CN218969344U - 铝合金制品 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于铝合金材料技术领域，具体涉及一种铝合金材料及铝合金制品。所述铝合金材料包括：铝合金基材层、附着于所述铝合金基材层表面至少部分区域的打底层、以及附着于所述打底层表面上的层叠层；所述层叠层包括n个复合层，其中，n≥4；所述复合层包括Si3N4层和附着于所述Si3N4层表面上的SiO2层。相较于现有技术中的铝合金材料，通过铝合金基材层、打底层和层叠层之间的有效配合，使得本实用新型中的铝合金材料该铝合金不仅具备较优异的耐磨、抗腐蚀性能，同时具备亮度高、饱和色域优的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于铝合金制品技术领域，具体涉及铝合金制品。
背景技术
铝及铝合金在使用前需要经过阳极氧化处理，常见的阳极氧化处理的方式为：将待处理的原料件置于电解液中(常见的电解液为酸性溶液，其主要成分为含氧酸)，以铝或铝合金的制品作为阳极，以铅或纯铝作为阴极，在外加电流的作用下，在待处理的原料件的表面生成氧化膜。
经氧化处理后的铝或铝合金原料，通常需要再进行着色处理。铝合金上氧化膜的工业着色原理通常利用氧化膜上的多孔结构吸附染色剂，从而使着色后的着色件呈现出饱和度较低的颜色。
上述的处理方式存在以下缺点：
着色件的工艺耐磨性差：染色剂分子通常在吸附作用下浸入氧化膜的膜孔中，然而由于染色剂分子尺寸较大仅能够附着在膜孔顶端附近，无法有效充分浸入膜孔，导致染色剂和氧化膜的结合性能较差。
着色件的颜色饱和度差：铝合金基体对可见光有较高的反射率，这一定程度上影响了铝合金氧化膜的颜色。较厚的纳米级氧化多孔膜在可见光范围内呈现出明亮的颜色；其与钛合金氧化膜在光的干涉作用下五彩斑斓的显色原理及效果不同。铝与氧的亲和性较低以至于铝的氧化物对光的折射率较低，导致该类铝合金制品的色彩饱和度过低，其无法直接应用在实际生活与生产中。
CN113316333 A公开了一种电子设备壳体及其制作方法和电子设备，其采用金属材料碳化铬/铬作为膜层，此技术所获取铝合金制品颜色亮度及饱和度均无法满足日益提高的要求；此外该材料在成品测试中，其抗腐蚀性能同样难以达到要求。
因此，急需提供一种耐磨、耐腐蚀并且效果色彩优异的铝合金材料。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的铝合金亮度低、饱和色域差、不耐磨、抗腐蚀性能差的问题，提供一种铝合金材料及铝合金制品。相较于现有技术中的铝合金材料，本实用新型中的铝合金材料通过基材层、打底层和层叠层之间的有效配合，不仅具备较优异的耐磨、抗腐蚀性能，而且具备亮度高、饱和色域优的特点。
为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种铝合金材料，所述铝合金材料包括：铝合金基材层、附着于所述铝合金基材层表面至少部分区域的打底层、以及附着于所述打底层表面上的层叠层；所述层叠层包括n个复合层，其中，n≥4；所述复合层包括Si3N4层和附着于所述Si3N4层表面上的SiO2层。
优选地，所述层叠层的厚度大于300nm。
优选地，每个所述Si3N4层的厚度为20-100nm。
优选地，每个所述SiO2层的厚度为50-150nm。
优选地，所述层叠层的厚度为300-1000nm。
优选地，SiO2层的总厚度不低于Si3N4层的总厚度。
优选地，所述打底层选自铝层和铌层中的至少一层。
优选地，所述打底层的厚度为50-100nm。
优选地，所述铝合金材料还包括设置在所述层叠层的外表面上的SiON保护层。
优选地，所述铝合金材料中，所述SiO2层的总厚度为H1，所述层叠层的厚度为H2，H1：H2为1.5-2.5:3。
优选地，所述铝合金基材层的表面粗糙度为2-3.5μm。
本实用新型第二方面提供一种铝合金制品，所述铝合金制品含有前述的铝合金材料。
通过上述技术方案，本实用新型提供的铝合金材料及铝合金制品获得以下有益的效果：
本实用新型通过在基材层上沉积打底层，一方面增强了产品的遮蔽性和颜色饱和度，另一方面提升了颜色膜与铝合金基底的结合稳定性。本实用新型通过采用SiO2和Si3N4非金属材料镀制出特定颜色值的超硬薄膜，使铝合金材料具有高亮度和饱和色域；同时兼顾高耐磨、抗腐蚀的优点。解决了现有技术中的铝合金材料无法同时兼顾金色彩、耐磨性和耐腐蚀性等的问题。
