CN109072405B - 装饰构件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
[课题]提供一种具有樱花粉红色的装饰构件。[解决方案]本发明的樱花粉红色的装饰构件的特征在于,其为由基材和形成在基材上的装饰覆膜构成的装饰构件,装饰覆膜从基材侧起层叠底层和精加工层而成,底层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层,精加工层是由含有Au、显示银色的金属和Cu的合金形成的Au合金层。
Description
技术领域
本发明涉及樱花粉红色的硬质装饰构件及其制造方法。
背景技术
对于包含眼镜框等构件的眼镜;项链、耳饰、穿环、戒指、垂饰、饰针、手镯等首饰;包含表壳、表带等构件的钟表;体育用品等的装饰品,要求高的装饰性。因此,已尝试在钛、不锈钢等的基材上形成各种的装饰覆膜来制造装饰构件,以满足上述要求。另外,形成装饰覆膜时,还可以提高耐划痕性。
例如,专利文献1中记载了由基材和该基材上的硬化层构成的具有粉红色的装饰构件。上述硬化层从基材侧起层叠基体层、底层及精加工层而成;上述基体层由金属层和该金属层上的化合物层构成,所述金属层具有选自Hf、Ti及Zr中的一种或两种以上金属,所述化合物层含有与构成该金属层的金属相同的金属和氮、碳或氧;上述底层由将Au合金层和化合物层交替层叠而成的层叠结构构成,上述化合物层含有选自Hf、Ti及Zr中的一种或两种以上金属和氮、碳或氧;上述精加工层由Au合金层构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2009/038152号
发明内容
发明要解决的问题
然而,在粉红色中,已经需求具有淡淡的浅粉色、尤其是如樱花的花朵那样的粉红色(本说明书中也称为樱花粉红色)的装饰构件,但是这种粉红色在专利文献1记载的装饰构件中无法表现。
因此,本发明的目的在于提供一种具有樱花粉红色的装饰构件及其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的樱花粉红色的装饰构件的特征在于,其为由基材和形成在基材上的装饰覆膜构成的装饰构件,装饰覆膜从基材侧起层叠底层和精加工层而成,底层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层,精加工层是由含有Au、显示银色的金属和Cu的合金形成的Au合金层。
另外,本发明的樱花粉红色的装饰构件的制造方法的特征在于,其为由基材和形成在基材上的装饰覆膜构成的装饰构件的制造方法,装饰覆膜从基材侧起层叠底层和精加工层而成,该方法包括:底层层叠工序,在基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层的底层;以及,精加工层层叠工序,在层叠有底层的基材上层叠作为由含有Au、显示银色的金属和Cu的合金形成的Au合金层的精加工层。
发明的效果
本发明的装饰构件具有樱花粉红色的外观颜色。另外,本发明的装饰构件具有优异的耐划痕性。
附图说明
图1为实施例1的装饰构件的截面示意图。
图2为实施例2的装饰构件的截面示意图。
图3为实施例3的装饰构件的截面示意图。
图4为实施例4的装饰构件的截面示意图。
图5为示出反射率相对于调整层中的层叠次数的变化的图。
图6为实施例5的装饰构件的截面示意图。
图7为示出硬度相对于硬化层中的N2导入量的变化的图。
图8为实施例6的装饰构件的截面示意图。
图9为实施例7的装饰构件的截面示意图。
图10为示出耐划痕性相对于密合层(Ti氧化物膜)中的氧导入量的变化的图。
图11为实施例8的装饰构件的截面示意图。
图12为实施例9的装饰构件的截面示意图。
图13为示出实施例9的装饰构件的截面SEM图像的图。
图14为实施例1的装饰构件和实施例9的装饰构件的耐划痕性试验后的轮廓图。
图15为比较实施例1~9的装饰构件的耐划痕性的图。
图16为比较NbTi氮化物膜、TiN膜和NbN膜的结晶性的图。
图17为原子力显微镜的表面分析结果的图。
图18为退火处理前后的X射线衍射结果的图。
具体实施方式
<装饰构件>
本发明的装饰构件由基材和形成在基材上的装饰覆膜构成,该装饰覆膜从基材侧起层叠底层和精加工层而成。本发明的装饰构件通过具有上述构成,具有樱花粉红色的外观颜色,并且耐划痕性优异。
以下,对本发明的装饰构件的具体实施方式进行说明。
[实施方式1]
在实施方式1的装饰构件中,装饰覆膜是从基材侧起以底层和精加工层接触的方式层叠而成的。
〔基材〕
基材是由金属、陶瓷或塑料形成的基材。作为金属(包括合金),具体而言,可以举出不锈钢、钛、钛合金、铜、铜合金、钨或经过硬质化处理的不锈钢、钛、钛合金等。这些金属可以1种单独使用或者2种以上组合使用。另外,对上述基材的形状没有限制。
〔底层〕
底层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层。根据含有上述特定的金属的碳氮化物,可以形成淡淡的浅粉色、即樱花粉红色的底层。将上述特定的金属与氮和组合,可以实现樱花粉红色。在本发明的装饰构件中,即使底层上的精加工层剥落,因为底层为樱花粉红色所以几乎没有不谐调感。
另外,将Nb和/或Ta与Ti组合时,由于碳氮化物层的膜硬度增大,装饰构件的耐划痕性、耐磨耗性提高。这样,若存在比基材足够硬的底层则变得耐划痕,精加工层变得难以剥落。进一步地,通过将Nb和/或Ta与Ti组合,装饰构件的耐腐蚀性也提高。
需要说明的是,使用Ti的碳氮化物的情况下,无法实现樱花粉红色。进一步地,Ti的碳氮化物与含有Nb和/或Ta以及Ti的碳氮化物相比膜硬度更小,因此为了发挥耐划痕性,需要增加层的厚度。因此,耐点蚀腐蚀性、表带的部件之间的转动存在改善的空间。与此相对,如本发明这样,如果使用含有Nb和/或Ta以及Ti的碳氮化物,则不仅能够实现樱花粉红色,即使层的厚度小也能够发挥耐划痕性,因此也可以改善耐点蚀腐蚀性、表带的部件之间的转动。因此,含有Nb和/或Ta以及Ti的碳氮化物可以适合用于表带。
在上述碳氮化物中,可以单独使用Nb,也可以单独使用Ta,或者可以组合使用Nb和Ta。Ta比Nb的原子量更大,因此使用Ta则膜硬度增加,可以使装饰构件的耐划痕性、耐磨耗性提高。
在底层中,将由选自Nb和Ta的至少一种以及Ti构成的金属、氮和碳的总量设为100质量%时,优选以总计为22~66质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以20~50质量%的量含有Ti、以7~19质量%的量含有氮、以4~15质量%的量含有碳。从色调和膜硬度的观点出发,金属元素和非金属元素的量优选在上述范围内。
底层的厚度从色调和膜硬度的观点出发,优选为0.05~3μm、更优选0.05~2μm是理想的。另外,若底层的厚度为0.05μm以上,则可以抑制基材的颜色的影响。
底层的膜硬度从耐划痕性、耐磨耗性的观点出发,优选HV1000以上。例如,若适当地改变构成碳氮化物的金属元素和非金属元素的量、膜厚,则可以将膜硬度调整至上述范围内。
底层在L*a*b*表色系统中,优选a*为4~10、b*为9.5~16,在L*C*h表色系统中,优选h为55~67°。若a*、b*、h在上述范围内,则能够实现淡粉红色,通过设置精加工层能够成为更加优选的樱花粉红色。另外,即使在精加工层剥落的情况下也几乎没有不谐调感。进一步地,从色调的观点出发在L*a*b*表色系统中,优选L*为70以上。例如,若适当地改变构成碳氮化物的金属元素和非金属元素的量、膜厚,则可以将L*、a*、b*、h调整至上述范围内。
〔精加工层〕
精加工层是例如,由含有Au、Pd和Cu的合金(AuPdCu合金)形成的Au合金层,显示出樱花粉红色。在含有Au的合金中,若以良好的平衡包含Au和Cu,则成为粉红色。若在显示出这种粉红色的AuCu合金中混合Pd、Pt、Rh等的显示银色的金属,则色变浅,变得像樱花粉红色。因此,精加工层是由含有Au、显示银色的金属和Cu的合金形成的Au合金层。所述显示银色的金属优选选自Pd、Pt和Rh中的至少一种。
但是,AuCu合金的Cu耐腐蚀性低,在实际使用环境中有时发生变色(氧化)、脱色,但是当含有Pd时,可以抑制上述变色。因此,为了实现淡淡的樱花粉红色,在显示银色的金属中优选使用Pd。
在精加工层中,将Au、Pd和Cu的总量设为100质量%时,优选以62~90质量%的量含有Au、以2.5~17质量%的量含有Pd、以5~21质量%的量含有Cu。若金属元素的量在上述范围内,则呈现进一步优选的樱花粉红色。
精加工层的厚度优选0.02~0.15μm,进一步优选0.02~0.1μm。为了使精加工层呈现樱花粉红色,优选精加工层的厚度为0.02μm以上。另一方面,构成精加工层的例如AuPdCu合金的层,其硬度非常低,容易产生划痕,而且容易产生磨损。因此,当考虑到耐划痕性时,精加工层的膜厚应尽可能薄。另外,即使形成超过0.1μm的膜,色调也没有变化,进而制造成本也上升。因此,精加工层的厚度优选0.15μm以下,更优选0.1μm以下。
精加工层的膜硬度通常在HV100~400左右,优选为HV150~400左右。例如,若适当地改变构成AuPdCu合金等Au合金的金属元素的量,则可以将膜硬度调整至上述范围内。
精加工层在由X射线衍射测定得到的衍射图案中,优选具有相当于Au合金晶体的[100]面和/或[211]面的峰。[100]面的峰通常在24度附近、[211]面的峰通常在60度附近能够被观察到。与普通的金属晶体相比,在薄膜的情况下,晶粒显示出变小的趋势,并倾向于在某个晶面上取向,但是例如通过进行后述的退火处理等,出现更接近金属晶体的结晶性,具有这种精加工层的装饰构件在明度、硬度和耐划痕性方面更加优异。
