CN107254662A - 蓝色复合薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓝色复合薄膜及其制备方法。该蓝色复合薄膜包括：层叠于基材表面的打底层，该打底层的材料包括第一金属材料和/或第一半导体材料；层叠于所述打底层之上的硬质层，该硬质层的材料为第二金属材料和/或第二半导体材料掺杂的TiAl氮化物或TiAl氮碳化物；层叠于所述硬质层之上的颜色控制层，该颜色控制层的材料为第三金属材料和/或第三半导体材料掺杂的TiAl氮化物或TiAl氮碳化物。该蓝色复合薄膜在带有弯曲面或是3D面的产品中仍能够保持稳定、均匀的颜色，且具备层间结合力好、耐摩擦、高硬度、低摩擦系数、耐腐蚀、抗氧化、化学稳定及光洁度好的优点。

Description

蓝色复合薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜材料技术领域，特别是涉及蓝色复合薄膜及其制备方法。
背景技术
随着物理气相沉积技术(PVD)的不断发展以及使用条件和场所的复杂化，市场对应用于钟表、手机等电子产品及其它高端装饰镀领域的装饰性薄膜要求越来越高，除了要求薄膜颜色、外观符合严苛的产品标准外，还要求薄膜具有更为优良的耐磨损、抗刮伤、耐腐蚀及化学稳定性等。
目前，在装饰镀膜领域中蓝色的薄膜基本可分为氧化物(如TiO2、CrO等)和TiAlN化合物两种。由于氧化物薄膜的蓝色是由逐渐叠加的氧化物层间的干涉产生，膜层颜色鲜艳亮丽，但细微的膜层厚度差异均对颜色变化起了明显的影响，因而在带有弯曲面或是3D面的产品中颜色难控制，制约了氧化物薄膜的应用。TiAlN化合物薄膜是目前最为常用的蓝色的装饰膜，虽然TiAlN化合物膜层颜色也是有逐渐增加的层间化合物的干涉产生，但膜厚对颜色的影响相较于氧化物薄膜要小得多，可控度较高，易与生产。TiAlN只是在TiN中掺杂了Al元素，性能就得到了很大的提升，且集TiN和AlN薄膜的高硬度、好的热硬性、强附着力、低导热率等优良特性于一身。
但在日益严苛的各种薄膜性能测试上，原有的TiAlN蓝色薄膜已无法满足产品如耐摩擦、耐腐蚀、抗氧化、低摩擦系数、高硬度等等测试的要求，尤其是薄膜在耐磨的前提下依然保持颜色的稳定性是非常困难的。TiAlN蓝色薄膜在2H的研磨后虽然膜层仍存在，但颜色值L、a、b值均增大了1～3个值，颜色从肉眼上即可明显感觉到测试前后的差异，颜色变浅变紫。
发明内容
基于此，有必要提供一种蓝色复合薄膜，该蓝色复合薄膜在带有弯曲面或是3D面的产品中仍能够保持稳定、均匀的颜色，且具备层间结合力好、耐摩擦、高硬度、低摩擦系数、耐腐蚀、抗氧化、化学稳定及光洁度好的优点。
一种蓝色复合薄膜，包括：
层叠于基材表面的打底层，该打底层的材料包括第一金属材料和/或第一半导体材料；
层叠于所述打底层之上的硬质层，该硬质层的材料为第二金属材料和/或第二半导体材料掺杂的TiAl氮化物或TiAl氮碳化物；
层叠于所述硬质层之上的颜色控制层，该颜色控制层的材料为第三金属材料和/或第三半导体材料掺杂的TiAl氮化物或TiAl氮碳化物；
其中，所述第一金属材料、第二金属材料、第三金属材料分别独立的任选自Ti、Zr、Ni、Cr、不锈钢、Ti/Al合金；
所述第一半导体材料、第二半导体材料、第三半导体材料分别独立的任选自Si。
本发明的蓝色复合薄膜，依次设置打底层、硬质层和颜色控制层，其中，打底层采用第一金属材料和/或第一半导体材料，能够有效改善后续沉积的膜层与基材之间的结合力；硬质层和颜色控制层以TiAl氮化物或TiAl氮碳化物为基质，分别采用特定的掺杂比例的金属材料和/或半导体材料，能够优化膜层的硬度，继续增加镀层的耐磨性、抗氧化和耐腐蚀性能，明显改善薄膜的综合性能，并使膜层在带有弯曲面或是3D面的产品中仍能够呈现出均匀、稳定的蓝色。
本发明的蓝色复合薄膜能够广泛应用于高端装饰镀领域，如钟表、手机或其它电子产品，以及其它饰物、工艺品等。
在其中一个实施例中，所述第一金属材料、第二金属材料、第三金属材料分别独立的任选自Ti、Zr、Ni、Ti/Al合金。
在其中一个实施例中，所述颜色控制层的厚度为0.05～0.3μm。合理控制颜色控制层的厚度，能够获得较佳的颜色稳定性，并优化膜层的耐磨性。
在其中一个实施例中，所述打底层的厚度为0.05～1.0μm；所述硬质层的厚度为0.5～1.5μm。合理控制打底层和硬质层的厚度，能够进一步提高颜色控制层的耐腐蚀性耐磨性。
