式。

根据该示例，参考表玻璃的直径为29.5mm，总厚度为1.8mm。它具有类似于图1e所示的几何形状，在0.8mm的高度f上在其倾斜36°的外部表面的周边上具有倒角，并且在侧面3的其余高度上还具有凹槽和各种加工部。其外部表面和内部表面均被抛光。

将与上面指定的参考表玻璃对应的初始基材在去污剂清洗浴中进行清洗，然后进行漂洗并干燥，然后将其放入热蒸镀PVD设备的腔室中。因此，在初始基材的内部表面上沉积钴金属涂层，这对应于上述方法的第一主要步骤。校准沉积速度和时间，以使涂层有指定的厚度。通过X射线折射法确认沉积物厚度。重复该操作以形成包括总结在下表中的在5至80nm的范围内的几种不同的涂层厚度e’(设定值)的一系列着色构件。对于该系列的所有构件，均通过在1060℃的温度下保持2小时而相同地进行根据该方法的第二主要步骤的热处理。

执行分光光度比色法测量，其是对由根据本实施方式的方法得到的、在热处理步骤最后形成几个样品1.1至1.9的着色构件进行透射。在下表中给出在CIELab空间的结果。透射率测量是通过观察者在2°处和光源D65的情况下在360nm和740nm之间进行的。测量亮度L*、色度值a*和b*、饱和度C*和色相h*(或色相角)。记录360nm和460nm的透射率值(以％表示的T)。Y是透射系数；它考虑了眼睛的敏感度和照明类型：它是通过由人眼响应功能(以可见光谱的绿色部分为中心)和“比色法技术报告”CIE 15：2004中限定的光源D65的光谱加权的透射光谱的积分计算得出的。这些结果特别地表明，涂层厚度e’的差异以对肉眼可感知的方式直接影响所获得的蓝色的饱和度和色相。在引入步骤E1的最后，随着该厚度e’的增加，所获得的玻璃具有越来越多的金属灰色外观并且越来越不透明。在热处理步骤E2的最后，玻璃具有越来越饱和的蓝色外观，同时在5nm至45nm之间的钴厚度范围e’内保持透明。超过该厚度，对于给定的热处理，透明度下降，因此透射率下降。

例如，对于样品1.9(e’＝80nm)，透射率等于：

-在460nm为55.0％，因此透过该玻璃的可读性不再足够，并且

-在360nm为38.0％，因此透过该玻璃的光致发光(磷光和/或荧光)材料的充电不再足够。

在这一系列示例的特定情况下，注意的是，厚度e’小于或等于12nm的样品具有优异的可读性。厚度e’小于或等于45nm的那些样品的可读性可接受。对于80nm的厚度e’，由于玻璃是半透明的，因此样品使读数模糊不清。对于80nm的厚度e’，由于玻璃的透明度降低，因此读取变得更加困难。

下表给出了针对根据第一示例的该系列样品获得的结果：

为了说明这些结果，图3a表示针对根据第一示例的系列的几种涂层厚度的、随波长(L，以nm为单位)变化的透射率(以％表示的T)光谱。图3b是该图3a的放大。

另外，注意的是，当观看玻璃时，着色透过外周的斜面比透过其平面外部表面看起来更强烈。换言之，着色效果通过角度α来调节。其原因在于构件的几何形状。如先前所提到的并在图1b至图1e中示出的那样，这可以说明在玻璃的外部表面的水平处提出倾斜部分的优点。

应注意的是，观察到的蓝色色相来自在获得的着色的透明构件的化学成分改变区域的水平处、在热处理过程中生成铝酸钴(可能是CoAl₂O₄)的钴、氧化铝和氧气的化学反应。图3c是利用透射电子显微镜(TEM)对通过聚焦的离子束(FIB)在着色的透明构件上垂直于所得到的着色的透明构件的内部表面截取的薄剖面拍摄的图像。该图的插图表示在靠近内部表面的被处理的区域中、更具体地在距该表面小于d的距离处获得的电子衍射图像。该图像可以确认在蓝宝石玻璃着色阶段中铝酸钴的形成以及还有厚度d。