精加工层在由X射线衍射测定得到的衍射图案中,相对于相当于[111]面的峰的积分强度I,相当于[100]面的峰的积分强度II优选为5%以上、更优选为5%~20%、进一步优选为5%~15%。或者相对于相当于[111]面的峰的积分强度I,相当于[211]面的峰的积分强度III优选为2%以上、更优选为2%~15%、进一步优选为2%~10%。在精加工层的Au合金晶体中,当[100]面和[211]面的积分强度在上述范围内时,Au合金晶体的晶粒不会过度增大,可以防止由光的散射导致精加工层看起来模糊不清。
具有所述特性的精加工层,例如可以通过实施后述的退火处理来得到。
精加工层在L*a*b*表色系统中,优选L*为80以上、a*为4~10、b*为9.5~16,在L*C*h表色系统中,优选h为55~67°。若L*、a*、b*、h在上述范围内,则成为明度也高的、优选的樱花粉红色。例如,若适当地改变构成AuPdCu合金等Au合金的金属元素的量、膜厚,则可以将L*、a*、b*、h调整至上述范围内。
[实施方式2]
本发明的装饰构件,装饰覆膜进一步包含调整层,可以是从基材侧以底层、调整层和精加工层接触的方式层叠而成的装饰构件(实施方式2)。
需要说明的是,实施方式2中,基材、底层和精加工层与实施方式1中的说明相同。
〔调整层〕
调整层具有交替层叠有Au合金层和碳氮化物层的层叠结构,所述Au合金层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的,所述碳氮化物层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的。根据上述层叠结构,可以形成樱花粉红色的调整层。需要说明的是,在调整层中,与底层接触的层是上述Au合金层,与精加工层接触的层是上述碳氮化物层。
在底层上设置调整层的情况下,通过调整层的Au合金层的层叠效果,明度(L*)上升。因此,精加工层和调整层之间的色调差与底层和精加工层之间的色调差相比变得更少,即使调整层上的精加工层剥落,也能够进一步抑制不谐调感。另外,由于调整层的碳氮化物层防止产生深的划痕,也有助于提高装饰构件的耐划痕性。
针对调整层中的Au合金层中的优选金属元素的量及其理由,与精加工层中的说明相同,针对调整层中的碳氮化物层中的优选金属元素和非金属元素的量及其理由,与底层中的说明相同。
调整层中的Au合金层的厚度和碳氮化物层的厚度分别优选0.005~0.016μm。碳氮化物层薄于0.005μm的情况下,将难以得到由该层带来的划痕抑制效果。另外,碳氮化物层厚于0.016μm的情况下,难以得到由层叠带来的颜色提升效果,可能变成与底层相同的色调。另外,Au合金层薄于0.005μm的情况下,将难以得到由该层带来的颜色提升效果。另外,Au合金层厚于0.016μm的情况下,将难以得到由层叠带来的划痕抑制效果。
调整层优选以一层Au合金层和一层碳氮化物层的层叠结构为一个单元,具有将该单元重复1~2次的层叠结构。
将上述单元重复比2次更多时,不仅明度(L*),色相角(h)也同样上升,有时会失去通过底层调整得到的樱花粉红色。另外,随着上述重复次数增加,工艺时间也变长,因此上述重复次数优选2次以下。
调整层在L*a*b*表色系统中,优选L*为72以上、a*为4~10、b*为9.5~16,在L*C*h表色系统中,优选h为55~67°。若L*、a*、b*、h在上述范围内,则成为比底层明度更高的樱花粉红色。例如,若适当地改变构成AuPdCu合金的金属元素的量、构成碳氮化物的金属元素和非金属元素的量、Au合金层或碳氮化物层的膜厚、上述单元的重复次数,则可以将L*、a*、b*、h调整至上述范围内。
[实施方式3]
本发明的装饰构件,装饰覆膜进一步包含硬化层,可以是从基材侧以硬化层、底层和精加工层接触的方式层叠而成的装饰构件(实施方式3)。
需要说明的是,实施方式3中,基材、底层和精加工层与实施方式1中的说明相同。
〔硬化层〕
硬化层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层。若设置硬化层,则装饰构件整体的硬度(复合硬度)上升,有助于提高耐划痕性。
在上述氮化物中,可以单独使用Nb,也可以单独使用Ta,或者可以组合使用Nb和Ta。Ta比Nb的原子量大,因此使用Ta则膜硬度增加,可以使装饰构件的耐划痕性、耐磨耗性提高。
在硬化层中,将由选自Nb和Ta的至少一种以及Ti构成的金属与氮的总量设为100质量%时,优选以总计为22~66质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以20~55质量%的量含有Ti、以8~35质量%的量含有氮。从膜硬度的观点出发,优选金属元素和非金属元素的量在上述范围内。
硬化层的厚度从膜硬度、耐磨耗性的观点出发,优选为0.5~3μm。
硬化层的膜硬度从耐划痕性、耐磨耗性的观点出发,优选HV1500~3000。例如,若适当地改变构成氮化物的金属元素和非金属元素的量、膜厚,则可以将膜硬度调整至上述范围内。
[实施方式4]
本发明的装饰构件,装饰覆膜进一步包含密合层,可以是从基材侧以密合层、硬化层、底层和精加工层接触的方式层叠而成的装饰构件(实施方式4)。
需要说明的是,实施方式4中,基材、底层和精加工层与实施方式1中的说明相同,硬化层与实施方式3中的说明相同。
〔密合层〕
由金属层形成的密合层由于与基材的密合性优异,若设置密合层,则可以提高装饰构件的耐划痕性。
具体而言,密合层优选为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属形成的Ti合金层。
在密合层中,从使密合性提高的观点出发,将选自Nb和Ta的至少一种与Ti的总量设为100质量%时,优选以总计为25~75质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以25~75质量%的量含有Ti。
另外,密合层也优选任选含有氧的由Ti形成的Ti层。若作为密合层设置Ti层,则即使相对于不锈钢也能得到高的密合性,因此可以确保高的耐划痕性。Ti层不仅与不锈钢相容性好,而且与SK材料、黄铜等的基材的相容性也好,与这些基材也显示出高的密合性。
进一步地,若向Ti层中导入氧,则可以更加改善与基材的密合性。导入Ti层的氧量从密合性的观点出发,将Ti层总量设为100质量%时,优选大于0质量%且为50质量%以下。尽管通过氧的导入而使密合性提高的原因尚不明确,但可以推断,未完全转化为氧化物而残留的未成对电子起到连接基材和密合层以及密合层和作为其上层的硬化层之间的糊剂的作用。
密合层的厚度从密合性的观点出发,优选0.02~0.5μm。即使当密合层厚于0.5μm时,密合性也没有差异,而且制造成本上升,因此密合层的厚度优选在上述范围内。
作为密合层,可以将由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属形成的Ti合金层与任选含有氧的由Ti形成的Ti层层叠使用。此时,各层优选具有上述范围的厚度。
密合层的膜硬度优选HV200~1000。由于膜的硬度和膜的应力(试图与基材分离的力)成比例关系,因此期望密合层的膜硬度尽可能低。例如,若适当地改变构成元素的量、膜厚,则可以将膜硬度调整至上述范围内。
[实施方式5]
本发明的装饰构件,装饰覆膜进一步包含倾斜层,可以是从基材侧以密合层、倾斜层、硬化层、底层和精加工层接触的方式层叠而成的装饰构件(实施方式5)。
需要说明的是,实施方式5中,基材、底层和精加工层与实施方式1中的说明相同,硬化层与实施方式3中的说明相同,密合层与实施方式4中的说明相同。
〔倾斜层〕
倾斜层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层,氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加。
若设置倾斜层,则密合层与硬化层的膜应力差急剧缓和,因此装饰构件整体的密合性提高,其结果,耐划痕性提高。另外,通过应力差的缓和,抑制裂纹的产生。进而,也可以显著改善长期使用期间的层间剥离等缺陷。如果采用如实施方式5的结构,则可以使硬化层的膜厚更大。例如,使硬化层增厚至2.5μm,即使装饰覆膜整体的厚度为3.0μm,也难以发生膜的剥离、裂纹。另外,装饰构件整体的复合硬度上升,因此耐划痕性也飞跃性地提高。需要说明的是,装饰构件整体的复合硬度因为由AuPdCu合金等Au合金形成的精加工层的硬度而受到控制,所以即使增加硬化层的厚度以增加装饰覆膜整体的厚度,耐划痕性也达到极限。因此,装饰覆膜整体的厚度优选为3.0μm以下。
氮化物中的氮量从缓和膜应力差的观点出发,优选在作为倾斜层下面的层的密合层侧不含有,而在作为倾斜层上面的层的硬化层侧,从密合层侧朝向硬化层侧在装饰覆膜的厚度方向上增加,使得其与硬化层中的氮量相同。氮量的增加可以像直线或曲线那样是连续的,也可以像阶梯状那样是不连续的、间断的。
另外,从缓和膜应力差的观点出发,相对于Nb和/或Ta以及Ti的总量的Nb和/或Ta的比例以及Ti的比例优选在倾斜层、作为其下层的密合层和作为其上层的硬化层中相同。
倾斜层的厚度从缓和膜应力差的观点出发,优选为0.04~0.6μm。
[实施方式6]
在本发明的装饰构件中,装饰覆膜进一步包含底倾斜层,可以是从基材侧以密合层、倾斜层、硬化层、底倾斜层、底层和精加工层接触的方式层叠而成的装饰构件(实施方式6)。
需要说明的是,实施方式6中,基材、底层和精加工层与实施方式1中的说明相同,硬化层与实施方式3中的说明相同,密合层与实施方式4中的说明相同,倾斜层与实施方式5中的说明相同。
〔底倾斜层〕
底倾斜层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层,碳氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而减少,碳氮化物中的碳量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加。