在其中一个实施例中，所述基材为钢铁、钛及其合金或其他硬质合金(如镁铝合金等)、塑胶件及其类似材质(如陶瓷等)中的一种。
在其中一个实施例中，该蓝色复合薄膜的厚度为0.3～3.5μm，优选为0.5～1.5μm。
本发明还提供所述的蓝色复合薄膜的制备方法，采用磁控溅射技术依次在所述基材上沉积所述打底层、硬质层和颜色控制层。
在其中一个实施例中，沉积所述打底层的工艺条件如下：
采用第一金属材料靶和/或第一半导体靶；真空室压强：0.1～1Pa；第一金属材料靶和/或第一半导体靶电流：10～40A；时间：10～30min；直流偏压：-50～-300V。
在其中一个实施例中，沉积所述打底层的工艺条件如下：
采用第一金属材料靶和/或第一半导体靶；真空室压强：0.1～0.5Pa；第一金属材料靶和/或第一半导体靶电流：10～25A；时间：20～30min；直流偏压：-200～-300V。
在其中一个实施例中，沉积所述硬质层的工艺条件如下：
采用第二金属材料靶和/或第二半导体靶，以及TiAl靶；通入N2、C2H2气体，N2的流量为20～100sccm、C2H2的流量为0～50sccm，当制备TiAl氮化物时，则C2H2的流量为0；真空室压强：0.1～1Pa；第二金属材料靶和/或第二半导体靶功率：0.5～10KW，TiAl靶功率2～10KW；时间：30～90min；直流偏压：-50～-200V。
在其中一个实施例中，沉积所述硬质层的工艺条件如下：
采用第二金属材料靶和/或第二半导体靶，以及TiAl靶；通入N2、C2H2气体，N2的流量为20～70sccm、C2H2的流量为30～50sccm；真空室压强：0.1～0.6Pa；第二金属材料靶和/或第二半导体靶功率：0.5～8KW，TiAl靶功率6～10KW；时间：30～50min；直流偏压：-120～-200V。
在其中一个实施例中，沉积所述颜色控制层的工艺条件如下：
采用第三金属材料靶和/或第三半导体靶，以及TiAl靶；通入N2、C2H2气体，N2的流量为50～250sccm、C2H2的流量为0～50sccm，当制备TiAl氮化物时，则C2H2的流量为0；真空室压强：0.1～1Pa；第三金属材料靶和/或第三半导体靶功率：0.5～8KW，TiAl靶功率2～10KW；时间：1～15min；直流偏压：-30～-200V。
在其中一个实施例中，沉积所述颜色控制层的工艺条件如下：
采用第三金属材料靶和/或第三半导体靶，以及TiAl靶；通入N2、C2H2气体，N2的流量为150～250sccm、C2H2的流量为20～50sccm；真空室压强：0.1～0.7Pa；第三金属材料靶和/或第三半导体靶功率：0.5～8KW，TiAl靶功率4～10KW；时间：1～7min；直流偏压：-30～-120V。
进一步合理控制各层的制备工艺，能够制备得到致密的膜层，优化薄膜的综合性能。
在其中一个实施例中，沉积所述打底层之前，先采用Ti弧靶轰击所述基材：真空室压强：0.5～1.5Pa；Ti弧靶电流：50～100A；时间：2～8min；偏压：-300～-1000V。沉积打底层之前，先进行金属Ti弧靶轰击处理，以活化基材表面，同时也可以更进一步清除基材表面的残留异物。规避了常规的高偏压等离子体清洗过程，大大节约了处理时间。
在其中一个实施例中，采用所述Ti弧靶轰击前，先进行预热步骤：预热温度控制在50～300℃，真空室压强为不高于5×10-3Pa。根据不同材质的货件选取不同的成膜温度，且采用更低的成膜预热温度和真空度，能够减少基材表面气体吸附。
附图说明
图1为本发明一实施中的蓝色复合薄膜的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的蓝色复合薄膜及其制备方法作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例一种蓝色复合薄膜，其结构如图1所示，包括：
层叠于基材1表面的打底层2，厚度为0.05～1.0μm，打底层2的材料包括Ti，Cr，TiAl和Si；
层叠于打底层2之上的硬质层3，厚度为0.5～1.5μm，硬质层3的材料为Cr和Si掺杂的TiAl氮碳化物；
层叠于硬质层3之上的颜色控制层4，厚度为0.05～0.3μm，颜色控制层4的材料为Cr和Si掺杂的TiAl氮碳化物。
上述蓝色复合薄膜的制备方法，采用磁控溅射技术，包括如下步骤：
第一步：将基材进行前清洗处理，去除基材表面的脏污、油渍及其它残留异物。
