CN102534477A

CN102534477A - 壳体及其制备方法

Info

Publication number: CN102534477A
Application number: CN2010105805935A
Authority: CN
Inventors: 张新倍; 陈文荣; 蒋焕梧; 陈正士; 林顺茂
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供一种具有黑色外观的壳体，其包括基体及形成于基体表面的色彩层，该色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层含有A的碳化物、M的碳化物及碳化硼，所述表层含有A的氧化物、M的氧化物及氧化硼，其中A为钛、锆、铬、铌、钽中的一种或以上，M为镁、钙、锶、钡中的一种或以上；该色彩层呈现的色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标介于28至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。所述色彩层的制备过程中通入的反应气体乙炔和氧气的流量较少，制备获得的色彩层的色度区域于CIE LAB表色系统的L*低于35。本发明还提供一种上述壳体的制备方法。

Description

壳体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种壳体及其制备方法，尤其涉及一种具有黑色外观的壳体及其制备方法。

背景技术

黑色涂层的应用主要是为了消除或减小光线的影响，或作为产品表面的装饰涂层。目前最常用的制备黑色涂层的方法为电化学方法，如阳极氧化黑色膜，镀黑镍、黑铬等，但该类方法污染重不环保。

PVD镀膜技术是一种较为环保的镀膜工艺。现有技术中，利用PVD镀膜技术于壳体表面形成的黑色膜层在工业上应用得较多的主要是碳化钛(TiC)及碳化铬(CrC)等膜系。在利用PVD镀膜技术制备黑色的碳化钛或碳化铬膜层的过程中，为了使膜层黑色的深度较大，即降低涂层的色度区域于CIE LAB表色系统中的L*值使其小于35，通常需通入大量的碳源反应气体，如甲烷、乙炔等，然而这些气体通入过多时，气体会与靶材反应造成靶材中毒。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种有效解决上述问题的黑色的PVD镀膜的壳体。

另外，本发明还提供一种上述壳体的制备方法。

一种壳体，其包括基体及形成于基体表面的色彩层，该色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层与所述基体相结合，所述中间层含有A的碳化物、M的碳化物及碳化硼，所述表层含有A的氧化物、M的氧化物及氧化硼，其中A为钛、锆、铬、铌、钽中的一种或以上，M为镁、钙、锶、钡中的一种或以上；该中间层中A的碳化物的质量百分含量为92～98％，M的碳化物的质量百分含量为1～6％，剩余的为碳化硼；该表层中A的氧化物的质量百分含量为92～98％，M的氧化物的质量百分含量为1～6％，剩余的为氧化硼；该色彩层呈现的色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标介于28至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

一种壳体的制备方法，其包括如下步骤：

提供一基体；

在该基体的表面形成一色彩层，所述色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层含有A的碳化物、M的碳化物及碳化硼，所述表层含有A的氧化物、M的氧化物及氧化硼，其中A为钛、锆、铬、铌、钽中的一种或以上，M为镁、钙、锶、钡中的一种或以上；所述色彩层的形成采用磁控溅射法，以AMB靶为靶材，其中A的质量百分含量为90～98％，M的质量百分含量为0.5～5％，剩余的为硼；沉积所述中间层以乙炔为反应气体，乙炔的流量为50～80sccm，沉积时间为15～20min；沉积所述表层以氧气为反应气体，氧气的流量为60～80sccm，沉积时间为8～12min；该色彩层呈现的色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标介于28至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

本发明所述壳体的制备方法在形成色彩层时，通过制备特殊成份的靶材，反应气体乙炔流量的控制，形成所述中间层，以及反应气体氧气流量的控制，形成所述表层，通过所述中间层与表层综合作用，使所述色彩层呈现黑色的目的。所述色彩层的制备过程中通入的反应气体乙炔和氧气的量较少，有效避免了靶材的中毒，同时制备获得的色彩层的色度区域于CIE LAB表色系统的L*低于35。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例壳体的剖视图；

图2是本发明一较佳实施例真空镀膜机的示意图。

主要元件符号说明

壳体 10

基体 11

色彩层 13

中间层 131

表层 133

真空镀膜机 20

镀膜室 21

AMB靶 23

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例的壳体10包括基体11及形成于基体11表面的色彩层13，该色彩层13包括一中间层131和一表层133，所述中间层131与所述基体11相结合。

基体11的材质为金属，优选为不锈钢或铝合金。

所述中间层131以磁控溅射的方式形成，其含有A的碳化物、M的碳化物及碳化硼，其中A可为钛、锆、铬、铌、钽中的一种或以上，M可为镁、钙、锶、钡中的一种或以上。所述中间层131中A的碳化物的质量百分含量可为92～98％，M的碳化物的质量百分含量可为1～6％，剩余的为碳化硼。所述中间层131的厚度为100～200nm。

所述表层133以磁控溅射的方式形成，其含有A的氧化物、M的氧化物及氧化硼。所述表层133的厚度为50～100nm。所述表层133中A的氧化物的质量百分含量可为92～98％，M的氧化物的质量百分含量可为1～6％，剩余的为氧化硼。

该色彩层13肉眼直观呈现黑色，而其呈现的色度区域于CIELAB表色系统的L*坐标介于28至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