若设置底倾斜层,则硬化层与底层之间的应力差缓和,装饰构件整体的密合性提高,其结果,耐划痕性提高。
若采用如实施方式6的结构,则装饰构件整体的复合硬度上升,也可以提高耐划痕性。
碳氮化物中的氮量从缓和膜应力差的观点出发,优选从硬化层侧朝向底层侧在装饰覆膜的厚度方向上减少,使得在作为底倾斜层下面的层的硬化层侧其与硬化层中的氮量相同,使得在作为底倾斜层上面的层的底层侧其与底层中的氮量相同。另外,碳氮化物中的碳量从缓和膜应力差观点出发,优选在作为底倾斜层下面的层的硬化层侧不含有,而在作为底倾斜层上面的层的底层侧,从硬化层侧朝向底层侧在装饰覆膜的厚度方向上增加,使得与底层中的碳量相同。氮量的减少、碳量的增加可以像直线或曲线那样是连续的,也可以像阶梯状那样是不连续的、间断的。
另外,从缓和膜应力差的观点出发,相对于Nb和/或Ta以及Ti的总量的Nb和/或Ta的比例以及Ti的比例优选在底倾斜层、作为其下层的硬化层和作为其上层的底层中相同。
底倾斜层的厚度从缓和膜应力差的观点出发,优选为0.02~0.5μm。
[其他实施方式]
在本发明的装饰构件的装饰覆膜中,只要是从基材侧起层叠有底层和精加工层就没有特别限制。作为本发明的装饰构件,具体而言,除实施方式1~6之外,可以举出在底层和精加工层上,适当地组合上述的密合层、倾斜层、硬化层、底倾斜层、调整层的实施方式。更具体而言,例如可以举出以下实施方式。
基材/硬化层/底层/调整层/精加工层、
基材/密合层/硬化层/底层/调整层/精加工层、
基材/密合层/倾斜层/硬化层/底层/调整层/精加工层、
基材/密合层/倾斜层/硬化层/底倾斜层/底层/调整层/精加工层、
基材/倾斜层/硬化层/底层/精加工层、
基材/倾斜层/硬化层/底层/调整层/精加工层、
基材/倾斜层/硬化层/底倾斜层/底层/精加工层、
基材/倾斜层/硬化层/底倾斜层/底层/调整层/精加工层、
基材/密合层/底层/精加工层、
基材/密合层/底层/调整层/精加工层、
基材/硬化层/底倾斜层/底层/精加工层、
基材/硬化层/底倾斜层/底层/调整层/精加工层、
基材/密合层/硬化层/底倾斜层/底层/精加工层、
基材/密合层/硬化层/底倾斜层/底层/调整层/精加工层
需要说明的是,在装饰覆膜中,可以层叠一层密合层,也可以层叠两层以上。对于倾斜层、硬化层、底倾斜层、底层、调整层和精加工层也同样。另外,在装饰覆膜中,在不损伤本发明的效果的范围内,可以在上述的层之间形成其他的层。
本发明的装饰构件从耐划痕性、耐磨耗性的观点出发,装饰覆膜的厚度优选0.3~3.0μm。
本发明的装饰构件为上述任一的实施方式都具有樱花粉红色,但具体而言,在L*a*b*表色系统中,L*为80以上、a*为4~10、b*为9.5~16,在L*C*h表色系统中,优选h为55~67°。若L*、a*、b*、h在上述范围内,则装饰构件呈现出更加优选的樱花粉红色。
另外,本发明的装饰构件为上述任一的实施方式都具有高的膜硬度,但具体而言,优选HV1000以上。若膜硬度在上述范围内,则装饰构件能够发挥更加优异的耐划痕性。
进一步地,本发明的装饰构件为上述任一的实施方式,耐腐蚀性都优异。
另外,在本发明的装饰构件的一个实施方式中,可以认为:在由含有Nb和/或Ta以及Ti的碳氮化物形成的底层与由含有Au、Pd和Cu的Au合金形成的精加工层之间的界面处,由于生成含有Nb和/或Ta和Ti、以及Au、Pd和Cu的复合相(金属间化合物),层间的密合性高,装饰构件的耐划痕性得到改善。需要说明的是,可以认为在使用不含有Nb和/或Ta的Ti的碳氮化物的情况下,不能生成上述那样的相。
需要说明的是,在本发明的装饰构件中所使用的Nb和/或Ta和Ti存在固溶条件,因此认为Nb和/或Ta与Ti在固溶条件区域中以金属的合金的化合物形式,而在其以外的区域中呈现固溶金属和单质金属的复合形态。在本说明书中,碳氮化物、氮化物等的反应化合物也包含上述复合形态。另外,具体而言,为合金的化合物的情况具体地可以从X射线衍射测定结果来确认。由于化合物的衍射峰根据Nb和/或Ta与Ti的合金比率而发生位移,所以能够确认所形成的Nb和/或Ta和Ti的化合物为符合各自的比率的合金的化合物。
需要说明的是,上述各层中的元素的量、上述各层的厚度和装饰构件整体的厚度、各层的硬度和装饰构件整体的硬度、各层的色调和装饰构件整体的色调通过实施例中说明的方法求出。
<装饰构件的制造方法>
本发明的装饰构件的制造方法是如上所述的装饰构件的制造方法,包括底层层叠工序和精加工层层叠工序。在底层层叠工序和精加工层层叠工序中,底层和精加工层通过例如反应性溅射法等溅射法、离子镀法、电弧式离子镀法等干式镀敷法而形成。
需要说明的是,在溅射法中,一边向排气成真空的腔室内导入非活性气体,一边在基材和由覆膜的构成原子形成的靶间施加直流或交流的高电压,使电离化的Ar碰撞靶,从而使飞溅的靶物质形成于基材上。在反应性溅射法中,非活性气体与反应气体同时导入,在基材上形成靶构成原子与构成反应气体的非金属元素的反应化合物覆膜。
以下,针对本发明的装饰构件的具体的实施方式的制造方法进行说明。
[实施方式1的制造方法]
在底层层叠工序中,例如通过反应性溅射法,在基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层的底层。
在底层层叠工序中,靶(原料金属)优选为将Nb和/或Ta以及Ti组合的合金,更具体而言,使用上述金属的合金的烧结体。上述烧结体中,金属的种类及其比例可以适当地选择以得到所需的底层。
作为使用的反应气体,可以举出甲烷气体、乙炔气体等含碳原子的气体;氮气、氨等含氮原子的气体。作为非活性气体,可以举出Ar气、Kr气、Xe气。
通过适当地改变施加电压、靶构成原子的种类及其比例、反应气体的选择及量等,可以调整反应化合物中的金属元素和非金属元素的量等。
在精加工层层叠工序中,例如通过溅射法,在层叠有底层的基材上层叠作为由含有Au、显示银色的金属(例如:Pd)和Cu的合金形成的Au合金层的精加工层。
在精加工层层叠工序中,靶(原料金属)优选为将Au、显示银色的金属(例如:Pd)和Cu组合的合金,更具体而言,使用上述金属的合金的烧结体。上述烧结体中,金属的种类及其比例可以适当地选择以得到所需的精加工层。
作为使用的非活性气体,可以举出Ar气、Kr气、Xe气。
通过适当地改变施加电压、靶构成原子的比例等,可以调整Au合金中的金属元素的量等。
[实施方式2的制造方法]
实施方式2的制造方法相对于实施方式1的制造方法,进一步包括调整层层叠工序。即,在调整层层叠工序中,例如通过溅射法,在底层上层叠具有将由含有Au、Pd和Cu的合金形成的Au合金层和由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层交替层叠而成的层叠结构的调整层,在精加工层层叠工序中,例如通过溅射法,在层叠有调整层的基材上层叠作为由含有Au、显示银色的金属(例如:Pd)和Cu的合金形成的Au合金层的精加工层。
需要说明的是,实施方式2中,底层层叠工序和精加工层层叠工序与实施方式1的制造方法中的说明相同。
在调整层层叠工序中,具体而言,Au合金层可以与实施方式1的精加工层层叠工序同样的方式形成,碳氮化物层可以与实施方式1的底层层叠工序同样的方式形成。
[实施方式3的制造方法]
实施方式3的制造方法相对于实施方式1的制造方法,进一步包括硬化层层叠工序。即,在硬化层层叠工序中,例如通过反应性溅射法,在基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层的硬化层,在底层层叠工序中,例如通过反应性溅射法,在层叠有硬化层的基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层的底层。
需要说明的是,实施方式3中,底层层叠工序和精加工层层叠工序与实施方式1的制造方法中的说明相同。
在硬化层层叠工序中,靶(原料金属)优选为将Nb和/或Ta以及Ti组合的合金,更具体而言,使用上述金属的合金的烧结体。上述烧结体中,金属的种类及其比例可以适当地选择以得到所需的硬化层。
作为使用的反应气体,可以举出氮气、氨等含氮原子的气体。作为非活性气体,可以举出Ar气、Kr气、Xe气。
通过适当地改变施加电压、靶构成原子的种类及其比例、反应气体的选择和量等,可以调整反应化合物中的金属元素和非金属元素的量等。
[实施方式4的制造方法]
实施方式4的制造方法相对于实施方式3的制造方法,进一步包括密合层层叠工序。即,在密合层层叠工序中,例如通过溅射法,在基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属形成的Ti合金层的密合层,在硬化层层叠工序中,例如通过反应性溅射法,在层叠有密合层的基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层的硬化层。
需要说明的是,实施方式4中,底层层叠工序和精加工层层叠工序与实施方式1的制造方法中的说明相同,硬化层层叠工序与实施方式3中的说明相同。
在密合层层叠工序中,靶(原料金属)优选为将Nb和/或Ta以及Ti组合的合金,更具体而言,使用上述金属的合金的烧结体。上述烧结体中,金属的种类及其比例可以适当地选择以得到所需的密合层。
作为使用的非活性气体,可以举出Ar气、Kr气、Xe气。
通过适当地改变施加电压、靶构成原子的种类及其比例等,可以调整Ti合金中的金属元素的量等。
另外,在密合层层叠工序中,例如通过溅射法,可以在基材上层叠作为任选含有氧的由Ti形成的Ti层的密合层。
此时,在密合层层叠工序中,靶(原料金属)优选使用Ti。
作为使用的反应气体,可以举出氧气。作为非活性气体,可以举出Ar气、Kr气、Xe气。
通过适当地改变施加电压、反应气体的选择和量等,可以调整Ti层中的氧量等
[实施方式5的制造方法]
