CN106794585A - 剃须刀片涂层 - Google Patents
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Abstract
具有包括刀刃部分的基质的剃须刀片基质，所述刀刃部分具有异形几何结构，所述异形几何结构被强化涂层覆盖，所述强化涂层至少在刀刃部分沉积在剃须刀片基质上。覆盖刀刃尖端的强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝刀刃尖端会合。强化涂层包括由含有钛和硼的材料制成的强化层。
Description
技术领域
本发明涉及到剃须刀片。
背景技术
具体而言，本发明涉及到具有剃须刀刀刃的剃须刀片。
通过现有技术，已经提供了剃须刀片。将其放在剃须刀架中的适当位置，所述剃须刀片提供切削毛发的最终功能。
过去，剃须刀片已经设置有基质和强化涂层，所述强化涂层在刀刃处覆盖基质。强化涂层通常是含有金属和/或碳的材料，并且为剃须刀刀刃提供增强的强度，这样反过来又延长了其预期寿命。
有时，强化涂层进一步被润滑涂层覆盖，比如PTFE涂层。
在剃须刀刀刃上提供更好的涂层是一项挑战。首先，因为剃须刀片基质边缘的几何结构非常特殊，很难在其上面沉积涂层，并通过提高切削属性和强化剃须刀刀刃起到适当涂层的作用。
第二，因为剃须刀片是大量消费品，所以涂层必须以非常均匀的方式涂覆到各个产品上，而且其生产量必须很高(每天数百万件)，这需要涂层与非常可靠的工艺协调一致。
第三，即使已经能够在剃须刀片上沉积一种新型涂层，但是衡量现有技术产品的改进也非常难。这是因为试验专业人员感知的剃须质量会是非常主观的。
因此，开发一种新型剃须刀片涂层需要多年研发工作。
然而，仍希望通过提供更好的剃须刀片涂层来改进剃须刀片。
WO2006/027，016描述了一种包含铬和碳的剃须刀片涂层。
其它现有技术的文件列出了据说适合剃须刀片涂层的无数材料清单。例如，这种文件的一个实例是EP1287953。从所提供的较长材料清单看，实际上可能并非所有材料都作为剃须刀片涂层成份进行了尝试，而且可能某些材料并不适合作为剃须刀片涂层成份。
在开发新型剃须刀片涂层时，一个目的是增加涂层材料的硬度。有很多材料可比铬碳混合物硬。在寻求比铬碳混合物硬的材料情况下，一种可能的候选物质是二硼化钛。
上述，除剃须刀片外，还有其它有涂敷的切削工具。这些切削工具有其自身的问题以及为了解决这些问题而设计的结构。例如，WO2007/136，777的目的是得到一种稳定的切削刃，该切削刃由多层涂层构成，在旋转工具的刀片两侧上有不同的结构。关于涂层本身，它包括覆盖底部多层粘合层金属陶瓷部分的特殊上端耐磨损、低摩擦、抗磨部分，所述底部多层粘合层金属陶瓷部分适应上端部分的内应力，并确保整个涂层系统的韧性最高。这是鉴于特殊切削用途的一种特殊涂层，在此提及作为手术器械或牙科器械的“剃须刀片”。
返回到剃须刀的刀片，出乎意外的是，在把含钛和硼的涂层沉积到剃须刀刀刃上的实验中，发明人遇到了具有用作剃须刀片涂层的卓越属性的涂层。
发明内容
本发明涉及到一种包括刀刃部分的剃须刀片，该剃须刀片包括：
剃须刀片基质，该剃须刀片基质在剃须刀片的刀刃部分具有基质边缘部分，所述基质边缘部分具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是基质两个侧面朝基质尖端会合，
强化涂层，该强化涂层至少在刀刃部分处沉积在剃须刀片基质上，强化涂层覆盖基质尖端，强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝涂层尖端会合，
其中，强化涂层包括由钛硼混合物制成的强化纳米晶层，包括富钛区域(titanium-rich areas)与富硼区域(boron-rich areas)之中的至少一个区域，
在此，使用“富(rich)”这个字眼是参考化学计量的TiB2成份。
所述剃须刀片的硬度明显提高，而且可制造性使其能够满足剃须刀片涂层的其它要求：在(成本合理的)高工业生产产量下，可靠的均匀性特征。
“富钛”区域是指二硼化钛中钛的比例较高的区域。