实施根据本发明的方法不会降低所得到的玻璃的总体机械性能。这种结果在一批额外的表玻璃样品上得到了证实，这些样品始终取自同一参考基材，通过磁控溅射涂覆各种厚度的钴层，然后在1000℃下保持3小时进行热处理。玻璃的断裂强度和硬度绝不受着色的化学成分改变区域的存在的任何影响。

在第二系列的实施示例中，以与根据上述的第一示例的系列相同的方式，所使用的无色透明的单晶氧化铝初始基材10具有与成品表玻璃(称为参考)的最终几何形状相对应的几何形状。通过改变所施加的热处理，更具体地通过改变三小时保持的温度，形成着色构件的样品。所有这些样品都在先前通过热蒸镀在基材的内部表面上涂覆有10nm的钴金属沉积物。

下表总结了这些示例获得的结果：

另外，根据该第二示例的系列，图4表示在几种保持温度(Tp，以℃为单位)下随波长(L，以nm为单位)而变的透射率(T，以％表示)光谱。

特别注意的是，样品2.1至2.3具有随保持温度而增大的色相角，并且样品2.1为绿色，而样品2.2和2.3为蓝色。高于1400℃的处理(样品2.4)，与未经处理的蓝宝石玻璃(参考样品)相似，蓝宝石玻璃变为无色透明。

第三系列的实施示例使得可以通过与第二系列类似的方式获得样品，但同时施加的热处理保持的持续时间从30分钟到48小时改变，保持温度始终等于900℃。所有这些样品预先通过热蒸镀在基材的内部表面上涂覆5nm的钴金属沉积物。

下表总结了这些样品获得的结果：

样品	t[h]	L*	a*	b*	C*	h*	360nm的T[％]	460nm的T[％]	Y[％]	感知的颜色
											参考	0	93.5	0.0	0.4	0.4	87.0	82.1	83.6	86.0	无色
3.1	0.5	90.2	-1.6	3.3	3.7	116.3	70.2	74.4	78.3	灰绿色
											3.2	1	92.3	-1.4	0.4	1.5	165.6	77.1	81.1	81.4	绿色
3.3	3	92.9	-1.0	-1.3	1.6	230.3	81.9	84.5	82.7	蓝色
											3.4	48	93	-1.0	-1.3	1.6	234.6	82.8	84.7	82.8	蓝色

另外，图5表示根据该第三示例的系列在几种保持时间(t，以小时为单位)下随波长(L，以nm为单位)而变的透射率(T，以％表示)光谱。

特别注意的是，随着热处理持续时间的增加，涂层与玻璃更有效地反应，这导致透射率增加和蓝色的形成。在三个小时的热处理(示例3.3)之后，蓝宝石玻璃在允许良好的可读性和可选的光致发光材料的充电和放电的波长下是蓝色并且具有足够的透明度。

在第四系列的实施示例中，所使用的初始基材10始终以与根据上述的第一示例的系列相同的方式对应于参考成品表玻璃。通过改变所施加的热处理，更具体地改变所施加的保持的温度和/或持续时间来实施示例。预先通过离子束离子注入工艺(离子束中的离子的直接注入)给所有这些样品注入铁、钴或钛。

下表总结了通过这些样品获得的结果：

另外，图6a至图6c表示形成该第四示例的系列的样品的随波长(L，以nm为单位)而变的透射率(T，以％表示)光谱。

特别注意的是，铁产生橙色(在900℃和1000℃)，钴在900℃产生灰色，在1000℃产生蓝色，钛产生淡黄色(在900℃和1000℃)。无论是用铁还是钴，在1600℃的处理都得到透明无色的玻璃。