附图说明
图1是本实用新型提供的铝合金材料的结构示意图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本实用新型第一方面提供一种铝合金材料，所述铝合金材料包括：铝合金基材层、附着于所述铝合金基材层表面至少部分区域的打底层、以及附着于所述打底层表面上的层叠层；所述层叠层包括n个复合层，其中，n≥4；所述复合层包括Si3N4层和附着于所述Si3N4层表面上的SiO2层。
本实用新型中所称的铝合金基材层选自6061-6063系铝合金。
本实用新型中，所述复合层的个数n≥4。层叠层中通过设置多个复合层，能够有效提高产品耐磨性能。
如图1所示，铝合金材料自下而上依次包括：铝合金基材层、Nb打底层、第一Si3N4层、第一SiO2层、第二Si3N4层、第二SiO2层、第三Si3N4层、第三SiO2层、第四Si3N4层和第四SiO2层。
根据本实用新型，所述层叠层的厚度大于300nm。
进一步地，所述层叠层的厚度为300-1000nm。
根据本实用新型，每个所述Si3N4层的厚度为20-100nm。
根据本实用新型，每个所述SiO2层的厚度为50-150nm。
进一步地，SiO2层的总厚度不低于Si3N4层的总厚度。
本实用新型中，通过调控层叠层的厚度能够提升产品耐磨性能。通过调节Si3N4层的厚度和SiO2层的厚度能够调节产品的颜色。
根据本实用新型，所述打底层选自铝层和铌层中的至少一层。
在本实用新型的一些实施方式中，所述打底层为铝层。
在本实用新型的另一些实施方式中，所述打底层为铌层。
在本实用新型的又一些实施方式中，所述打底层为铝层和铌层的混合层，所述打底层可以是设置在铝合金基材层表面的铝层以及设置在铝层表面的铌层，也可以是设置在铝合金基材层表面的铌层以及设置在铌层表面的铝层。
本实用新型中，打底层选用上述的金属材料能够增强样品的遮蔽性和颜色饱和度。
根据本实用新型，所述打底层的厚度为50-100nm。
本实用新型通过调控打底层的厚度能够改变样品的遮蔽性。
根据本实用新型，所述铝合金材料还包括设置在所述层叠层的外表面上的SiON保护层。
本实用新型通过在层叠层的外表面上沉积SiON保护层，能够进一步提高产品的耐磨性。
根据本实用新型，所述铝合金材料中，所述SiO2层的总厚度为H1，所述层叠层的厚度为H2，H1：H2为1.5-2.5:3，优选为2:3。
本实用新型中通过调节铝合金材料中SiO2与Si3N4和可选的SiON的厚度比，能够提升耐磨性能。
本实用新型提供的铝合金材料可以通过以下方法制得，其包括以下具体步骤：
(1)将铝合金基材层进行磨砂处理、清洁处理，得到清洁处理件；
(2)在所述清洁处理件表面上至少部分区域进行第一沉积，形成打底层；
(3)在所述打底层的表面上进行第二沉积，形成层叠层；
其中，所述第二沉积的步骤包括：
(3-1)在沉积Si3N4的条件下，沉积Si3N4层；
(3-2)在沉积SiO2的条件下，沉积SiO2层；
(3-3)依次重复步骤(3-1)和(3-2)n-1次。
根据本实用新型，n≥4。本实用新型中，第二沉积的步骤描述如下：(a)在沉积Si3N4的条件下，在打底层的表面上沉积Si3N4层；(b)在沉积SiO2的条件下，在步骤(a)形成的Si3N4层的表面上沉积SiO2层。例如当n＝2时，(c)在沉积Si3N4的条件下，在步骤(c)形成的SiO2层的表面上沉积Si3N4层；(d)在沉积SiO2的条件下，在步骤(c)形成的Si3N4层的表面上沉积SiO2层。可以根据n取值的不同依次重复步骤(3-1)和(3-2)。
根据本实用新型，打底层的厚度、层叠层的厚度、每个Si3N4层的厚度以及每个SiO2层的厚度请参见前面的描述，在此不再赘述。
本实用新型中，第一沉积的方式为磁控溅射；所述沉积Si3N4层的方式为磁控溅射。
根据本实用新型，所述沉积Si3N4的条件包括：真空度为(3±0.5)×10-3Pa，功率为8-10kW；优选地，所述沉积Si3N4的条件还包括第一溅射气氛，所述第一溅射气氛的流量为250-300sccm。本实用新型中，沉积Si3N4的第一溅射气氛由氮气提供。
根据本实用新型，所述沉积SiO2层的方式为磁控溅射。