“富硼”区域是指二硼化钛中硼的比例较高的区域。
在某些实施例中，还可以采用以下特征中的一项或多项：
强化层中硼原子与钛原子的平均比例介于1.3：1和2.3：1之间；
一种剃须刀片，其中，强化层中硼原子与钛原子的平均比例介于2.01：1和2.3：1之间；
强化层中硼原子与钛原子的平均比例介于1.3：1和1.99：1之间；
纳米晶层包括二硼化钛区域；
一种剃须刀片，其中，二硼化钛区域是非柱状的；
一种剃须刀片，其中，强化纳米晶层包括纳米晶的设置，其中，纳米晶体原子布置在六角晶格的结构中；
一种剃须刀片，其中，强化层包括无特征晶粒，其特性尺寸介于2和15纳米(nm)之间；
一种剃须刀片，其中，当在平坦的见证样本上施加沉积时，在提供涂层密度超过3.9克每立方厘米(g/cm3)的条件下，沉积强化层；
一种剃须刀片，其中，在距离涂层尖端5微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于1.8和2.5微米之间，最好介于1.9和2.4微米之间；
一种剃须刀片，其中，在距离涂层尖端20微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于5.1和7.3微米之间，最好介于5.4和7.1微米之间；
一种剃须刀片，其中，剃须刀片基质由不锈钢制成；
一种剃须刀片，其中，强化涂层包括剃须刀片基质与强化层之间的过渡层；
一种剃须刀片，其中，过渡层含钛；
一种剃须刀片，其中，过渡层由钛制成；
一种剃须刀片，其中，强化涂层包括在强化层之上的含金属的覆盖层；
一种剃须刀片，其中，覆盖层含有铬；
一种剃须刀片，其中，强化层是强化涂层的唯一的一层；
一种剃须刀片，其中，垂直于基质侧面测量的强化层厚度介于20和400纳米(nm)之间，例如，介于20和150纳米之间或者介于40和250纳米之间；
一种剃须刀片，进一步包括在强化涂层之上的聚合物涂层；
一种剃须刀片，其中，强化层无顺序地包括具有不同钛硼原子比例的区域，
其中，在至少一个区域中，硼与钛的比例介于y：1和z：1之间，其中，y和z介于1.3和1.99之间，而且y小于z，和/或其中，在至少一个区域中，硼与钛的比例介于u：1和v：1之间，其中，u和v介于2.01和2.3之间，而且u小于v。
根据另一方面，本发明涉及到一种剃须刀头，其包括刀架和剃须刀片，所述剃须刀片安装在所述刀架中。
根据另一方面，本发明涉及到一种剃须刀，其包括手柄和剃须刀头，其中，剃须刀头附接到手柄。
在某些特殊的实施例中，涂层并非纯二硼化钛涂层。它含有钛和硼。一个或多个区域是富硼区域，和/或一个或多个区域是富钛区域。但是，钛浓度在层内的分散可以控制，以便不超出上阈值或下阈值，这会导致属性丢失。
根据另一方面，剃须刀片包括：
剃须刀片基质，该剃须刀片基质在剃须刀片的刀刃部分具有基质边缘部分，所述基质边缘部分具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何形是基质两个侧面朝基质尖端会合，
强化涂层，该强化涂层至少在刀刃部分沉积在剃须刀片基质上，强化涂层覆盖基质尖端，强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝涂层尖端会合，
其中，强化涂层包含钛硼混合物，
其中，当在平坦的见证样本上施加沉积时，在涂层密度超过3.9克每立方厘米(g/cm3)的条件下，沉积强化层。
根据另一方面，剃须刀片包括：
剃须刀片基质，该剃须刀片基质在剃须刀片的刀刃部分具有基质边缘部分，所述基质边缘部分具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是基质两个侧面朝基质尖端会合，
强化涂层，该强化涂层至少在刀刃部分沉积在剃须刀片基质上，强化涂层覆盖基质尖端，强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝涂层尖端会合，
其中，强化涂层包含钛硼混合物，
