CN104630710A - 一种玫瑰金色装饰镀涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玫瑰金色装饰镀涂层及其制备方法，该涂层由交替沉积的ZrTiNX层和Cu层组成，是使用靶材钛锆合金及铜，在金属或者非金属基底上通过物理气相沉积方法制备的纳米复合涂层。本发明的玫瑰金色装饰镀涂层可以很好的解决了金铜合金的耐腐蚀性、耐候性和硬度问题，更重要的是降低了加工成本，不使用贵金属就能达到玫瑰金效果，便利了玫瑰金色装饰镀涂层的大量使用和推广。

Description

一种玫瑰金色装饰镀涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于表面改性技术领域，特别涉及一种玫瑰金色装饰镀涂层及其制备方法。

背景技术

玫瑰金由于其具有非常时尚、靓丽的玫瑰红色彩，因此倍受人们的青睐，从而广泛运用于首饰以及工艺品的设计和加工上，又称粉色金、红色金，因其风行于19世纪的俄罗斯，故又称俄罗斯金。然而传统的玫瑰金色由物理气相沉积价格昂贵的金铜合金靶着色，耐腐蚀性、耐候性不够，硬度不高，且随着黄金价格的提升，加工成本也在不断的提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种玫瑰金色装饰镀涂层及其制备方法，该涂层解决了金铜合金的耐腐蚀性、耐候性和硬度问题(表面硬度可高达35GPa以上)，更重要的是降低了加工的成本，不使用贵金属就能达到玫瑰金效果，便利了玫瑰金色装饰镀涂层的大量使用和推广。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种玫瑰金色装饰镀涂层，所述涂层由交替沉积的ZrTiNX层和Cu层组成。优选在所述ZrTiNX层里掺入Cu组成，所述Cu在所述ZrTiNX层内的的掺杂因子为0.1。优选所述ZrTiNX层和Cu层的交替次数大于3。所述ZrTiNX层的厚度为70-500nm，所述Cu层的厚度为10-100nm。

一种玫瑰金色装饰镀涂层的制备方法，所述ZrTiNX层和Cu层采用物理气相沉积方法制备。所述ZrTiNX层主要采用钛锆合金靶，在等离子体里与N2化合而成。

所述钛锆合金靶中钛和锆的质量比不小于3:7，所述钛锆合金靶采用熔炼方法成型切削成特定形状，供应给真空镀膜设备使用。

所述钛锆合金靶采用粉末冶金方法成型。

上述钛锆合金靶所做的靶材和铜靶一起，在金属或者非金属基底上采用多种物理气相沉积方法实现成膜。

附图说明

图1是本发明实施例1的玫瑰金色装饰镀涂层中交替沉积的ZrTiNX层和Cu层膜层结构示意图；

图2是本发明实施例2的玫瑰金色装饰镀涂层中ZrTiNX层里掺入Cu的膜层结构示意图；

图3是常规的金铜合金膜层的反射曲线示意图；

图4是本发明实施例1的玫瑰金色装饰镀涂层中ZrTiNX膜层的反射曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的陈述，以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。常规的金铜合金的反射曲线如图3所示，在200nm-580nm区间的平均反射率为40％，580nm-620nm为上升阶段，在620nm以后平均反射率接近95％，而显色的主要波段为人眼感受的380-760nm区间，因此颜色主要显示为黄中带粉红，色值为：a*＝3.0,b*＝14.0。而因ZrTiNX为半导体材料，在200-600nm区间会出现吸收峰，因此在200-1000nm区间的平均反射率比金铜合金的平均反射率低，体现的效果是亮度达不到金铜合金的效果，但所体现的色值和金铜合金的接近而且可由N2的流量来调整，而且因Cu在短波的特性曲线，因此如图4所示，本发明的掺Cu涂层能补齐ZrTiNX存在的显色缺陷，提高短波的平均反射率，使得整个涂层更加接近金铜合金的本征反射曲线。