根据本实用新型，所述沉积SiO2的条件包括：真空度为(3±0.5)×10-3Pa，功率为8-10kW。
根据本实用新型，所述沉积SiO2的条件还包括第二溅射气氛，所述第二溅射气氛的流量为250-300sccm。沉积SiO2的第二溅射气氛由氧气提供。
根据本实用新型，所述打底层的材料选自铝和/或铌。所述沉积打底层的方式为磁控溅射。
根据本实用新型，所述沉积打底层的条件包括：真空度为(3±0.5)×10-3Pa，功率为8-10kW。
根据本实用新型，所述清洁处理的方式包括离子源轰击清洗。
根据本实用新型，所述离子源轰击清洗的条件包括：真空度为(3±0.5)×10-3Pa，时间为1-3min。
根据本实用新型，所述离子源轰击清洗的保护气选自氩气、氧气和氮气的至少一种。
根据本实用新型，所述保护气的流量为250-300sccm。
本实用新型中，通过采用清洁处理能够去除样品表面污渍以及杂气分子基团的团聚，保证镀膜面的整洁有利于膜层结合。
根据本实用新型，所述方法还包括在所述层叠层的外表面上沉积SiON保护层。
根据本实用新型，所述沉积SiON保护层的方式为磁控溅射。
根据本实用新型，所述沉积SiON保护层的条件包括：真空度为(3±0.5)×10-3Pa，功率为6-10kW。
根据本实用新型，所述沉积SiON保护层的条件还包括第三溅射气氛，所述第三溅射气氛的流量为280-300sccm。
本实用新型中，第三溅射气氛由N2和O2的混合气提供，N2和O2的体积比为1:1。
本实用新型第二方面提供一种铝合金制品，所述铝合金制品含有前述第一方面所述的铝合金材料。
根据本实用新型，所述的铝合金制品包括平板或手机中框。
根据本实用新型，含有所述铝合金材料的所述铝合金制品的耐磨性能优异并且颜色炫丽，色彩饱满。
在一些优选地实施方式中，采用磁控溅射方式制备铝合金材料的制备方法作如下描述：
1、对铝合金基材层进行阳极、磨砂、抛光、切割。
2、当磁控溅射机中镀膜腔室真空度达到2.5×10-3Pa-3.5×10-3Pa时，通入Ar2，气体流量250-300sccm，当气体流动稳定后，打开离子源，对铝合金基材层表面进行清洁处理，时长为1-3min。
3、离子源继续工作，开启Nb靶材的溅射电源，功率8-10kW，沉积打底层，打底层的厚度为50-100nm；
4、离子源持续工作，充入N2，流量250-300sccm，同时开启Si靶材的溅射电源，功率8-10kW，Si3N4层的厚度为20-100nm；
5、关闭N2，打开O2，流量250-300sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度50-150nm；
根据工艺的需要依次重复步骤4和步骤5，制得铝合金材料。
作为本实用新型进一步的优选方案，所述方法还包括在所述层叠层的外表面上沉积SiON保护层。
沉积SiON保护层的步骤为打开N2，打开O2，混合气体总流量为250-200sccm，N2和O2气体体积流量比为1:1，同时开启Si靶材的溅射电源，功率6-10kW，SiON层的厚度为20-100nm。
镀膜完成后，关闭靶电源，关闭离子源电源，随后关闭入气口，停止转架转动，待工件降温后，开启冷冻机除霜，充气开启真空室舱门取出制品。
以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。以下实施例中，除非特别说明，所用试剂均为工业市售品。
以下为本实用新型中涉及到性能参数的测试方法：
(1)振动耐磨测试：
准备测试样品组装成整机或配重成整机，测试样品结构完整；放入震动耐磨仪(型号：Rosler振动耐磨试验机)中测试。每次最多放入2台机器，不得碰撞。
测试流程如下：(不包括空磨准备过程)
1)向振动槽中均匀地倒入1L水；
2)再均匀地倒200mL稀释后的洗涤剂(Rosler detergent FC120)；
3)将测试样品编号，统一头部朝上插入磨粒中，保证机身至少一半没入磨粒中；
4)开启振动耐磨机；
5)30分钟后取出测试样品；
6)清洁并查看样品外观，拍照记录；(观测点30min)
7)向振动槽中均匀地倒入500mL水；
8)将测试样品统一头部朝下插入磨粒中，保证机身至少一半没入磨粒中；
9)开启振动耐磨机；
10)30分钟后取出测试样品；