其中，在距离涂层尖端5微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于1.8和2.5微米之间，最好介于1.9和2.4微米之间。
根据另一方面，在距离涂层尖端20微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于5.1和7.3微米之间，最好介于5.4和7.1微米之间。
根据另一方面，剃须刀片包括：
剃须刀片基质，该剃须刀片基质在剃须刀片的刀刃部分具有基质边缘部分，所述基质边缘部分具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是基质两个侧面朝基质尖端会合，
强化涂层，该强化涂层至少在刀刃部分沉积在剃须刀片基质上，强化涂层覆盖基质尖端，强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝涂层尖端会合，
其中，强化涂层包含钛硼混合物，
其中，在距离涂层尖端20微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于5.1和7.3微米之间，最好介于5.4和7.1微米之间。
根据另一方面，在距离涂层尖端5微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于1.8和2.5微米之间，最好介于1.9和2.4微米之间。
附图说明
从以下对作为非限制性实例提供的本发明某些实施例的描述，以及对附图的描述，本发明的其它特征和优点将显而易见。
在各图中：
图1是截面图中刀刃剖面的一幅示意图，
图2是有涂层的样本的一幅暗视野透射电子显微镜视图，
图3显示了在各种条件下沉积在基质上的Ti层和TiBx层的X射线衍射光谱，
图4是截面图中有涂层的刀刃剖面的一幅示意图，
图5是截面图中有涂层的刀刃剖面的一幅示意图，
图6是截面图中有涂层的刀刃剖面的一幅示意图，以及
图7是剃须刀的一幅示意图，
图8显示了剃须刀片的一幅截面图，阐释了几何结构测量，
图9是可用于生产刀片的沉积装置的一幅示意顶视图，
图10是图9的装置的一幅示意侧视图。
在各图中，相同的标号指代相同或相似的元件。
具体实施方式
在下文中，参考附图，对本发明进行详细说明。通常，剃须刀片包括刀片基质，所述刀片基质进一步包括刀片主体和刀刃。图1显示了包括锥形侧面10a、10b的剃须刀刀刃基质10，所述锥形侧面10a、10b在刀片尖端10c会合。刀刃基质10的形状可以是有角的或者是拱形的，或者这两种形状相结合。然而，刀刃基质10的特殊几何结构和材质通常不能提供用于剃须目的足够硬度，而且在刀刃基质上应用涂层，以提高刀刃硬度，并因此增强剃须品质。涂层能够减少刀刃的磨损，提高整体切削性能并延长剃须刀片的可用性。
在图1中，刀刃基质10涂有强化涂层16和润滑层17。可包含氟聚合物的润滑层通常用于剃须刀片领域，以减少剃须过程中的摩擦。强化涂层16因为其机械性能而被采用。强化涂层16含钛和硼。更准确地说，强化涂层16由钛和硼制成，含有低含量的杂质。在经济上可行的条件下，保持尽可能低的杂质含量。可以按照涂层内不同的钛硼比例制备强化涂层16。这意味着可以是二硼化钛(TiB2)和/或含有钛和/或硼的其它成份的混合物。涂层16包括富钛(Ti-rich)区域和/或富硼(B-rich)区域。“富(rich)”字的使用涉及到与TiB2相比的Ti和B的各自正常化学计量浓度。构成涂层16的材料可以用TiBx表示。例如，涂层16在这些元素的浓度上有局部变化，在富硼区域，B：Ti的原子比高于2，乃至2.3(x介于2.01和2.3之间)，在富钛区域，B：Ti的比低于2，乃至1.3(x介于1.3和1.99之间)。可在涂层中随机设置局部变化。钛、硼和二硼化钛的这些比例可额外改进刀刃基质10的整个涂层。所以，在当前应用中，当提及TiBx时，便是指上文所述的涂层。
参阅图2，显示了涂层结构，其中，基质S被由钛制成的过渡层15覆盖，所述过渡层15被由TiBx制成的强化层16覆盖。这种层结构与剃须刀刀刃上的涂层结构相对应。