实施方式5的制造方法相对于实施方式4的制造方法,进一步包括倾斜层层叠工序。即,在倾斜层层叠工序中,例如通过反应性溅射法,在层叠有密合层的基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层的倾斜层,在硬化层层叠工序中,例如通过反应性溅射法,在形成有倾斜层的基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层的硬化层。另外,在倾斜层层叠工序中,层叠氮化物层,使得氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加。
需要说明的是,实施方式5中,底层层叠工序和精加工层层叠工序与实施方式1的制造方法中的说明相同,硬化层层叠工序与实施方式3中的说明相同,密合层层叠工序与实施方式4中的说明相同。
在倾斜层层叠工序中,靶(原料金属)优选为将Nb和/或Ta以及Ti组合的合金,更具体而言,使用上述金属的合金的烧结体。上述烧结体中,金属的种类及其比例可以适当地选择以得到所需的倾斜层。
作为使用的反应气体,可以举出氮气、氨等含氮原子的气体。作为非活性气体,可以举出Ar气、Kr气、Xe气。
通过适当地改变施加电压、靶构成原子的种类及其比例、反应气体的选择和量等,可以调整反应化合物中的金属元素和非金属元素的量等。另外,在倾斜层中,为了使氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加,一边增加含氮原子的气体一边形成层即可。
[实施方式6的制造方法]
实施方式6的制造方法相对于实施方式5的制造方法,进一步包括底倾斜层层叠工序。即,在底倾斜层层叠工序中,例如通过反应性溅射法,在层叠有硬化层的基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层的底倾斜层,在底层工序中,例如通过反应性溅射法,在层叠有底倾斜层的基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层的底层。另外,在底倾斜层层叠工序中,层叠碳氮化物层,使得碳氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而减少,且碳氮化物中的碳量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加。
在底倾斜层层叠工序中,靶(原料金属)优选为将Nb和/或Ta以及Ti组合的合金,更具体而言,使用上述金属的合金的烧结体。上述烧结体中,金属的种类及其比例可以适当地选择以得到所需的底倾斜层。
作为使用的反应气体,可以举出甲烷气体、乙炔气体等含碳原子的气体;氮气、氨等含氮原子的气体。作为非活性气体,可以举出Ar气、Kr气、Xe气。
通过适当地改变施加电压、靶构成原子的种类及其比例、反应气体的选择和量等,可以调整反应化合物中的金属元素和非金属元素的量等。另外,在底倾斜层中,为了使碳氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而减少,且碳氮化物中的碳量增加,一边减少含氮原子的气体、增加含碳原子的气体一边形成层即可。
[实施方式7的制造方法]
实施方式7的制造方法在本发明的装饰构件的制造方法中,例如在实施方式1~6的制造方法中,进一步包括退火处理工序。退火处理工序是对得到的装饰构件实施退火处理的工序。
退火处理的温度优选为200~500℃、更优选为200~400℃、进一步优选为200~350℃。如果在所述温度范围内加热,则Au合金晶体的晶粒不会过度增大,可以防止由光的散射导致发生模糊不清。
另外,退火处理的时间优选为0.5~5小时、更优选为1~4小时。如果退火处理在上述范围的下限值以上进行,则可以充分进行晶体生长。需要说明的是,即使进行超出所述范围的退火处理,有时晶体生长也不会产生差异。
退火处理优选在减压条件下进行。
通过进行退火处理,可以使装饰构件的明度和硬度增加,而且可以提高装饰构件的耐划痕性。
[其他实施方式的制造方法]
在其他实施方式的制造方法中,例如在上述底层层叠工序和精加工层层叠工序上适当地组合上述密合层层叠工序、倾斜层层叠工序、硬化层层叠工序、底倾斜层层叠工序、调整层层叠工序、退火处理工序。
根据这样的本发明的装饰构件的制造方法,可以制造具有上述特征的装饰构件。
<包含装饰构件的装饰品>
作为包含本发明的装饰构件的装饰品,可以举出包含眼镜框等构件的眼镜;项链、耳饰、穿环、戒指、垂饰、饰针、手镯等首饰;包含表壳、表带等构件的钟表;体育用品等。这些装饰品可以是一部分由上述装饰构件构成,也可以是全部由上述装饰构件构成,可以使用上述装饰构件通过公知的方法来制造。
钟表可以是光发电钟表、热发电钟表、电波接收型自动校正钟表、机械式钟表、一般的电子式钟表中的任一种。尤其,手表为由于与衬衫的摩擦、与桌子、墙壁等撞击而容易产生划痕的装饰品的一个例子。通过将本发明的装饰构件形成于钟表,可以经长年不易产生划痕,能够使樱花粉红色的色调、外观维持非常漂亮的状态。
综上所述,本发明涉及以下内容。
[1]一种樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:其为由基材和形成在基材上形成的装饰覆膜构成的装饰构件,装饰覆膜从基材侧起层叠底层和精加工层而成,底层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层,精加工层是由含有Au、显示银色的金属和Cu的合金形成的Au合金层。
本发明的装饰构件通过具有上述构成,具有樱花粉红色的外观颜色,耐划痕性优异。
[2]根据[1]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述装饰覆膜进一步包含调整层,且从基材侧起层叠底层、调整层和精加工层而成;调整层具有交替层叠有Au合金层和碳氮化物层的层叠结构,所述Au合金层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的,所述碳氮化物层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的。
通过设置调整层,装饰构件的色调成为更加优选的樱花粉红色,而且可以提高耐划痕性。
[3]根据[2]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述调整层以一层Au合金层和一层碳氮化物层的层叠结构为一个单元,具有将该单元重复1~2次的层叠结构。
上述单元的重复次数在上述范围内,从色调和生产率的观点出发是优选的。
[4]根据[1]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述装饰覆膜进一步包含硬化层,且从基材侧起层叠硬化层、底层和精加工层而成;硬化层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层。
通过设置硬化层,可以进一步提高装饰构件的耐划痕性。
[5]根据[4]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述装饰覆膜进一步包含密合层,且从基材侧起层叠密合层、硬化层、底层和精加工层而成;密合层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属形成的Ti合金层。
[6]根据[4]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述装饰覆膜进一步包含密合层,且从基材侧起层叠密合层、硬化层、底层和精加工层而成;密合层是任选含有氧的由Ti形成的Ti层。
通过设置密合层,可以进一步提高装饰构件的耐划痕性。
[7]根据[5]或[6]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述装饰覆膜进一步包含倾斜层,且从基材侧起层叠密合层、倾斜层、硬化层、底层和精加工层而成;倾斜层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层,氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加。
通过设置倾斜层,可以进一步提高装饰构件的耐划痕性,而且可以抑制裂纹的产生、层间剥离。
[8]根据[7]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述装饰覆膜进一步包含底倾斜层,且从基材侧起层叠密合层、倾斜层、硬化层、底倾斜层、底层和精加工层而成;底倾斜层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层,碳氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而减少,碳氮化物中的碳量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加。
通过设置底倾斜层,可以进一步提高装饰构件的耐划痕性。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:在上述底层中,将由选自Nb和Ta的至少一种以及Ti构成的金属、氮和碳的总量设为100质量%时,以总计为22~66质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以20~50质量%的量含有Ti、以7~19质量%的量含有氮、以4~15质量%的量含有碳。
上述元素的量在上述范围内,从色调和膜硬度的观点出发是优选的。