11)清洁并查看样品外观，拍照记录；(观测点60min)
12)向振动槽中均匀地倒入500mL水；
13)将测试样品统一头部朝上插入磨粒中，保证机身至少一半没入磨粒中；
14)重复步骤(4)-步骤(11)，分别在第90min和第120min时取出样品，观察并拍照记录；
测试前及整个测试过程中，磨粒均需保持湿润状态，在测试前先加水。测试时所使用的清洁剂(Rosler detergent FC120)需用水稀释后使用，稀释比为1:50(按体积计，1份清洁剂配50份水)。
测试标准：
a、0.5H试验后，产品大面和边角均无明显磨损和碰伤；
b、1H试验后，宽度0.3mm以下颜色相同的线性磨损不计；碰撞产生的点状磨损
c、面积1mm×1mm以下合格；宽度0.3mm以下有明显异色的线性磨损允许连续不超过20mm；宽度0.3-1.0mm的线性磨损允许连续不超过10mm；非连续性磨损长度的总和不超过40mm；点状磨损面积不超过1mm×1mm；线性磨损宽度超过1.0mm不接受；
d、2H试验后，连续锯齿磨损不超10mm；锯齿定义：线性磨损区域有两个以上位置宽度在1-1。
(2)盐雾测试：
测试采用的试剂为5wt％的NaCl，pH值为7；试验槽温度：35℃±1℃；测试时间：48h。实验后用清水清洗测试样品，并在60℃条件下烘干。测试合格的产品应该满足以下条件：膜层无腐蚀、起泡、褪色等异常。
除此外其他一般测试如百格测试、人工汗测试、恒温恒湿测试等对于炫彩铝合金来说测试条件较为温和。
(3)元素分析：EDS元素分析使用TESCAN聚焦离子束扫描电镜LYRA3。
(4)亮度测试：使用爱色丽Xrite色差仪Ci7600。
(5)铅笔硬度：将试验品向上放置并且固定，将铅笔与试验品成45°角用力划，不要使铅芯折断，向试验品前方以1cm/s的速度均匀划过，反复进行5次。当低硬度铅笔划过无损后，则使用更高硬度铅笔进行实验。
实施例1
1、将铝合金基材层进行磨砂处理直至粗糙度达到3μm、清洁处理表面脏污进行阳极氧化，阳极氧化处理的阳极电压为12V，处理时间大约在1H，阳极氧化膜膜厚30μm，不封孔；
2、当磁控溅射机中镀膜腔室真空度达到3×10-3Pa时，通入Ar2，气体流量300sccm，当气体流动稳定后，打开离子源，对步骤1得到的铝合金基材层的表面进行清洁处理洗，时长为1min，得到处理后的铝合金基材层；
3、离子源继续工作，开启Nb靶材的溅射电源，功率8kW，在处理后的铝合金基材层表面沉积打底层，打底层的厚度为50nm；
4、离子源持续工作，充入N2，气体流量280sccm，同时开启Si靶材的溅射电源，功率8kW，Si3N4层的厚度为63nm；
5、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为154nm；
6、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为68nm；
7、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为123nm；
8、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为25nm；
9、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为55nm；
10、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为17nm；
11、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为116nm；
12、镀膜完成后，关闭靶电源，关闭离子源电源，随后关闭入气口，停止转架转动，待工件降温后，开启冷冻机除霜，充气开启真空室舱门取出制品。
对制得的铝合金材料进行测试，测试结果见表1。
实施例2
按照实施例1的方法制备铝合金材料，不同的是，打底层的厚度为100nm。
实施例3
1、将铝合金基材层进行磨砂处理后粗糙度达到3μm、清洁处理表面脏污进行阳极氧化，阳极氧化处理的阳极电压为12V，处理时间大约在1H，阳极氧化膜膜厚30μm，不封孔；