可由Ti靶材和TiB2靶材通过溅射沉积制造有涂层的刀片。如图9和图10中可见，把刀片基质S加载到沉积室22中的卡销21上，所述沉积室包括一种Ti靶材23以及两种TiB2靶材24a、24b。在某些实施例中，沉积室还可以包括Cr靶材25。例如，提供四种靶材，作为正方形的四个角(从上方看)。例如，两种TiB2靶材面对彼此。在沉积前，可执行溅射刻蚀步骤。利用真空装置26把沉积室22排空至10-5托的基准压力。然后把氩气从氩气源27插入沉积室22中，直至8毫托(8.10-3托)的压力。通过利用电机29以6rpm的恒速旋转经由共同结构28连接在一起的加载的卡销，在0.2安培的直流电流控制下操作所有靶材，尤其是Ti靶材和TiB2靶材。把200-600伏的直流电压施加到不锈钢刀片上，持续4分钟。在溅射刻蚀步骤过程中，通过轰击氩离子，从刀片基质和靶材中去除杂质。
关于沉积钛过渡层15，在溅射刻蚀步骤结束后，把室压力调整到3毫托。在把直流电流分别控制在3和0.2安培，同时把0-100伏的直流电压施加到旋转刀片的条件下，操作Ti靶材和TiB2靶材。利用TiB2靶材上的电流(如果存在，还有Cr靶材上的电流)防止元素沉积在这些靶材上。调整沉积时间，10-100纳米，例如10-50纳米的Ti层沉积在刀片样本的边缘上。
关于沉积TiBx强化层16，在沉积钛过渡层15之后，Cr靶材、Ti靶材和TiB2靶材同时运行，把Cr靶材上的电流设为0.2安培，调整Ti靶材上的电流，并且把TiB2靶材上的电流设为3安培。利用Cr靶材上的电流来防止元素沉积在该靶材上。而且，根据预期的涂层成份，调整施加到Ti靶材与TiB2靶材上的电流比率。把0至600伏的直流偏压施加到旋转的刀片上。调整沉积时间，把20-150纳米的TiBx层沉积在Ti层上。替代地，把40-250纳米的TiBx层沉积在Ti层上。通常，可以把20-400纳米的TiBx层沉积在Ti层上。
如下文中进一步详细描述的，可以在强化层16上设置含金属的覆盖层20。例如，在TiBx强化层16之上，可以沉积较薄的10-50纳米的Cr层20，在图6中描绘了该层的结构。关于这个步骤，可以把有涂层的刀片移动到另一个溅射机，或者可以在含有Cr靶材的同一个机器中对其进行操作，如图9和图10所示。把Cr靶材上的电流设为3安培，把0-450伏的偏压施加到刀片上。如果在同一个溅射机中进行处理，则可以防护非操作的靶材被操作的靶材污染，并且防止在每个步骤操作非操作的靶材。
参阅图2，显示了前文所述的涂层结构，其中，基质S被钛过渡层15覆盖。而且，钛过渡层15被TiBx强化层16覆盖。此外，涂层15和16显示了纳米晶的设置。在TiBx层，以六角晶格结构设置纳米晶体原子。呈现纳米晶设置的层也被称为纳米晶层。纳米晶体可被定义为晶体结构，其具有至少一个维度，尤其是所有3个主要维度都小于100纳米(nm)。Ti纳米晶体沿着生长方向构成薄圆柱体。圆柱体的直径多达10-12纳米。
Ti层15被包括TiB2纳米晶区域的TiBx强化层16覆盖，其中，以六角晶格结构设置纳米晶体原子。TiBx结构不包括任何柱状结构，如图2中可见。这种无特征的结构具有用于剃须刀片强化涂层的令人关注的属性。
图2所示的基质S上的层结构与刀刃基质10上的层结构相对应。在形成TiBx强化层16过程中的生长条件以及施加的偏压，提供具有更适合剃须的机械特性的坚硬结构，尤其是与TiB2柱状结构相比，更是如此。首选的生长条件以及施加在基质上的偏压，使包括TiB2纳米晶区域的TiBx强化层16能够生长，其中，以六角晶格结构设置纳米晶体原子。
在图3中，针对由上文所述的钛过渡层15和TiBx强化层16覆盖的样本(T179–T185)，显示了X射线衍射光谱测量，在此，TiBx层的沉积是在不同沉积条件下进行的。峰值P1是指TiBx层中TiB2(001)的定向。不同沉积条件导致不同(001)峰值P1。也就是，沉积条件导致TiBx层六角纳米晶设置的不同结构。如图3所描绘的，峰值可在强度和宽度方面变化；但是，峰值的角度位置保持不变。为了得到前文所述的涂层而施加在剃须刀刀刃基质10上的偏压介于40伏和500伏之间。无法在剃须刀刀刃上测量TiBx纳米晶强化层16的密度。沉积在平坦样本上的同一涂层的密度介于3.9g/cm3和4.4g/cm3之间。密度增加与层的强度增加有关。