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述精加工层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的Au合金层,在上述精加工层中,将Au、Pd和Cu的总量设为100质量%时,以62~90质量%的量含有Au、以2.5~17质量%的量含有Pd、以5~21质量%的量含有Cu。
上述元素的量在上述范围内,从色调的观点出发是优选的。
[11]根据[2]或[3]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:在调整层中的Au合金层中,将Au、Pd和Cu的总量设为100质量%时,以62~90质量%的量含有Au、以2.5~17质量%的量含有Pd、以5~21质量%的量含有Cu。
上述元素的量在上述范围内,从色调的观点出发是优选的。
[12]根据[2]或[3]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:在调整层中的碳氮化物层中,将由选自Nb和Ta的至少一种以及Ti构成的金属、氮和碳的总量设为100质量%时,以总计为22~66质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以20~50质量%的量含有Ti、以7~19质量%的量含有氮、以4~15质量%的量含有碳。
上述元素的量在上述范围内,从色调和膜硬度的观点出发是优选的。
[13]根据[5]所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:在上述密合层中,将选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的总量设为100质量%时,以总计为25~75质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以25~75质量%的量含有Ti。
上述元素的量在上述范围内,从密合性的观点出发是优选的。
[14]根据[1]~[13]中任一项所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述装饰覆膜的厚度为0.3~3.0μm。
装饰覆膜的厚度在上述范围内,从耐划痕性、耐磨耗性的观点出发是优选的。
[15]根据[1]~[14]中任一项所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:在L*a*b*表色系统中,L*为80以上、a*为4~10、b*为9.5~16,在L*C*h表色系统中,h为55~67°。
上述数值在上述范围内,装饰构件呈现更加优选的樱花粉红色。
[16]根据[1]~[15]中任一项所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述显示银色的金属为选自Pd、Pt和Rh中的至少一种。
[17]根据[1]~[16]中任一项所述的樱花粉红色的装饰构件,其特征在于:上述精加工层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的Au合金层。
[18]根据[1]~[17]中任一项所述的樱花粉红色的装饰构件,其中,在上述精加工层的通过X射线衍射测定而得到的衍射图案中,观察到相当于[100]面和/或[211]面的峰。
[19]一种樱花粉红色的装饰构件的制造方法,其特征在于:其为由基材和形成在基材上的装饰覆膜构成的装饰构件的制造方法,装饰覆膜从基材侧起层叠底层和精加工层而成,该方法包括:底层层叠工序,在基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层的底层;以及,精加工层层叠工序,在层叠有底层的基材上层叠作为由含有Au、显示银色的金属和Cu的合金形成的Au合金层的精加工层。
根据上述制造方法,可以制造樱花粉红色的装饰构件。
[20]根据[19]所述的樱花粉红色的装饰构件的制造方法,其特征在于:上述显示银色的金属为选自Pd、Pt和Rh中的至少一种。
[21]根据[19]或[20]所述的樱花粉红色的装饰构件的制造方法,其特征在于:上述精加工层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的Au合金层。
[22]根据[19]~[21]中任一项所述的樱花粉红色的装饰构件的制造方法,其特征在于:进一步包括对上述装饰构件实施退火处理的工序。
[23]根据[22]所述的樱花粉红色的装饰构件的制造方法,其特征在于:上述退火处理的温度为200~500℃。
[实施例]
[实施例1]
作为溅射靶,使用合金组成为Ti 50质量%Nb 50质量%的烧结体和Au 73质量%Pd 4质量%Cu 23质量%的烧结体。如图1所示,作为基材11使用JIS2类的Ti材,在基材11上用溅射法在氩气95sccm中导入氮气52sccm和CH4气体57sccm而形成0.25μm的NbTi合金碳氮化物膜,形成底层12。进一步在底层12上导入Ar 180sccm而形成0.06μm的由AuPdCu构成的精加工层13,制作樱花粉红色的装饰构件10。底层12的色调为L*70.77、a*:7.22,b*:12.11、h:59.20,装饰构件10的色调为L*84.15、a*:6.16,b*:10.32、h:59.17,显示出樱花粉红色。
在基材11上直接形成精加工层13的情况下,构成精加工层13的AuPdCu层非常柔软,由磨损而导致剥落的情况下,作为基材11的Ti色调(L*79.92、a*:1.04,b*:3.58、h:73.8)出现,外观颜色变为灰色,因此不可能作为产品使用。
通过如装饰构件10那样插入与精加工层13同色调的底层12,即使精加工层13剥落,也几乎没有不谐调感,进而,由于存在比基材11足够硬的底层12,有助于耐划痕且使得精加工层13难以剥落。
表1中示出了构成装饰构件10的材料的色调、膜硬度、耐划痕性的测定结果。未形成底层12的情况下的膜硬度为HV150,与装饰构件10的硬度681相比明显更低。耐划痕性能大致取决于膜的硬度、膜厚、与基材的密合度、基材的硬度的乘积,因此未形成底层的情况下的耐划痕性能显著降低,进而加快了精加工层的脱落。
通过采用如装饰构件10那样的膜构成,装饰构件整体的硬度上升,耐划痕性、耐磨耗性提高的同时,通过将底层调整为与精加工层同等的色层,即使精加工层脱落,也可以保持作为产品抑制了不谐调感的外观。
需要说明的是,根据后述的表3,可以推测在底层12中,层中的Nb、Ti、N和C的量在上述的优选范围内。
[表1]
表1构成装饰构件10的材料的色调、硬度、耐划痕性
[实施例2]
作为溅射靶,使用合金组成为Ti 50质量%Ta50质量%的烧结体和Au 73质量%Pd4质量%Cu 23质量%的烧结体。如图2所示,作为基材21使用JIS2类的Ti材,在基材21上用溅射法在氩气95sccm中导入氮气54sccm和CH4气体58sccm而形成0.25μm的TaTi合金碳氮化物膜,形成底层22。进一步在底层22上导入Ar 180sccm而形成0.06μm的由AuPdCu构成的精加工层23,制作樱花粉红色的装饰构件20。底层22的色调为L*70.41、a*:6.98,b*:12.18、h:60.18,装饰构件20的色调为L*84.49、a*:6.19,b*:10.29、h:58.97,显示出樱花粉红色。
在基材21上直接形成精加工层23的情况下,构成精加工层23的AuPdCu层非常柔软,由磨损而导致剥落的情况下,作为基材21的Ti色调(L*79.92、a*:1.04,b*:3.58、h:73.8)出现,外观颜色变为灰色,因此不可能作为产品使用。
通过如装饰构件20那样插入与精加工层23同色调的底层22,即使精加工层23剥落,也几乎没有不谐调感,进而,通过存在比基材21足够硬的底层22,有助于耐划痕且使得精加工层23难以剥落。
表2中示出了构成装饰构件20的材料的色调、膜硬度、耐划痕性的测定结果。未形成底层22的情况下的膜硬度为HV150,与装饰构件20的硬度745相比明显更低。耐划痕性能大致取决于膜的硬度、膜厚、与基材的密合度、基材的硬度的乘积,未形成底层的情况下的耐划痕性能显著降低,进而加快了精加工层的脱落。
通过采用如装饰构件20那样的膜构成,装饰构件整体的硬度上升,耐划痕性、耐磨耗性提高的同时,通过将底层调整为与精加工层同等的色层,即使精加工层脱落,也可以保持作为产品抑制了不谐调感的外观。
在底层的合金中,将Nb替换为Ta的情况下,由于Ta金属比Nb的原子量大,所以膜硬度增加,可以提高耐划痕性能、耐磨耗性能。
表3中示出了构成樱花粉红色的装饰构件的底层,表4中示出了构成樱花粉红色的装饰构件的精加工层的靶组成比率与膜组成比率。在表3和表4中使用的材料构成中,若h为55~67°且a*为4~10、b*为9.5~16的范围内,则能够实现樱花粉红色。
在表4所示的AuCuPd的组成比率中,以Au的比率为主则为金色,以Cu的比率为主则红棕色变深,以均衡的方式调整Au和Cu则为粉红色。通过在显示粉红色的AuCu中混合显示银色的Pd、Pt、Rh,粉红色变浅,可以制作呈现出樱花粉红色的材料。
构成粉红色的AuCu合金的Cu耐腐蚀性低,在实际使用环境中容易发生变色(氧化)、脱色。根据本发明人等的研究发现,这种变色可以通过含有Pd来抑制。在本实施例中,将Pd用于制作淡淡的樱花粉红色正是为了发挥这种防变色功能。
[表2]
表2构成装饰构件20的材料的色调、硬度、耐划痕性
[表3]
[表4]
[实施例3]
作为溅射靶,使用合金组成为Ti 50质量%Nb 50质量%的烧结体和Au 80质量%Pd 4质量%Cu 16质量%的烧结体。如图3所示,作为基材31使用JIS2类的Ti材,在基材31上用溅射法在氩气95sccm中导入氮气52sccm和CH4气体57sccm而形成1.0μm的NbTi合金碳氮化物膜,形成底层32。进一步在底层32上导入Ar 180sccm而形成0.06μm的由AuPdCu构成的精加工层33,制作樱花粉红色的装饰构件30。底层32的色调为L*70.97、a*:7.17,b*:12.42、h:60.0,装饰构件30的色调为L*84.8、a*:7.19,b*:13.12、h:58.65,显示出樱花粉红色。