2、当磁控溅射机中镀膜腔室真空度达到3×10-3Pa时，通入Ar2，气体流量300sccm，当气体流动稳定后，打开离子源，对步骤1得到的铝合金基材层表面进行清洁处理洗，时长为1min，得到处理后的铝合金基材层；
3、离子源继续工作，开启Nb靶材的溅射电源，功率8kW，在处理后的铝合金基材层表面沉积打底层，打底层的厚度为100nm；
4、离子源持续工作，充入N2，气体流量280sccm，同时开启Si靶材的溅射电源，功率8kW，Si3N4层的厚度为69.3nm；
5、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为150nm；
6、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为75nm；
7、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为146nm；
8、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为27nm；
9、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为72nm；
10、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为19nm；
11、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为151nm；
12、镀膜完成后，关闭靶电源，关闭离子源电源，随后关闭入气口，停止转架转动，待工件降温后，开启冷冻机除霜，充气开启真空室舱门取出制品。
实施例4
1、将铝合金基材层进行磨砂处理后粗糙度达到3μm、清洁处理表面脏污进行阳极氧化，阳极氧化处理的阳极电压为12V，处理时间大约在1H，阳极氧化膜膜厚30μm，不封孔；
2、当磁控溅射机中镀膜腔室真空度达到3×10-3Pa时，通入Ar2，气体流量300sccm，当气体流动稳定后，打开离子源，对步骤1得到的铝合金基材层的表面进行清洁处理洗，时长为1min，得到处理后的铝合金基材层；
3、离子源继续工作，开启Nb靶材的溅射电源，功率8kW，在处理后的铝合金基材层表面沉积打底层，打底层的厚度为100nm；
4、离子源持续工作，充入N2，气体流量280sccm，同时开启Si靶材的溅射电源，功率8kW，Si3N4层的厚度为101nm；
5、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为170nm；
6、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为109nm；
7、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为135nm；
8、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为40nm；
9、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为61nm；
10、关闭O2，打开N2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积Si3N4膜层，Si3N4层的厚度为27nm；
11、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为123nm；
12、镀膜完成后，关闭靶电源，关闭离子源电源，随后关闭入气口，停止转架转动，待工件降温后，开启冷冻机除霜，充气开启真空室舱门取出制品。
对比例1
按照实施例1的方法制备铝合金材料，不同的是，n＝2。
1、将铝合金基材层进行磨砂处理后粗糙度达到3μm、清洁处理表面脏污进行阳极氧化，阳极氧化处理的阳极电压为12V，处理时间大约在1H，阳极氧化膜膜厚30μm，不封孔；
2、当磁控溅射机中镀膜腔室真空度达到3×10-3Pa时，通入Ar2，气体流量300sccm，当气体流动稳定后，打开离子源，对步骤1得到的铝合金基材层表面进行清洁处理洗，时长为1min，得到处理后的铝合金基材层；
3、离子源继续工作，开启Nb靶材的溅射电源，功率8kW，在处理后的铝合金基材层表面沉积打底层，打底层的厚度为100nm；