作为钛过渡层15与TiBx强化层16的厚度的一个实例，可以考虑钛过渡层15为40纳米，TiBx强化层16为60纳米。然而，也可以考虑这两个层为其它厚度尺寸，其中，钛过渡层15和TiBx强化层16的总厚度不超过500纳米，而且，在某些情况下，不超过150纳米。
剃须刀片，尤其是剃须刀刀刃基质10，被强化涂层16覆盖，所述强化涂层16包括由TiBx制成的强化层16。在另一个实施例中，强化涂层16可包括强化层16和钛过渡层15。强化层16无顺序地包括具有不同钛硼原子比例的区域，而且，在至少一个区域中，硼与钛的比例介于y：1和z：1之间，其中，y和z介于1.3和1.99之间，而且y小于z，和/或其中，在至少一个区域中，硼与钛的比例介于u：1和v：1之间，其中，u和v介于2.01和2.3之间，而且u小于v。强化层16中硼原子与钛原子的平均比例介于1.3：1和2.3：1之间。平均来说，富钛涂层的总数为x，x介于1.3和1.99之间。剃须刀片的剃须刀边缘可涂有包括唯一强化层16的强化涂层，如上文所述。在图4中描绘了这种涂层结构，在此，刀刃基质10被强化层16覆盖。强化层16被聚合物涂层(PTFE)17覆盖。包括剃须刀刀刃的剃须刀片基质由不锈钢制成。适当的不锈钢主要包括铁，并且按重量计包括：
0.62-0.75％的碳，
12.7-13.7％的铬，
0.45-0.75％的镁，
0.20-0.50％的硅，
不超过微量的钼。
在本发明范围内可采用其它不锈钢。
刀刃基质10的涂层结构还可以包括剃须刀刀刃基质10与强化层16之间的过渡层15。在图5中描绘了该涂层结构，在此，刀刃基质10被过渡层15覆盖，所述过渡层15被强化层16覆盖。过渡层15可以是钛过渡层。钛过渡层15可由柱状纳米晶体制成，对强化层16没有负面影响。强化层16被聚合物涂层(PTFE)17覆盖。
垂直于基质侧面测量的强化层16的厚度介于20和150纳米(nm)之间。作为选择，该厚度介于40和250纳米(nm)之间。通常，该层可介于20和400纳米之间。
此外，强化涂层可包括在强化层16之上的含金属的覆盖层20。例如，含金属的覆盖层20是一层铬。在图6中描绘了该涂层结构，在此，刀刃基质10被过渡层15覆盖，所述过渡层15被强化层16覆盖。强化层16被含金属的覆盖层20覆盖，所述被含金属的覆盖层20被聚合物涂层(PTFE)17覆盖。含金属的覆盖层可进一步提高刀刃涂层的整体硬度。和/或，可将其用于帮助润滑层17附着在强化涂层上。
这种新型刀片涂层可以与具有常规几何结构的剃须刀片一起使用。然而，也可以用其涂覆具有新型几何结构的剃须刀片基质，同时仍呈现恰当的剃须性能。
当采用共聚焦显微镜测量时，在距离涂层尖端5微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量(见图8)，刀片的厚度t5(考虑基质和强化涂层，不包括聚合物涂层)例如可介于1.8微米和2.5微米之间，最好介于1.9和2.4微米之间。
在距离涂层尖端20微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量(见图8)，刀片的厚度t20(考虑基质和强化涂层，不包括聚合物涂层)介于5.1微米和7.3微米之间，最好介于5.4和7.1微米之间。
此外，图7阐释了两个上述剃须刀片，所述剃须刀片安装到剃须刀架105中，形成剃须刀头110，所述剃须刀头连接到剃须刀手柄201，形成用于剃须目的的剃须刀200。
对具有上述强化涂层的剃须刀片也进行了测试。第一个测试包括在沉积到平坦样本上的涂层上进行的硬度测量。如上所述，把TiBx涂层沉积到平坦样本上揭示了纳米晶强化层16的硬度高达15.8GPa，这比通过沉积在相同平坦样本上的当前标准涂层获得的硬度大得多。因此，可以预料到剃须刀片上的涂层硬度较大。