在基材31上直接形成精加工层33的情况下,构成精加工层33的AuPdCu层非常柔软,由磨损而导致剥落的情况下,作为基材31的Ti色调(L*79.92、a*:1.04,b*:3.58、h:73.8)出现,外观颜色变为灰色,因此不可能作为产品使用。
通过如装饰构件30那样插入与精加工层33同色调的底层32,即使精加工层33剥落,也几乎没有不谐调感,进而,通过存在比基材31足够硬的底层32,有助于耐划痕且使得精加工层33难以剥落。
表5中示出了构成装饰构件30的材料的色调、膜硬度、耐划痕性的测定结果。未形成底层32的情况下的膜硬度为HV179,与装饰构件30的硬度898相比明显更低。耐划痕性能大致取决于膜的硬度、膜厚、与基材的密合度、基材的硬度的乘积,因此未形成底层的情况下的耐划痕性能显著降低,进而加快了精加工层的脱落。
同样地,通过形成膜厚厚至1.0μm的装饰构件30的底层32,构件整体的硬度(复合硬度)上升,与装饰构件10的表1的结果相比,耐划痕性能约为2倍。
通过采用如装饰构件30那样的膜构成,装饰构件整体的硬度上升,耐划痕性、耐磨耗性提高的同时,通过将底层调整为与精加工层同等的色层,即使精加工层脱落,也可以保持作为产品抑制了不谐调感的外观。
考虑到耐划痕性的情况下,形成装饰构件30的精加工层33的膜厚优选尽可能薄。构成精加工层33的AuPdCu膜如上所述,硬度非常低,容易产生划痕、磨损。因此,对于所有的构件,为了呈现樱花粉红色,膜厚0.02~0.1μm为最佳范围。若膜薄于0.02μm则无法得到充分的显色,反之即使形成0.1μm以上的膜,色调也没有变化,但是硬度低的AuPdCu膜的膜厚变厚,因此耐划痕性降低,进而制造成本也上升。
[表5]
表5构成装饰构件30的材料的色调、硬度、耐划痕性
[实施例4]
作为溅射靶,使用合金组成为Ti 50质量%Nb 50质量%的烧结体和Au 73质量%Pd 4质量%Cu 23质量%的烧结体。如图4所示,作为基材41使用JIS2类的Ti材,在基材41上用溅射法在氩气95sccm中导入氮气52sccm和CH4气体57sccm而形成1.0μm的NbTi合金碳氮化物膜,形成底层42。进一步在底层42上导入Ar 180sccm,将0.01μm的由AuPdCu构成的膜和0.01μm的与底层42相同条件的膜层叠以形成调整层43。进一步在调整层43上形成0.05μm的由AuPdCu膜(与调整层43的由AuPdCu构成的膜以相同条件所得到的膜)构成的精加工层44,制作樱花粉红色的装饰构件40。底层42的色调为L*70.97、a*:7.17,b*:12.42、h:60.0,调整层43的色调为L*72.66,a*:6.88,b*:12.78、h:61.70,装饰构件50的色调为L*84.75、a*:6.28,b*:10.68、h:59.54,显示出樱花粉红色(表7)。
在底层42上导入调整层43的情况下,由于AuPdCu膜的层叠效果,底层的明度(L*)上升,因此与精加工层的色调差变得更小。进一步,通过层叠硬度高的NbTiNC层,由NbTiNC层防止了产生深的划痕,因此有助于提高耐划痕性。
层叠的AuPdCu膜与NbTiNC膜的膜厚分别理想为0.005~0.016μm左右。薄于0.005μm的情况下,可能会丧失NbTiNC膜的划痕抑制效果。另外,厚于0.016μm的情况下,则有可能失去由层叠带来的颜色提升效果,变为与底层42相同的色调。
调整层43的层叠次数理想为1次~2次。表6和图5示出了由层叠次数带来的色调变化结果。当层叠次数多于2次时,明度(L*)随着层叠次数而上升,但是色相角(h)也同样上升,因此会失去好不容易调整得到的樱花粉红色的底色。而且,层叠次数越增加、工艺时间越长,因此层叠次数理想为2次以内。
通过如装饰构件40那样导入调整层,精加工层剥落情况下的色调差(不谐调感)下降的同时,由于NbTiNC膜的层叠,不易产生深的划痕,可以实现耐划痕性的提高。
[表6]
表6调整层的层叠次数
[表7]
表7构成装饰构件40的材料的色调、硬度、耐划痕性
[实施例5]
作为溅射靶,使用合金组成为Ti 30质量%Nb 70质量%的烧结体和Au 83质量%Pd 3.5质量%Cu 13.5质量%的烧结体。如图6所示,作为基材51使用JIS2类的Ti材,在基材51上用溅射法除氩气95sccm还导入氮气100sccm而形成0.7μm的由NbTiN膜构成的硬化层52。接着,在硬化层52上除氩气95sccm还导入氮气58sccm和CH4气体48sccm而形成0.3μm的NbTi合金碳氮化物膜,形成底层53。进一步在底层53上导入Ar 180sccm,将0.01μm的由AuPdCu构成的膜和0.01μm的与底层53相同条件的膜层叠以形成调整层54。进一步在调整层54上形成0.05μm的由AuPdCu膜(与调整层54的由AuPdCu构成的膜以相同条件所得到的膜)构成的精加工层55,制作樱花粉红色的装饰构件50。底层53的色调为L*71.23、a*:6.59,b*:11.89、h:61.0,调整层54的色调为L*73.51、a*:6.35,b*:12.68、h:63.4,装饰构件50的色调为L*85.01、a*:7.16,b*:13.79、h:62.56,显示出樱花粉红色(表8)。
耐划痕性能大致取决于膜的硬度、膜厚、与基材的密合度、基材的硬度的乘积,因此,通过插入硬化层52,装饰构件整体的硬度(复合硬度)上升,有助于提高耐划痕性。另外,通过提高比Ti硬度更高的Nb的比率,NbTiN、NbTiNC膜的硬度上升,进一步提高耐划痕性。
形成硬化层52的NbTiN膜如图7所示根据导入的N2量而变化。优选硬度变得最高的N2导入条件。
需要说明的是,根据表3,可以推测在底层53和调整层54的碳氮化物膜中,层中的Nb、Ti、N和C的量在上述优选范围内。另外,可以推测在硬化层52中,层中的Nb、Ti和N的量也在上述优选范围内。
[表8]
表8构成装饰构件50的材料的色调、硬度、耐划痕性
[实施例6]
作为溅射靶,使用合金组成为Ti 30质量%Nb 70质量%的烧结体和Au 83质量%Pd 3.5质量%Cu 13.5质量%的烧结体。如图8所示,作为基材61使用JIS2类的Ti材,在基材61上用溅射法导入氩气95sccm而形成0.1μm的NbTi金属膜构成的密合层62。接着,除氩气95sccm还导入氮气100sccm而形成0.7μm的NbTiN膜构成的硬化层63。接着,在硬化层63上除氩气95sccm还导入氮气58sccm和CH4气体48sccm而形成0.3μm的NbTi合金碳氮化物膜,形成底层64。进一步在底层64上导入Ar 180sccm,将0.01μm的由AuPdCu构成的膜和0.01μm的与底层64相同条件的膜层叠以形成调整层65。进一步在调整层65上形成0.05μm的由AuPdCu膜(与调整层65的由AuPdCu构成的膜以相同条件所得到的膜)构成的精加工层66,制作樱花粉红色的装饰构件60。底层64的色调为L*71.23、a*:6.59,b*:11.89、h:61.0,调整层65的色调为L*73.51、a*:6.35,b*:12.68、h:63.4,装饰构件60的色调为L*84.89、a*:7.10,b*:13.54、h:62.33,显示出樱花粉红色(表9)。
通过插入密合层62,基材与膜的密合性显著提高。密合性取决于基材与构成膜的金属之间的相容性、所形成的膜的应力(要与基材分离的力)。在作为金属的基材上氮化物、碳化物这类的介于金属与陶瓷之间这样的膜相比,金属膜在密合性上压倒性的优异。而且,氮化物、碳化物这类膜的膜应力与硬度的上升成比例地增加。通过如实施例6那样导入密合层,可以提高与基材的密合性。
耐划痕性能大致取决于膜的硬度、膜厚、与基材的密合度、基材的硬度的乘积,因此,通过导入密合层62,可以提高耐划痕性。
[表9]
表9构成装饰构件60的材料的色调、硬度、耐划痕性
[实施例7]
作为溅射靶,使用合金组成为Ti 30质量%Nb 70质量%的烧结体和Au 83质量%Pd 3.5质量%Cu 13.5质量%的烧结体以及Ti。如图9所示,作为基材71使用JIS所规定的SUS316L材,在基材71上用溅射法导入氩气180sccm而形成0.1μm的Ti金属膜构成的密合层72。接着,除氩气95sccm还导入氮气100sccm而形成0.7μm的NbTiN膜构成的硬化层73。接着,在硬化层73上除氩气95sccm还导入氮气58sccm和CH4气体48sccm而形成0.3μm的NbTi合金碳氮化物膜,形成底层74。进一步在底层74上导入Ar 180sccm,将0.01μm的由AuPdCu构成的膜和0.01μm的与底层74相同条件的膜层叠以形成调整层75。进一步在调整层75上形成0.05μm的由AuPdCu膜(与调整层75的由AuPdCu构成的膜以相同条件所得到的膜)构成的精加工层76,制作樱花粉红色的装饰构件70。底层74的色调为L*71.23、a*:6.59,b*:11.89、h:61.0,调整层75的色调为L*73.51、a*:6.35,b*:12.68、h:63.4,装饰构件70的色调为L*85.01、a*:7.2,b*:13.66、h:62.21,显示出樱花粉红色(表10)。
通过在密合层72中插入Ti金属膜,对SUS316L材也可以得到高的密合性,因此可以确保高的耐划痕性。Ti金属膜与各种基材的相容性好,不仅SUS316L材,与SK材、黄铜等也显示出高的密合性。进一步地,通过对Ti金属膜导入一定量的氧,可以进一步提高密合性。
图10示出了对作为密合层的Ti金属膜导入氧的情况下(即,在装饰构件70中仅改变密合层的情况)的耐划痕性(密合性)的变化。可以看出通过导入氧,耐划痕性(密合性)提高,但若超过一定量则急剧恶化。将导入氧量10sccm时的Ti与O的总量设为100质量%时,Ti为50质量%、O为50质量%。O大于50质量%则密合性降低,耐划痕性也降低,因此向密合层导入的氧量在0~50质量%为最佳。
