CN109267026B - 一种钛基底着多重及图案化颜色的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钛基底着多重及图案化颜色的方法，在腔室真空度为预设的高压环境下，通过磁控溅射仪向钛基底上采用ZnO进行第一层溅射，溅射时长为t1，溅射厚度为h1，完成第一层着色；在第一层着色的基础上，再采用MoS2进行第二层溅射，溅射时长为t2，溅射厚度为h2，颜色转变为目标色；通过控制溅射时长t1和t2，溅射厚度h1和h2，以及溅射的区域，实现不同颜色的图案化。本发明可在钛基底上沉积多层膜，进而进行颜色调控，加掩膜板，可以实现图案化，且易于实现，利于大规模推广。
Description
技术领域
本发明涉及金属着色技术领域，具体为一种钛基底着多重及图案化颜色的方法。
背景技术
金属着色在金属保护、环境材料、艺术品、可视化建筑材料的制备等方面具有重要意义。金属着色可以直接在金属表面上进行；也可以在金属表面热氧化或阳极化后得到氧化膜层或电镀上适当的镀层后再进行。金属着色处理工艺主要有：①热处理着色工艺；②化学氧化着色工艺③电化学着色工艺。
金属钛是银白色的金属，它具有许多优良性能，金属钛机械强度与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。金属钛耐高温，熔点1942K。钛、钛合金是极其重要的轻质结构材料，它们的优良性能使其在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。
金属钛有强的耐酸碱腐蚀能力，可以抵抗强酸甚至王水的作用，表现出很强的抗腐蚀性能。因此，通过化学法在钛表面形成氧化层而着色的方法常常需要很高的电压及很强的酸性电解液，不利于大规模推广。
同时，传统着色工艺、电化学，激光，难以在同一基底上沉积两种颜色，对于图案化的美学应用是一个限制，同时限制其在其它方向的可控应用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可在钛基底上沉积多层膜，进而进行颜色调控，且易于实现，利于大规模推广的钛基底着多重及图案化颜色的方法。技术方案如下：
一种钛基底着多重及图案化颜色的方法，在腔室真空度为预设的高压环境下，通过磁控溅射仪向钛基底上采用ZnO进行第一层溅射，溅射时长为t1，溅射厚度为h1，完成第一层着色；在第一层着色的基础上，再采用MoS2进行第二层溅射，溅射时长为t2，溅射厚度为h2，颜色转变为目标色；通过控制溅射时长t1和t2，溅射厚度h1和h2，以及溅射的区域，实现不同颜色的图案化。
进一步的，所述溅射时长t1为3分钟，溅射厚度h1为30nm时，第一层着色为棕色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为淡绿色。
更进一步的，所述溅射时长t1为5分钟，溅射厚度h1为50nm时，第一层着色为紫色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为黄色。
更进一步的，所述溅射时长t1为10分钟，溅射厚度h1为100nm时，第一层着色为黄色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为紫色。
更进一步的，所述溅射时长t1为15分钟，溅射厚度h1为150nm时，第一层着色为橙色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为绿色。
更进一步的，所述溅射时长t1为20分钟，溅射厚度h1为200nm时，第一层着色为蓝色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为橙色。
更进一步的，所述溅射时长t1为25分钟，溅射厚度h1为250nm时，第一层着色为紫色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为黄色。
更进一步的，所述钛基底面积直径为0.1-10cm，厚度为0.1-3cm，距离靶8cm；溅射功率为100W，所用靶材直径6cm，厚度5mm。
更进一步的，第一层溅射完成后，在溅射面上增设带有目标图案的掩膜板，再进行第二层溅射。
更进一步的，所述磁控溅射仪为沈科仪450型多靶磁控溅射仪。
本发明的有益效果是：本发明可在钛基底上沉积多层膜，进而进行颜色调控，加掩膜板，可以实现图案化，且易于实现，利于大规模推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。本发明提出一种钛基底着多重及图案化颜色的方法，利用磁控溅射，可在钛基底上沉积多层膜，进而进行颜色调控。加掩膜板，可以实现图案化。在腔室真空度5×105pa的环境下，通过磁控溅射仪向钛基底上采用ZnO进行第一层溅射，溅射时长为t1，溅射厚度为h1，完成第一层着色；在第一层着色的基础上，再采用MoS2进行第二层溅射，溅射时长为t2，溅射厚度为h2，颜色转变为目标色；通过控制溅射时长t1和t2，溅射厚度h1和h2，以及溅射的区域，实现不同颜色的图案化。
实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材直径6cm，厚度5mm。钛基底面积直径.0.1-10cm，厚度0.1-3cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，厚度30-250nm；第二层材料为MoS2，厚度为50nm。
实施实例1：实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间3分钟，厚度30nm，颜色棕色；沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为淡绿色。
实施实例2：实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间5分钟，厚度50nm，颜色紫色；沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为黄色。