把前述有涂层的剃须刀片也与标准生产的刀片作比较。如上所述，把涂覆钛层、TiBx层、铬层和PTFE层的刀片与标准生产的涂覆铬层、CrC层和PTFE层的刀片作比较。根据本发明的刀片的基质材料和轮廓、无机涂层总厚度以及PTFE涂层厚度与标准生产的刀片相同。特殊试验包括在移动的毛毡上重复刀片的切削动作，利用测力传感器测量一连10次切削后刀片上的载荷。试验的结果是最后一次(第十次)切削的载荷范围至少比标准生产的刀片的载荷低39％。这个结果(见表1)表明，在切削动作过程中，具有上述含TiBx的涂层的刀片以更有效的方式保持其切削能力、形状和整体性。
在上述测试过程中，还通过光学显微镜评估了10次切削后施加在刀片刀刃上的损害。按照缺失材料的面积(即，已经破损并从刀刃上掉下的材料)以及强烈变形的面积，对刀刃尖端上的损害进行了量化。涂覆TiBx的刀片的结果是，与标准生产的刀片相比，缺失和/或强烈变形的材料面积减少了90％。该结果(见表1)表明具有前述TiBx涂层的刀片的耐用性增加。耐用性增加使之能够在剃须刀片产品中采用较薄的刀刃轮廓，这样反过来有利于产品在流动性以及整体评价方面的剃须性能。
表1：TiBx涂层与常规涂层的切削力结果以及刀刃损害
上文展示了一个实施例，其中，在同时操作Ti靶材和TiB2靶材的过程中，可以通过调整Ti靶材和TiB2靶材的电流比，沉积整个富钛的TiBx层。然而，根据适当地选择运行参数，比如施加到靶材的电流、刀片偏压、刀片位移速度、室内部压力等，还可以通过其它方法获得上述涂层。尤其是，因为钛和硼的沉积量与TiB2靶材不同，所以可以获得富硼区域。强化层16中硼原子与钛原子的平均比例介于2.01：1和2.3：1之间。
在原权利要求1的范围之外，可以调整这些参数，从而沉积TiB2涂层。尽管TiB2涂层不会呈现使涂层特别适合用作上文例证的剃须刀片涂层的原权利要求1的成份，但是估计可以获得某些TiB2涂层，也呈现作为剃须刀片强化涂层的某些益处。某些预备试验表明，具有如上所述的特定轮廓的剃须刀片会因为含钛和硼的涂层而获益来提高剃须性能。某些预备试验还表明，如上所述的具有含钛和硼的密实涂层的剃须刀片会提高剃须性能。
可以通过奥格(Auger)电子能谱学深度剖析(AESDP)得到强化涂层各层的厚度数据。可以在剃须刀片本身上进行测量(例如，在除去聚合物涂层之后，或者在涂覆聚合物涂层之前)。
通过精确聚焦电子束激励刀刃表面，完成奥格电子能谱学深度剖析，这使得奥格电子从刀刃表面发出。这些电子与大约离表面5纳米深的材料有关。采用电子光谱仪对其进行检测，所述电子光谱仪由能量分析仪和电子探测器系统构成。测得的奥格电子能量可以与被分析的材料的相应元素相关联。
为了记录所选元素的基本深度分布，去除样本表面，例如，通过Ar+离子轰击将其溅射掉。通过之前的校准量测，已知这类涂层上的溅射过程的去除率(单位是纳米/分钟)。
当奥格电子能谱确定主要材料是基质材料(在剃须刀片领域，通常是不锈钢)时，停止剖析实验。因此，知晓了涂层的总厚度，便可以确定分别在哪个深度进行测量。
为了测量光谱和深度剖析而分析的区域的位置可以非常接近刀片尖端(离刀刃尖端5-10μm)。其尺寸数量级为10μm(例如，10μmx10μm的方形贴片)。
在AES分析之前，把刀片样本安装到样本架上，并将其引入奥格电子能谱仪的超高真空室。根据剖析强度，在一定溅射次数之后，在接收表面上测量奥格测量光谱，寻找位于刀刃薄膜中的元素。
可以通过溅射进行深度剖析，例如，通过利用3keV的Ar+离子能量。通过应用预先校准的溅射率(即根据时间去除的材料厚度)，有可能进行精确的深度范围量化。通过与被分析样本相同的涂层，按照参考标准确定这些溅射率。通过在平坦基质上沉积相同成份的薄膜来制备这些样本，并在相同条件下将其沉积为刀刃上的涂层，并通过另一种剖析方法测量其厚度，从而校准AES方法。
例如，另一种剖析方法可以是在待涂样本上放一个遮盖物，并进一步沉积，然后除去放置遮盖物处的涂层材料，从而测量其余有涂层的材料与去除了涂层材料的基质之间的台阶的高度。
作为选择，可以通过应用到沉积在核准参考材料BCR-261T(Ta2O5(100nm)/Ta板)上的涂层的已知溅射率来确定溅射率的近似值。
因此，根据一个方面，可以应用确定剃须刀片的强化涂层成份的一种方法，其中，反复进行以下步骤：
测量涂层的表面成份，以及，
按照指定溅射去除率从涂层去除材料，