第二步：将经检验清洗合格的基材放置到真空室内抽真空及预热，本地真空压力不高于5.0×10-3Pa，预热温度根据实际需要可在50～300℃之间，工件架转速为1～4r/min。
第三步：进行金属弧靶轰击处理，以活化基材表面，同时也可以更进一步清除基材表面的残留异物。真空室压强：0.5～1.5Pa，弧靶电流：50～100A，时间：2～8min，偏压：-300～-1000V。
第四步：PVD沉积金属及半导体打底层(Ti，Cr，TiAl和Si)，以改善后续沉积的膜层与基材的结合力。该层金属打底层为采用Ti，Cr，TiAl和Si靶进行磁控溅射沉积，同时在沉积过程中对基材施加-200V偏压；真空室压强：0.5Pa，金属及半导体靶和TiAl靶电流：25A，时间：20min。
第五步：PVD沉积金属及半导体(Cr和Si)掺杂TiAl氮碳化物硬质层，该层采用金属及半导体(Cr和Si)与TiAl靶，通入N2、C2H2、Ar气体进行反应磁控溅射沉积形成金属及半导体掺杂TiAl氮碳化物硬质化合物。N2和C2H2气体采用渐增方式供气，可以通过调节不同N2和C2H2气体的分压形成多层结构。真空室压强：0.6Pa，Cr、Si和TiAl靶功率为：5KW，成膜时间：50min，偏压：-120V，N2：70sccm，C2H2：30sccm，Ar：200～600sccm。
第六步：PVD沉积金属及半导体(Cr和Si)掺杂TiAl氮碳化物颜色控制层，该层主要决定了整个薄膜的颜色、硬度、耐腐蚀性等性能。腔室中继续通入Ar气、N2和C2H2气体，在溅射TiAl混合靶的同时对金属及半导体靶(Cr和Si)进行溅射，提高薄膜耐磨性、耐腐蚀性。其中，真空室压强：0.7Pa，TiAl靶功率：6KW，金属及半导体靶的溅射功率为3KW，时间：7min，偏压：-120V，N2：150sccm，C2H2：20sccm，Ar：200～600sccm。
上述制备方法，通过调整沉积参数，包括成膜压力、膜厚、N2和C2H2气量、靶电流等参数，最终获得蓝色外观的复合薄膜，蓝色薄膜颜色范围由常用金属及半导体的含量、N2和C2H2气体量共同决定，可稳定在L值介于20～55之间可调，a值介于1～-7之间可调，b值介于-1.0～-40之间可调；膜层厚度：0.3～3.5μm之间。
实施例2
本实施例一种蓝色复合薄膜，其结构和制备方法类似实施例1，区别在于：
第四步中，工艺条件如下：对基材施加-50V偏压；真空室压强：1.0Pa，金属及半导体靶和TiAl靶电流：10A，时间：10min；
第五步中，工艺条件如下：真空室压强：1.0Pa，Cr、Si和TiAl靶功率为：10KW，成膜时间：90min，偏压：-50V，N2：100sccm，C2H2：0sccm；
第六步中，工艺条件如下：
真空室压强：1.0Pa，TiAl靶功率：8KW，金属及半导体靶的溅射功率为0.5KW，时间：15min，偏压：-200V，N2：50sccm，C2H2：0sccm。
实施例3
本实施例一种蓝色复合薄膜，其结构和制备方法类似实施例1，区别在于：
第四步中，工艺条件如下：对基材施加-300V偏压；真空室压强：0.1Pa，金属及半导体靶和TiAl靶电流：10A，时间：30min；
第五步中，工艺条件如下：真空室压强：0.1Pa，Cr、Si和TiAl靶功率为：2KW，成膜时间：30min，偏压：-200V，N2：20sccm，C2H2：50sccm；
第六步中，工艺条件如下：
真空室压强：0.1Pa，TiAl靶功率：8KW，金属及半导体靶的溅射功率为0.5KW，时间：1min，偏压：-30V，N2：250sccm，C2H2：50sccm。
实施例4
本实施例一种蓝色复合薄膜，其结构和制备方法类似实施例1，区别在于：
打底层的材料为Zr；
硬质层的材料为Ti掺杂的TiAl氮碳化物；
颜色控制层的材料为Ti掺杂的TiAl氮碳化物。
实施例5
本实施例一种蓝色复合薄膜，其结构和制备方法类似实施例1，区别在于：
打底层的材料为Ti/Al；
硬质层的材料为Ni掺杂的TiAl氮碳化物；
颜色控制层的材料为Ni掺杂的TiAl氮碳化物。
对比例1
本对比例一种复合薄膜，其结构和制备方法类似实施例1，区别在于：
硬质层的材料为非掺杂的TiAl氮碳化物；
颜色控制层的材料为非掺杂的TiAl氮碳化物。
对比例2
本对比例一种复合薄膜，其结构和制备方法类似实施例1，区别在于：未设置所述打底层。
对实施例1-5和对比例制得的薄膜进行性能测试：
1.1人工汗测试：中性人工汗中浸泡24小时；
1.2研磨测试：样品与陶瓷粒在滚桶里相互研磨2小时；