更进一步，由于Cu元素的掺入阻碍了ZrTiNX柱状生长，从而使得ZrTiNX形成纳米柱状晶。因为交替沉积，在Cu和N2不反应的情况下，Cu层偏聚在ZrTiNX的周围，阻止了膜层的连续柱状生长，使得晶粒更加细化，由于纳米晶材料的硬度随晶粒的尺寸降低而升高，因此在交替沉积的Cu层或者掺铜提高了整体涂层的硬度，表面硬度可高达35GPa以上，也由于Cu原子反过来被ZrTiNX包裹，从而产生了优良的防腐特性和耐候性。

实施例1

采用多弧离子镀，设定钛锆合金靶(钛和锆的质量比大于3:7)为70A，铜靶为45A，N2流量调整到工作真空0.1-0.3Pa，负偏压为80V-150V，基片温度250℃，铜靶每隔30秒开关一次，镀膜时间3-5分钟。得到玫瑰金色装饰镀涂层，结构如图1所示。ZrTiNX层的厚度为80nm，Cu层的厚度为20nm，ZrTiNX层和Cu层的交替次数为3，表面硬度为35GPa，具有优良的防腐特性和耐候性。

实施例2

采用多弧离子镀，设定钛锆合金靶为60A，铜靶为40A，N2流量调整到工作真空0.1-0.3Pa，负偏压为80V-150V，基片温度250℃，铜靶一直开启，镀膜时间2-4分钟。在所述ZrTiNX层里掺入Cu组成，所述Cu在所述ZrTiNX层内的的掺杂因子为0.1，得到玫瑰金色装饰镀涂层，结构如图2所示。ZrTiNX层的厚度为120nm，Cu层的厚度为30nm，ZrTiNX层和Cu层的交替次数为5，表面硬度为41GPa，具有优良的防腐特性和耐候性。

实施例3

采用磁控溅射镀，设定钛锆合金靶单位面积靶功率为3-6W/CM2，铜靶为单位面积靶功率为4-8W/CM2，Ar和N2流量调整到工作真空0.1-0.3Pa，负偏压为80V-150V，基片温度250℃，铜靶一直开启，镀膜时间25-35分钟。得到玫瑰金色装饰镀涂层，ZrTiNX层的厚度为80nm，Cu层的厚度为22nm，ZrTiNX层和Cu层的交替次数为4，表面硬度为45GPa，具有优良的防腐特性和耐候性。

实施例4

采用磁控溅射镀，设定钛锆合金靶单位面积靶功率为4-8W/CM2，铜靶为单位面积靶功率为4-6W/CM2，Ar和N2流量调整到工作真空0.1-0.3Pa，负偏压为80V-150V，基片温度250℃，铜靶每隔10分钟开启一次，镀膜时间40-60分钟。得到玫瑰金色装饰镀涂层，ZrTiNX层的厚度为70nm，Cu层的厚度为12nm，ZrTiNX层和Cu层的交替次数为8，表面硬度为51GPa，具有优良的防腐特性和耐候性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种玫瑰金色装饰镀涂层，其特征在于：所述涂层由交替沉积的ZrTiNX层和Cu层组成。

2.根据权利要求1所述的玫瑰金色装饰镀涂层，其特征在于：所述ZrTiNX层里掺入Cu，所述Cu在所述ZrTiNX层内的掺杂因子为0.1。

3.根据权利要求1或2所述的玫瑰金色装饰镀涂层，其特征在于：所述ZrTiNX层和Cu层的交替次数大于3。

4.根据权利要求1或2所述的玫瑰金色装饰镀涂层，其特征在于：所述ZrTiNX层的厚度为70-500nm，所述Cu层的厚度为10-100nm。

5.一种玫瑰金色装饰镀涂层的制备方法，其特征在于：所述ZrTiNX层和Cu层采用物理气相沉积方法制备。

6.根据权利要求5所述的玫瑰金色装饰镀涂层的制备方法，其特征在于：所述ZrTiNX层采用钛锆合金靶，在等离子体里与N2化合而成。

7.根据权利要求6所述的玫瑰金色装饰镀涂层的制备方法，其特征在于：所述钛锆合金靶的钛和锆的质量比大于3：7，所述钛锆合金靶采用熔炼方法成型切削成特定形状，供应给真空镀膜设备使用。