通过在形成该第四示例的系列的样品上的纳米压痕获得的硬度和弹性模量值可以得出以下结论：在测试条件下，蓝宝石玻璃的机械性能(硬度和弹性)不受包括离子注入和热处理的着色过程的影响。

在第五系列的实施示例中，以与根据上述的第一示例的系列相同的方式，所使用的无色透明的单晶氧化铝初始基材10具有与被称为参考表玻璃的成品表玻璃的最终几何形状相对应的几何形状。

将与参考表玻璃对应的初始基材在去污剂清洗浴中进行清洗，然后进行漂洗并干燥，然后将其放入热蒸镀PVD设备的腔室中。因此，在初始基材的内部表面1或外部表面和斜面2+4上沉积钴金属涂层。重复该操作以形成包括总结在下表中的3、6或9nm的几种不同的涂层厚度e’(设定值)的一系列着色构件。对于该系列的所有构件，均在同一个设备中通过等离子浸没法用氩离子轰击以相同的方式进行反冲注入；仅改变注入离子的剂量(在10kV的能量下以“原子/cm²”表示的D)，这总结在下表中。这些操作对应于上述方法的第一主要步骤。

对于该系列的所有构件，均通过在1000℃的温度下保持3小时以相同的方式进行根据该方法的第二主要步骤的热处理。

下表总结了这些样品获得的结果：

另外，图7表示针对根据该第五示例的系列的涂层厚度e’和注入离子剂量D的几个值的随波长(L，以nm为单位)而变的透射率(T，以％表示)光谱。

特别注意的是，所获得的样品是蓝色；样品5.1至5.3和5.4至5.6具有随着涂层厚度e’而增加的饱和度C*。使用相同的处理参数，结果是相似的，与经过处理的表面(是表面1还是表面2+4)无关。

第六示例特别聚焦于对着色的表玻璃(在本示例中为蓝色)的影响、可能放置在表玻璃的内部表面下方的表盘上的光致发光材料的充电(激发)和放电(发射)性能特性。根据该实施方式制备蓝色玻璃(样品6)，其中通过在无色透明的单晶氧化铝基材10上热蒸镀产生9nm的钴沉积物，接着进行包括在1060℃下保持2小时的热处理。

下表中给出了在样品6和参考玻璃上进行透射的分光光度比色法测量的结果。

在同一只表上相继示出两种玻璃(参考玻璃和玻璃样品6)，该表包括具有商用光致发光材料的施加的标记和指针。将表在黑暗中保持24小时，之后接着进行标准照明(使用光源D65在400勒克司下进行20分钟)之后，比较具有蓝色玻璃(样品6)和参考玻璃的组件的发光性能。通过光度法测量随在黑暗中保持的时间而变的发光降低[nCd]。蓝色玻璃(样品6)的发光性能质量的相对降低以占参考玻璃的发光强度的百分比来评估。

由于样品6的着色造成的发光性能质量的相对降低在0至8小时为0.8％，而在0至22小时为1.7％。

因此，与无色参考玻璃相比，根据示例6的蓝色玻璃的使用对所测试的光致发光材料的性能质量没有影响，这可以由佩戴表的个人看出。

自然地，上述示例以非限制性方式进行，以便说明通过实施本发明的概念获得的结果。它们可以在表玻璃以外的任何透明钟表部件上以类似的效果重现。

结果清楚地说明了通过本发明的方法获得的优点。在此基础上，本领域技术人员将知道如何根据期望达到的、特别是颜色和透明度方面的结果来调节沉积厚度e’、要使用的材料以及热处理参数。特别地，有利的是选择实现大于或等于68％(包含68％)或甚至大于或等于79％(包含79％)的透射系数(Y)。还可以选择基材，使得特别是在表玻璃的情况下，所获得的钟表部件的外部表面的平均硬度大于或等于30GPa和/或大于或等于2016HV0.2。