1.3百格测试：刀片划出间隔10mm印记后3M胶纸粘贴后撕下无掉膜；
1.4震盘测试：样品与陶瓷粒在震盘机上震动48小时；
1.5颜色：研磨测试前后样品颜色L，a，b值，并用△表示研磨测试前后颜色值变化，△＝|△L|+|△a|+|△b|。
结果：可如表1所示：
表1
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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 (10)

1.一种蓝色复合薄膜，其特征在于，包括：
层叠于基材表面的打底层，该打底层的材料包括第一金属材料和/或第一半导体材料；
层叠于所述打底层之上的硬质层，该硬质层的材料为第二金属材料和/或第二半导体材料掺杂的TiAl氮化物或TiAl氮碳化物；
层叠于所述硬质层之上的颜色控制层，该颜色控制层的材料为第三金属材料和/或第三半导体材料掺杂的TiAl氮化物或TiAl氮碳化物；
其中，所述第一金属材料、第二金属材料、第三金属材料分别独立的任选自Ti、Zr、Ni、Cr、不锈钢、Ti/Al合金；
所述第一半导体材料、第二半导体材料、第三半导体材料分别独立的任选自Si。
2.根据权利要求1所述的蓝色复合薄膜，其特征在于，所述第一金属材料、第二金属材料、第三金属材料分别独立的任选自Ti、Zr、Ni、Ti/Al合金。
3.根据权利要求1所述的蓝色复合薄膜，其特征在于，所述颜色控制层的厚度为0.05～0.3μm。
4.根据权利要求1所述的蓝色复合薄膜，其特征在于，所述打底层的厚度为0.05～1.0μm；所述硬质层的厚度为0.5～1.5μm。
5.根据权利要求1-4所述的蓝色复合薄膜，其特征在于，所述基材为钢铁、钛及其合金、镁铝合金、塑胶、陶瓷中的一种。
6.权利要求1-5所述的蓝色复合薄膜的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射技术依次在所述基材上沉积所述打底层、硬质层和颜色控制层。
7.根据权利要求6所述的蓝色复合薄膜的制备方法，其特征在于，沉积所述打底层的工艺条件如下：
采用第一金属材料靶和/或第一半导体靶；真空室压强：0.1～1Pa；第一金属材料靶和/或第一半导体靶电流：10～40A；时间：10～30min；直流偏压：-50～-300V。
8.根据权利要求6所述的蓝色复合薄膜的制备方法，其特征在于，沉积所述硬质层的工艺条件如下：
采用第二金属材料靶和/或第二半导体靶，以及TiAl靶；通入N2、C2H2气体，N2的流量为20～100sccm、C2H2的流量为0～50sccm；真空室压强：0.1～1Pa；第二金属材料靶和/或第二半导体靶功率：0.5～10KW，TiAl靶功率2～10KW；时间：30～90min；直流偏压：-50～-200V。
9.根据权利要求6所述的蓝色复合薄膜的制备方法，其特征在于，沉积所述颜色控制层的工艺条件如下：
采用第三金属材料靶和/或第三半导体靶，以及TiAl靶；通入N2、C2H2气体，N2的流量为50～250sccm、C2H2的流量为0～50sccm；真空室压强：0.1～1Pa；第三金属材料靶和/或第三半导体靶功率：0.5～8KW，TiAl靶功率2～10KW；时间：1～15min；直流偏压：-30～-200V。
10.根据权利要求6-8任一项所述的蓝色复合薄膜的制备方法，其特征在于，沉积所述打底层之前，先采用Ti弧靶轰击所述基材：真空室压强：0.5～1.5Pa；Ti弧靶电流：50～100A；时间：2～8min；偏压：-300～-1000V。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108385059A (zh) * 2018-01-17 2018-08-10 维达力实业(深圳)有限公司 高亮硬质装饰膜及其制作方法和应用
CN110565051A (zh) * 2018-06-06 2019-12-13 深圳先进技术研究院 具有颜色层的金刚石涂层刀具及其制备方法、加工设备
CN111556679A (zh) * 2020-04-30 2020-08-18 江西沃格光电股份有限公司 透过率渐变膜及制备方法
CN114059013A (zh) * 2020-07-30 2022-02-18 深圳市万普拉斯科技有限公司 一种工件及其制备方法、电子设备