尽管通过氧的导入使密合性提高的原因尚不明确,但可以推断,未完全转化为氧化物而残留的未成对电子起到连接基材和密合层以及密合层和作为其上层的硬化层之间的糊剂的作用。
[表10]
表10构成装饰构件70的材料的色调、硬度、耐划痕性
[实施例8]
作为溅射靶,使用合金组成为Ti 30质量%Nb 70质量%的烧结体和Au 83质量%Pd 3.5质量%Cu 13.5质量%的烧结体。如图11所示,作为基材81使用JIS2类的Ti材,在基材81上用溅射法导入氩气95sccm而形成0.1μm的NbTi金属膜构成的密合层82。接着,除氩气95sccm还投入氮气从0至100sccm逐渐增加,形成0.1μm的NbTiN膜的倾斜层83。接着,除氩气95sccm还导入氮气100sccm而形成0.7μm的由NbTiN构成的硬化层84。接着,在硬化层84上除氩气95sccm还导入氮气58sccm和CH4气体48sccm而形成0.3μm的NbTi合金碳氮化物膜,形成底层85。进一步在底层85上导入Ar 180sccm,将0.01μm的由AuPdCu构成的膜和0.01μm的与底层85相同条件的膜层叠以形成调整层86。进一步在调整层86上形成0.05μm的由AuPdCu膜(与调整层86的由AuPdCu构成的膜以相同条件所得到的膜)构成的精加工层87,制作樱花粉红色的装饰构件80。底层85的色调为L*71.23、a*:6.59,b*:11.89、h:61.0,调整层86的色调为L*73.51、a*:6.35,b*:12.68、h:63.4,装饰构件80的色调为L*85.31、a*:7.33,b*:13.79、h:62.01,显示出樱花粉红色(表11)。
通过插入倾斜层83,密合层与硬化层的膜应力差急剧缓和,因此装饰构件整体的密合性提高,其结果,耐划痕性提高。另外,通过应力差的缓和,可以抑制裂纹、显著改善长期使用期间的层间剥离等缺陷。进一步地,若采用装饰构件80那样的结构,则可以以任何方式增加硬化层的膜厚,例如即使硬化层增厚至2.5μm,总厚度为3.0μm,也不会发生膜剥离、裂纹,而且装饰构件整体的复合硬度上升,因此可以提高耐划痕性。然而,即使总厚度增加至比这更厚,也会受到作为精加工层的AuPdCu层的硬度控制,所以耐划痕性达到极限,因此总厚度到3.0μm左右是理想的。
[表11]
表11构成装饰构件80的材料的色调、硬度、耐划痕性
[实施例9]
实施例9是本发明所述的樱花粉红色的装饰构件的最佳结构。作为溅射靶,使用合金组成为Ti 50质量%Nb 50质量%的烧结体和Au 73质量%Pd 4质量%Cu 23质量%的烧结体。如图12所示,作为基材91使用JIS2类的Ti材,在基材91上用溅射法导入氩气95sccm而形成0.1μm的NbTi金属膜构成的密合层92。接着,除氩气95sccm还投入氮气从0至100sccm逐渐增加,形成0.05μm的NbTiN膜的倾斜层93。接着,除氩气95sccm还导入氮气100sccm而形成0.65μm的由NbTiN构成的硬化层94。之后,在硬化层94上除氩气95sccm之外将氮气从100sccm减少至52sccm,并且一边将CH4气体从0sccm增加至57sccm一边制作0.03μm的成膜的底倾斜层95。之后,在底倾斜层95上除氩气95sccm还导入氮气52sccm和CH4气体57sccm而形成0.33μm的NbTi合金碳氮化物膜,形成底层96。进一步在底层96上导入Ar180sccm,将0.01μm的AuPdCu构成的膜和0.01μm的与底层96相同气体条件的膜层叠以形成调整层97。进一步在调整层97上形成0.05μm的由AuPdCu膜(与调整层97的由AuPdCu构成的膜以相同条件所得到的膜)构成的精加工层98,制作樱花粉红色的装饰构件90。底层96的色调为L*70.77、a*:7.22,b*:12.11、h:59.20,调整层97的色调为L*72.81、a*:6.49,b*:12.89、h:63.28,装饰构件90的色调为L*85.16、a*:6.38,b*:11.20、h:60.33,显示出樱花粉红色。
通过如装饰构件90那样导入底倾斜层95,硬化层与底层之间的应力差缓和,因此装饰构件整体的密合性提高。
若采用如装饰构件90那样的结构,则可以以任何方式增加硬化层的膜厚,例如即使硬化层增厚至2.5μm,总厚度为3.0μm,也不会发生膜剥离、裂纹,而且装饰构件整体的复合硬度上升,因此可以提高耐划痕性。然而,即使总厚度增加至比这更厚,也会受到作为精加工层的AuPdCu层的硬度控制,所以耐划痕性达到极限,因此总厚度到3.0μm左右是理想的。
图13中示出了实施例9所制作的装饰构件90的截面SEM图像。
而图14中示出了实施例1所制作的装饰构件10与装饰构件90的耐划痕性试验后的基板的轮廓图。从图14明显可以看出,改善了划痕的发生量、深度。
图15中示出了从装饰构件10到装饰构件90的耐划痕性的比较。可以看出,通过采用如装饰构件90那样的膜构成,耐划痕性提高。
需要说明的是,根据表3,可以推测在硬化层94中,层中的Nb、Ti和N的量在上述优选范围内。
[表12]
表12构成装饰构件90的材料的色调、硬度、耐划痕性
[比较例]
表13中示出了使用Ti代替NbTi或TaTi的情况下的TiNC膜的色调测定结果。TiNC膜是用溅射法将氩气恒定为95sccm、将氮气恒定为46sccm,改变甲烷气体的流量而制作的。若增加CH4气体则TiNC膜的色调由浅黄色变为黄色,在CH4气体62sccm下急剧变化为呈现出棕色的膜。Ti材料是源自于在溅射法中,若反应气体量超过一定量则成膜状态由过渡区域模式向化合物模式转变。当转移至化合物模式时,在靶表面上完全充分反应的化合物膜(TiNC膜)堆积,由于该化合物膜在基板上成膜,即使改变气体条件也无法发生色调变化(CH4:63、64sccm)。据说这种成膜模式的变化是由膜材料的性质、原子量、成膜时的真空度所决定的,但是Ti材料是发生这种成膜模式变化的代表性实例。
呈现樱花粉红色的优选色调条件为:a*为4~10、b*为9.5~16、h为55~67°的范围,由表13的结果明显可以看出,采用TiNC膜无法制作樱花粉红色的装饰构件的底层。
[表13]
表13 TiNC膜的色调测定结果
N2 | CH4 | L* | a* | b* | h |
46 | 64 | 64.83 | 13.86 | 22.85 | 58.75 |
46 | 63 | 65.35 | 13.82 | 22.58 | 58.53 |
46 | 62 | 69.11 | 11.63 | 25.76 | 65.71 |
46 | 61 | 74.55 | 4.47 | 23.03 | 79.01 |
46 | 60 | 77.09 | 1.68 | 15.55 | 83.85 |
46 | 59 | 77.44 | 1.02 | 12.28 | 85.24 |
46 | 58 | 77.60 | 0.83 | 10.16 | 85.33 |
[制造例]
图16中示出了NbTi合金氮化物膜与TiN膜、NbN膜的结晶性的比较。根据图16,由于TiNb合金氮化物膜的结晶性在TiN膜、NbN膜的正好中间的位置具有峰,可以认为形成了固溶有Nb和Ti的合金晶体。
[实施例10]
关于实施例9所制作的樱花粉红色的装饰构件90,进一步实施了真空加热处理(退火处理)。将装饰构件90投入真空加热炉中,进行200℃1小时的退火处理、300℃1小时的退火处理、400℃1小时的退火处理,制作装饰构件100。
表14中将各退火条件得到的装饰构件100的色调、硬度和耐划痕性结果与装饰构件90的比较一同示出。根据表14,可以看出,通过实施退火处理,可以实现明度和硬度的增加和耐划痕性的提高。
[表14]
表14基于退火处理的色调、硬度、耐划痕件比较
图17中示出了装饰构件90与实施了300℃的退火处理的装饰构件100之间用原子力显微镜测定的表面分析结果。左侧为装饰构件90的结果,右侧为装饰构件100的结果。装饰构件90的表面粗糙度Ra为而与此相对,装饰构件100的表面粗糙度Ra为
图18中示出了装饰构件90与实施了300℃的退火处理的装饰构件100之间通过X射线衍射的结晶性的比较。下侧为装饰构件90的结果,上侧为装饰构件100的结果。通过实施退火处理,由AuPdCu构成的合金的结晶性均匀地提高,强度最高的[111]面的晶体尺寸生长了41%。进一步地,由于观察到在退火处理前未观察到的[100]面、[211]面的晶体,可以认为:AuPdCu的结晶性均匀地提高,装饰构件100的硬度、明度和耐划痕性提高。相对于
[111]面的[100]面的峰积分强度为7.9%,相对于[111]面的[211]面的峰积分强度为2.3%。
根据图17和图18,可以认为:通过退火处理使AuPdCu的晶体更加紧密结合而形成有序晶格导致膜硬度增加,晶体变密使表面粗糙度(Ra)降低,光的散射减少,由此明度提高。
在400℃的退火处理中,与300℃的退火处理相比,在装饰构件的表面上观察到轻微的白色混浊。可以推测这是因为通过退火处理使有序晶格生长更大,晶粒增大,从而表面粗糙度(Ra)变大。
如上所述,通过在合适的温度下进行退火处理,可以制造明度和硬度更高、耐划痕性更优异的樱花粉红色的装饰构件。
[评价方法]
(元素量)
构成层的元素的量通过ESCA(X射线光电子能谱法)和EPMA(电子探针显微分析仪)法来进行测定。ESCA中,关于在构件表面处进行定性的元素,自顶面进行溅射蚀刻,进行所得各元素的XPS光电子能谱的检测,从而进行定量。EPMA是在加速电压15kV、探针电流5×10-8、探针直径100μm的条件下,对试样表面照射电子射线,对产生的特征X射线的光谱进行分析,由此来进行元素的定性和定量。另外,对于C,使用计算强度进行ZAF校正。
(膜厚)