直到到达底层或剃须刀片基质，而且
利用涂层的溅射去除率标定数据以及通过另一种测量方法得到的强化涂层总厚度，把测得的表面组分归于涂层的深度。
这种确定方法可用于TiBx涂层，但是也可以用于其它强化涂层。
Claims (30)
1.包括刀刃部分的剃须刀片，该剃须刀片包括：
剃须刀片基质，该剃须刀片基质在剃须刀片的刀刃部分具有基质边缘部分，所述基质边缘部分具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是基质两个侧面朝基质尖端会合，
强化涂层，该强化涂层至少在刀刃部分沉积在剃须刀片基质上，强化涂层覆盖基质尖端，强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝涂层尖端会合，
其中，强化涂层包括由钛硼混合物制成的强化纳米晶层，具有富钛区域与富硼区域之中的至少一个区域，在此，参考化学计量的TiB2成份，使用“富”这个字。
2.根据权利要求1所述的剃须刀片，其中，强化层中硼原子与钛原子的平均比例介于1.3：1和2.3：1之间。
3.根据权利要求2所述的剃须刀片，其中，强化层中硼原子与钛原子的平均比例介于2.01：1和2.3：1之间。
4.根据权利要求2所述的剃须刀片，其中，强化层中硼原子与钛原子的平均比例介于1.3：1和1.99：1之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的剃须刀片，其中，纳米晶层包括二硼化钛区域。
6.根据权利要求5所述的剃须刀片，其中，二硼化钛区域是非柱状的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的剃须刀片，其中，强化纳米晶层包括纳米晶的设置，其中，纳米晶体原子以六角晶格的结构设置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的剃须刀片，其中，强化层包括无特征晶粒，其特性尺寸介于2和15纳米(nm)之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的剃须刀片，其中，当应用到在平坦的见证样本上沉积时，在涂层密度超过3.9克每立方厘米(g/cm3)的条件下，沉积强化层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的剃须刀片，其中，在距离涂层尖端5微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于1.8和2.5微米之间，最好介于1.9和2.4微米之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的剃须刀片，其中，在距离涂层尖端20微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于5.1和7.3微米之间，最好介于5.4和7.1微米之间。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的剃须刀片，其中，剃须刀片基质由不锈钢制成。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的剃须刀片，其中，强化涂层包括剃须刀片基质与强化层之间的过渡层。
14.根据权利要求13所述的剃须刀片，其中，过渡层含钛。
15.根据权利要求14所述的剃须刀片，其中，过渡层由钛制成。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的剃须刀片，其中，强化涂层包括在强化层之上的含金属的覆盖层。
17.根据权利要求16所述的剃须刀片，其中，覆盖层含有铬。
18.根据权利要求1至12中任何一个权利要求的剃须刀片，其中，强化层是强化涂层的唯一一层。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的剃须刀片，其中，垂直于基质侧面测量的强化层厚度介于20和400纳米(nm)之间。