实施实例3：实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间10分钟，厚度100nm，颜色黄色；沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为紫色。
实施实例4：实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间15分钟，厚度150nm，颜色橙色；沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为绿色。
实施实例5：实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间20分钟，厚度200nm，颜色蓝色；沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为橙色。
实施实例6：
实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间25分钟，厚度250nm，颜色紫色；沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为黄色。
实施实例7：
实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间10分钟，厚度100nm，颜色黄色；加掩膜板，尺寸为1×0.5cm沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为紫色。掩膜板为条纹状时呈黄/紫交替条纹。
实施实例8：
实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间15分钟，厚度150nm，颜色橙色；加掩膜板，尺寸为1×0.5cm沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为绿色。掩膜板为条纹状时呈橙/绿交替条纹。
实施实例9：实验仪器采用沈科仪450型多靶磁控溅射仪，基片距离靶8cm，溅射功率100W，所用靶材(ZnO，MoS2)直径6cm，厚度5mm。钛基底面积1×2cm，厚度0.1cm，腔室真空度5×105pa，第一层所用材料为ZnO，溅射时间20分钟，厚度200nm，颜色蓝色；加掩膜板，尺寸为1×0.5cm沉积第二层材料MoS2，时间5分钟，厚度50nm，颜色转变为橙色。掩膜板为条纹状时呈蓝/橙交替条纹。
Claims (10)
1.一种钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，在腔室真空度为预设的高压环境下，通过磁控溅射仪向钛基底上采用ZnO进行第一层溅射，溅射时长为t1，溅射厚度为h1，完成第一层着色；在第一层着色的基础上，再采用MoS2进行第二层溅射，溅射时长为t2，溅射厚度为h2，颜色转变为目标色；通过控制溅射时长t1和t2，溅射厚度h1和h2，以及溅射的区域，实现不同颜色的图案化。
2.根据权利要求1所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，所述溅射时长t1为3分钟，溅射厚度h1为30nm时，第一层着色为棕色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为淡绿色。
3.根据权利要求1所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，所述溅射时长t1为5分钟，溅射厚度h1为50nm时，第一层着色为紫色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为黄色。
4.根据权利要求1所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，所述溅射时长t1为10分钟，溅射厚度h1为100nm时，第一层着色为黄色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为紫色。
5.根据权利要求1所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，所述溅射时长t1为15分钟，溅射厚度h1为150nm时，第一层着色为橙色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为绿色。
6.根据权利要求1所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，所述溅射时长t1为20分钟，溅射厚度h1为200nm时，第一层着色为蓝色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为橙色。
7.根据权利要求1所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，所述溅射时长t1为25分钟，溅射厚度h1为250nm时，第一层着色为紫色；溅射时长t2为5分钟，溅射厚度h2为50nm时，目标色为黄色。
8.根据权利要求1-7任一项所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，所述钛基底面积直径为0.1-10 cm，厚度为0.1-3 cm，距离靶8 cm；溅射功率为100 W，所用靶材直径6 cm，厚度5 mm。
9.根据权利要求1-7任一项所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，第一层溅射完成后，在溅射面上增设带有目标图案的掩膜板，再进行第二层溅射。
10.根据权利要求1-7任一项所述的钛基底着多重及图案化颜色的方法，其特征在于，所述磁控溅射仪为沈科仪450型多靶磁控溅射仪。
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