膜厚测定是将施加了掩膜的Si晶圆与基材一起导入成膜装置内,成膜后去除掩模,测定被掩蔽的部分与未被掩蔽的部分的高度差来进行的。需要说明的是,实施例所记载的膜厚是根据成膜速率以达到规定膜厚的方式用时间进行控制的膜厚,所述成膜速率是预先在各成膜条件下形成单层膜而得到的。
(膜硬度)
膜硬度是使用微小压入硬度试验机(FISCHER制造的H100)来进行的。规头使用维式压模,5mN负荷下保持10秒钟后进行卸载,由插入的维式压模的深度算出膜硬度。
(色调)
色调(明度、饱和度)是使用KONICA MINOLTA制造的Spectra Magic NX来测定的。具体而言,使用光源D65测定基于L*a*b*色度图的L*a*b*和L*C*h表色系统的h。
需要说明的是,关于装饰构件的膜硬度和色调,对在基材上层叠有所有构成构件的层的装饰构件进行上述测定并评价。另外,关于密合层、硬化层、底层、调整层和精加工层的膜硬度和色调,对以与上述实施例相同条件在基材(例如Ti材)上仅层叠有密合层、硬化层、底层、调整层或精加工层的样品进行上述测定并评价。
(耐划痕性试验)
耐划痕性试验如下进行。首先,在JIS规定的SUS316L基材上实施装饰膜,用均匀地分散有氧化铝颗粒的磨损纸以一定荷重地接触试样,摩擦一定次数而产生划痕。对产生划痕的试样的表面,沿着与划痕的方向垂直的方向进行扫描来测定表面粗糙度,根据其中的均方根粗糙度进行耐划痕性的评价。需要说明的是,划痕的产生量越多,划痕的深度越深,均方根粗糙度的数值变得越大,反之划痕的产生量越少,划痕的深度越浅,均方根粗糙度的数值变得越小,因此能够对耐划痕性进行数值性评价。
(利用原子力显微镜的表面分析)
原子力显微镜使用SII制造的SPM3800N,使用SI-DF20微悬臂梁通过DFM模式进行3μm区域的测定。
(X射线衍射测定)
X射线衍射测定使用Rigaku制造的SmartLab,测定利用Out Of Plane法(薄膜法),在入射角1°、步长0.02°、速度3秒/步、测定范围0度~120度的范围下进行。
附图标记说明
10: 装饰构件
11: 基材
12: 底层
13: 精加工层
20: 装饰构件
21: 基材
22: 底层
23: 精加工层
30: 装饰构件
31: 基材
32: 底层
33: 精加工层
40: 装饰构件
41: 基材
42: 底层
43: 调整层
44: 精加工层
50: 装饰构件
51: 基材
52: 硬化层
53: 底层
54: 调整层
55: 精加工层
60: 装饰构件
61: 基材
62: 密合层
63: 硬化层
64: 底层
65: 调整层
66: 精加工层
70: 装饰构件
71: 基材
72: 密合层
73: 硬化层
74: 底层
75: 调整层
76: 精加工层
80: 装饰构件
81: 基材
82: 密合层
83: 倾斜层
84: 硬化层
85: 底层
86: 调整层
87: 精加工层
90: 装饰构件
91: 基材
92: 密合层
93: 倾斜层
94: 硬化层
95: 底倾斜层
96: 底层
97: 调整层
98: 精加工层
Claims (22)
1.一种装饰构件,其特征在于:
其为由基材和形成在基材上的装饰覆膜构成的装饰构件,
装饰覆膜从基材侧起层叠底层和精加工层而成,
底层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层;
精加工层是由含有Au、显示银色的金属和Cu的合金形成的Au合金层,
在L*a*b*表色系统中,L*为80以上、a*为4~10、b*为9.5~16,在L*C*h表色系统中,h为55~67°。
2.根据权利要求1所述的装饰构件,其特征在于:
所述装饰覆膜进一步包含调整层,且从基材侧起层叠底层、调整层和精加工层而成;
调整层具有交替层叠有Au合金层和碳氮化物层的层叠结构,所述Au合金层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的,所述碳氮化物层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的。
3.根据权利要求2所述的装饰构件,其特征在于:
所述调整层以一层Au合金层和一层碳氮化物层的层叠结构为一个单元,具有将该单元重复1~2次的层叠结构。
4.根据权利要求1所述的装饰构件,其特征在于:
所述装饰覆膜进一步包含硬化层,且从基材侧起层叠硬化层、底层和精加工层而成;
硬化层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层。
5.根据权利要求4所述的装饰构件,其特征在于:
所述装饰覆膜进一步包含密合层,且从基材侧起层叠密合层、硬化层、底层和精加工层而成;
密合层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属形成的Ti合金层。
6.根据权利要求4所述的装饰构件,其特征在于:
所述装饰覆膜进一步包含密合层,且从基材侧起层叠密合层、硬化层、底层和精加工层而成;
密合层是任选含有氧的由Ti形成的Ti层。
7.根据权利要求5或6所述的装饰构件,其特征在于:
所述装饰覆膜进一步包含倾斜层,且从基材侧起层叠密合层、倾斜层、硬化层、底层和精加工层而成;
倾斜层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的氮化物形成的氮化物层,氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加。
8.根据权利要求7所述的装饰构件,其特征在于:
所述装饰覆膜进一步包含底倾斜层,且从基材侧起层叠密合层、倾斜层、硬化层、底倾斜层、底层和精加工层而成;
底倾斜层是由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层,碳氮化物中的氮量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而减少,碳氮化物中的碳量在装饰覆膜的厚度方向随着远离基材而增加。
9.根据权利要求1~6中任一项所述的装饰构件,其特征在于:
在所述底层中,将由选自Nb和Ta的至少一种以及Ti构成的金属、氮和碳的总量设为100质量%时,以总计为22~66质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以20~50质量%的量含有Ti、以7~19质量%的量含有氮、以4~15质量%的量含有碳。
10.根据权利要求1~6中任一项所述的装饰构件,其特征在于:
所述精加工层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的Au合金层,
在所述精加工层中,将Au、Pd和Cu的总量设为100质量%时,以62~90质量%的量含有Au、以2.5~17质量%的量含有Pd、以5~21质量%的量含有Cu。
11.根据权利要求2或3所述的装饰构件,其特征在于:在调整层中的Au合金层中,将Au、Pd和Cu的总量设为100质量%时,以62~90质量%的量含有Au、以2.5~17质量%的量含有Pd、以5~21质量%的量含有Cu。
12.根据权利要求2或3所述的装饰构件,其特征在于:在调整层中的碳氮化物层中,将由选自Nb和Ta的至少一种以及Ti构成的金属、氮和碳的总量设为100质量%时,以总计为22~66质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以20~50质量%的量含有Ti、以7~19质量%的量含有氮、以4~15质量%的量含有碳。
13.根据权利要求5所述的装饰构件,其特征在于:
在所述密合层中,将选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的总量设为100质量%时,以总计为25~75质量%的量含有选自Nb和Ta的至少一种、以25~75质量%的量含有Ti。
14.根据权利要求1~6中任一项所述的装饰构件,其特征在于:
所述装饰覆膜的厚度为0.3~3.0μm。
15.根据权利要求1~6中任一项所述的装饰构件,其特征在于:
所述显示银色的金属为选自Pd、Pt和Rh中的至少一种。
16.根据权利要求1~6中任一项所述的装饰构件,其特征在于:
所述精加工层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的Au合金层。
17.根据权利要求1~6中任一项所述的装饰构件,其中,在所述精加工层的通过X射线衍射测定而得到的衍射图案中,观察到相当于[100]面和/或[211]面的峰。
18.一种装饰构件的制造方法,其特征在于:
其为由基材和形成在基材上的装饰覆膜构成的装饰构件的制造方法,
装饰覆膜从基材侧起层叠底层和精加工层而成,
该方法包括:
底层层叠工序,在基材上层叠作为由含有选自Nb和Ta的至少一种以及Ti的金属的碳氮化物形成的碳氮化物层的底层;以及,
精加工层层叠工序,在层叠有底层的基材上层叠作为由含有Au、显示银色的金属和Cu的合金形成的Au合金层的精加工层,
所述装饰构件在L*a*b*表色系统中,L*为80以上、a*为4~10、b*为9.5~16,在L*C*h表色系统中,h为55~67°。
19.根据权利要求18所述的装饰构件的制造方法,其特征在于:
所述显示银色的金属为选自Pd、Pt和Rh中的至少一种。
20.根据权利要求18或19所述的装饰构件的制造方法,其特征在于:
所述精加工层是由含有Au、Pd和Cu的合金形成的Au合金层。
21.根据权利要求18或19所述的装饰构件的制造方法,其特征在于:
进一步包括对所述装饰构件实施退火处理的工序。
22.根据权利要求21所述的装饰构件的制造方法,其特征在于:所述退火处理的温度为200~500℃。
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