20.根据权利要求19所述的剃须刀片，其中，垂直于基质侧面测量的强化层厚度介于20和150纳米(nm)之间。
21.根据权利要求19所述的剃须刀片，其中，垂直于基质侧面测量的强化层厚度介于40和250纳米(nm)之间。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的剃须刀片，进一步包括在强化涂层之上的聚合物涂层。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的剃须刀片，其中，强化层无顺序地包括具有不同钛硼原子比例的区域，
其中，在至少一个区域中，硼与钛的比例介于y：1和z：1之间，其中，y和z介于1.3和1.99之间，而且y小于z，和/或其中，在至少一个区域中，硼与钛的比例介于u：1和v：1之间，其中，u和v介于2.01和2.3之间，而且u小于v。
24.包括刀架以及根据权利要求1至23中任一项所述的剃须刀片的剃须刀头，所述剃须刀片安装在所述刀架中。
25.包括手柄以及根据权利要求24所述的剃须刀头的剃须刀，所述剃须刀头附接到所述手柄。
26.包括刀刃部分的剃须刀片，该剃须刀片包括：
剃须刀片基质，该剃须刀片基质在剃须刀片的刀刃部分具有基质边缘部分，所述基质边缘部分具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是基质两个侧面朝基质尖端会合，
强化涂层，该强化涂层至少在刀刃部分沉积在剃须刀片基质上，强化涂层覆盖基质尖端，强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝涂层尖端会合，
其中，强化涂层包含钛硼混合物，
其中，当应用到在平坦的见证样本上沉积时，在涂层密度超过3.9克每立方厘米(g/cm3)的条件下，沉积强化层。
27.包括刀刃部分的剃须刀片，该剃须刀片包括：
剃须刀片基质，该剃须刀片基质在剃须刀片的刀刃部分具有基质边缘部分，所述基质边缘部分具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是基质两个侧面朝基质尖端会合，
强化涂层，该强化涂层至少在刀刃部分沉积在剃须刀片基质上，强化涂层覆盖基质尖端，强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝涂层尖端会合，
其中，强化涂层包含钛硼混合物，
其中，在距离涂层尖端5微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于1.8和2.5微米之间，最好介于1.9和2.4微米之间。
28.根据权利要求27所述的剃须刀片，其中，在距离涂层尖端20微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于5.1和7.3微米之间，最好介于5.4和7.1微米之间。
29.包括刀刃部分的剃须刀片，该剃须刀片包括：
剃须刀片基质，该剃须刀片基质在剃须刀片的刀刃部分具有基质边缘部分，所述基质边缘部分具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是基质两个侧面朝基质尖端会合，
强化涂层，该强化涂层至少在刀刃部分沉积在剃须刀片基质上，强化涂层覆盖基质尖端，强化涂层具有异形几何结构以及尖端细的几何结构，所述尖端细的几何结构是涂层两个侧面朝涂层尖端会合，
其中，强化涂层包含钛硼混合物，
其中，在距离涂层尖端20微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于5.1和7.3微米之间，最好介于5.4和7.1微米之间。
30.根据权利要求29所述的剃须刀片，其中，在距离涂层尖端5微米处，在正交于平分刀刃部分的直线的涂层两个侧面之间测量，刀片基质与强化涂层的组合厚度介于1.8和2.5微米之间，最好介于1.9和2.4微米之间。
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