本发明壳体10的制备方法包括以下步骤：

提供一基体11，该基体11的材质为金属，优选为不锈钢或铝合金。

对该基体11进行预处理，该预处理包括对基体11进行常规的除油、除蜡、酸洗、中和等步骤。

采用磁控溅射法在所述基体11的表面形成色彩层13，先沉积中间层131，再沉积表层133。

制备AMB靶23，其中A可为钛、锆、铬、铌、钽中的一种或以上，M可为镁、钙、锶、钡中的一种或以上，且AMB靶23中A的质量百分含量为90～98％，M的质量百分含量为0.5～5％，剩余的为硼。该AMB靶23的制备可采用常规的粉末冶金的方法，按上述的质量百分含量，将A、M和硼原料粉体混合均匀，采用热等静压制成一坯体，最后在1000～1300进行烧结2～5h即可。

形成中间层131的具体操作方法可为：如图2所示，将基体11放入一真空镀膜机20的镀膜室21内，抽真空使该镀膜室21的本底真空度为8×10^-3Pa，加热该镀膜室21使基体11的温度为100～180℃；开启AMB靶23，设定AMB靶23的功率为6～12kw，设定施加于基体11的偏压为-50～-200V，占空比为35～65％；通入反应气体乙炔，乙炔的流量可为50～80sccm，通入工作气体氩气，氩气的流量可为100～150sccm，沉积所述中间层131。沉积所述中间层131的时间可为15～20min。所述中间层131的厚度可为100～200nm。

继续采用磁控溅射法在所述中间层131的表面形成表层133。形成该表层133的具体操作方法可为：停止通入乙炔，通入反应气体氧气，氧气的流量可为60～80sccm，其他工艺参数与沉积所述中间层131的工艺参数相同，沉积所述表层133，沉积时间为8～12min。所述表层133的厚度可为50～100nm。

该色彩层13于CIE LAB表色系统的L*坐标介于28至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

可以理解的，本发明所述壳体10还可在基体11与色彩层13之间设置一打底层，以增加膜基结合力。

本发明壳体10可为笔记型计算机、个人数字助理等电子装置的壳体，或为其他装饰类产品的壳体。

本发明所述壳体10的制备方法在形成色彩层13时，通过制备特殊成份的靶材，反应气体乙炔流量的控制，形成所述中间层131，以及反应气体氧气流量的控制，形成所述表层133，通过所述中间层131与表层133综合作用，使所述色彩层13呈现黑色的目的。所述色彩层13的制备过程中通入的反应气体乙炔和氧气的量较少，有效避免了靶材的中毒，同时制备获得的色彩层13的色度区域于CIELAB表色系统的L*低于35，使所述壳体10呈现出具有吸引力的黑色的外观；且所述色彩层13具有良好的抗磨损性能，可有效保护基体11，相应地延长壳体10的使用寿命。

Claims

1.一种壳体，其包括基体及形成于基体表面的色彩层，该色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层与所述基体相结合，其特征在于：所述中间层含有A的碳化物、M的碳化物及碳化硼，所述表层含有A的氧化物、M的氧化物及氧化硼，其中A为钛、锆、铬、铌、钽中的一种或以上，M为镁、钙、锶、钡中的一种或以上；该中间层中A的碳化物的质量百分含量为92～98％，M的碳化物的质量百分含量为1～6％，剩余的为碳化硼；该表层中A的氧化物的质量百分含量为92～98％，M的氧化物的质量百分含量为1～6％，剩余的为氧化硼；该色彩层呈现的色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标介于28至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述基体的材质为金属。

3.如权利要求2所述的壳体，其特征在于：所述基体的材质为不锈钢或铝合金。

4.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述色彩层呈现黑色。

5.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述中间层以磁控溅射的方式形成，其厚度为100～200nm。

6.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述表层以磁控溅射的方式形成，其厚度为50～100nm。

7.一种壳体的制备方法，其包括如下步骤：

提供一基体；

在该基体的表面形成一色彩层，所述色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层含有A的碳化物、M的碳化物及碳化硼，所述表层含有A的氧化物、M的氧化物及氧化硼，其中A为钛、锆、铬、铌、钽中的一种或以上，M为镁、钙、锶、钡中的一种或以上；所述色彩层的形成采用磁控溅射法，制备AMB靶，该AMB靶中A的质量百分含量为90～98％，M的质量百分含量为0.5～5％，剩余的为硼；沉积所述中间层以乙炔为反应气体，乙炔的流量为50～80sccm，沉积时间为15～20min；沉积所述表层以氧气为反应气体，氧气的流量为60～80sccm，沉积时间为8～12min；该色彩层呈现的色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标介于28至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

8.如权利要求7所述的壳体的制备方法，其特征在于：制备所述AMB靶采用如下方式实现：采用粉末冶金法，将质量百分含量为90～98％的A、质量百分含量为0.5～5％的M和剩余的硼原料粉体混合均匀，采用热等静压制成一坯体，再在1000～1300进行烧结2～5h。

9.如权利要求7所述的壳体的制备方法，其特征在于：形成所述中间层的工艺参数为：AMB靶的功率为6～12kw，基体的偏压为-50～-200V，占空比为35～65％，基体的温度为100～180，以氩气为工作气体，氩气的流量为100～150sccm。

10.如权利要求7所述的壳体的制备方法，其特征在于：形成所述表层的工艺参数为：AMB靶的功率为6～12kw，基体的偏压为-50～-200V，占空比为35～65％；基体的温度为100～180，以氩气为工作气体，氩气的流量为100～150sccm。