CN114657503A (zh) * 2020-12-22 2022-06-24 比亚迪股份有限公司 一种镀膜材料及其制备方法、电子产品壳体
CN115433902A (zh) * 2022-07-27 2022-12-06 精研（东莞）科技发展有限公司 一种物理气相沉积法制备金色复合涂层及其制备工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1876368A (zh) * 2005-05-26 2006-12-13 日立工具股份有限公司 硬被膜覆盖部件
CN102294856A (zh) * 2010-06-28 2011-12-28 比亚迪股份有限公司 一种装饰材料及其制备方法
TW201325367A (zh) * 2011-12-02 2013-06-16 Fih Hong Kong Ltd 殼體及其製作方法
JP2013194284A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Citizen Holdings Co Ltd 硬質装飾部材
CN103935075A (zh) * 2013-01-23 2014-07-23 深圳富泰宏精密工业有限公司 壳体及其制作方法
CN104831233A (zh) * 2015-03-27 2015-08-12 华南理工大学 一种装饰用蓝色陶瓷涂层及其制备方法
CN204840841U (zh) * 2015-03-31 2015-12-09 广州今泰科技股份有限公司 一种蓝色陶瓷高尔夫推杆

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1876368A (zh) * 2005-05-26 2006-12-13 日立工具股份有限公司 硬被膜覆盖部件
CN102294856A (zh) * 2010-06-28 2011-12-28 比亚迪股份有限公司 一种装饰材料及其制备方法
TW201325367A (zh) * 2011-12-02 2013-06-16 Fih Hong Kong Ltd 殼體及其製作方法
JP2013194284A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Citizen Holdings Co Ltd 硬質装飾部材
CN103935075A (zh) * 2013-01-23 2014-07-23 深圳富泰宏精密工业有限公司 壳体及其制作方法
CN104831233A (zh) * 2015-03-27 2015-08-12 华南理工大学 一种装饰用蓝色陶瓷涂层及其制备方法
CN204840841U (zh) * 2015-03-31 2015-12-09 广州今泰科技股份有限公司 一种蓝色陶瓷高尔夫推杆

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108385059A (zh) * 2018-01-17 2018-08-10 维达力实业(深圳)有限公司 高亮硬质装饰膜及其制作方法和应用
CN110565051A (zh) * 2018-06-06 2019-12-13 深圳先进技术研究院 具有颜色层的金刚石涂层刀具及其制备方法、加工设备
CN110565051B (zh) * 2018-06-06 2023-12-29 深圳先进技术研究院 具有颜色层的金刚石涂层刀具及其制备方法、加工设备
CN111556679A (zh) * 2020-04-30 2020-08-18 江西沃格光电股份有限公司 透过率渐变膜及制备方法
CN114059013A (zh) * 2020-07-30 2022-02-18 深圳市万普拉斯科技有限公司 一种工件及其制备方法、电子设备
CN114657503A (zh) * 2020-12-22 2022-06-24 比亚迪股份有限公司 一种镀膜材料及其制备方法、电子产品壳体
CN114657503B (zh) * 2020-12-22 2023-10-17 比亚迪股份有限公司 一种镀膜材料及其制备方法、电子产品壳体
CN115433902A (zh) * 2022-07-27 2022-12-06 精研（东莞）科技发展有限公司 一种物理气相沉积法制备金色复合涂层及其制备工艺

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