4、离子源持续工作，充入N2，气体流量280sccm，同时开启Si靶材的溅射电源，功率8kW，Si3N4层的厚度为80nm；
5、关闭N2，打开O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为150nm；
对比例2
1、将铝合金基材层进行磨砂处理后粗糙度达到3μm、清洁处理表面脏污进行阳极氧化，阳极氧化处理的阳极电压为12V，处理时间大约在1H，阳极氧化膜膜厚30μm，不封孔；
2、当磁控溅射机中镀膜腔室真空度达到3×10-3Pa时，通入Ar2，气体流量300sccm，当气体流动稳定后，打开离子源，对步骤1得到的铝合金基材层的表面进行清洁处理洗，时长为1min，得到处理后的铝合金基材层；
3、离子源继续工作，开启Nb靶材的溅射电源，功率8kW，在处理后的铝合金基材层表面沉积打底层，打底层的厚度为100nm；
4、离子源持续工作，充入O2，气体流量280sccm，同时开启Nb靶材的溅射电源，功率8kW，Nb2O5层的厚度为44nm；
5、关闭Nb靶材，持续通入O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为154nm；
6、离子源持续工作，充入O2，气体流量280sccm，同时开启Nb靶材的溅射电源，功率8kW，Nb2O5层的厚度为48nm；
7、关闭Nb靶材，持续通入O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为123nm；
8、离子源持续工作，充入O2，气体流量280sccm，同时开启NB靶材的溅射电源，功率8kW，Nb2O5层的厚度为18nm；
9、关闭Nb靶材，持续通入O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为55nm；
10、离子源持续工作，充入O2，气体流量280sccm，同时开启NB靶材的溅射电源，功率8kW，Nb2O5层的厚度为12nm；
11、关闭Nb靶材，持续通入O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为116nm；
12、镀膜完成后，关闭靶电源，关闭离子源电源，随后关闭入气口，停止转架转动，待工件降温后，开启冷冻机除霜，充气开启真空室舱门取出制品。
对比例3
1、将铝合金基材层进行磨砂处理后粗糙度达到3μm、清洁处理表面脏污进行阳极氧化，阳极氧化处理的阳极电压为12V，处理时间大约在1H，阳极氧化膜膜厚30μm，不封孔；
2、当磁控溅射机中镀膜腔室真空度达到3×10-3Pa时，通入Ar2，气体流量300sccm，当气体流动稳定后，打开离子源，对步骤1得到的铝合金基材层表面进行清洁处理洗，时长为1min，得到处理后的铝合金基材层；
3、离子源继续工作，开启Nb靶材的溅射电源，功率8kW，在处理后的铝合金基材层表面沉积打底层，打底层的厚度为100nm；
4、离子源持续工作，充入O2，气体流量280sccm，同时开启Ti靶材的溅射电源，功率8kW，TiO2层的厚度为48nm；
5、关闭Ti靶材，持续通入O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为123nm；
6、离子源持续工作，充入O2，气体流量280sccm，同时开启Ti靶材的溅射电源，功率8kW，TiO2层的厚度为50nm；
7、关闭Ti靶材，持续通入O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为98nm；
8、离子源持续工作，充入O2，气体流量280sccm，同时开启Ti靶材的溅射电源，功率8kW，TiO2层的厚度为19nm；
9、关闭Ti靶材，持续通入O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为44nm；
10、离子源持续工作，充入O2，气体流量280sccm，同时开启Ti靶材的溅射电源，功率8kW，TiO2层的厚度为13nm；
11、关闭Ti靶材，持续通入O2，气体流量280sccm，Si靶材的溅射电源保持开通，沉积SiO2膜层，SiO2层的厚度为93nm；
12、镀膜完成后，关闭靶电源，关闭离子源电源，随后关闭入气口，停止转架转动，待工件降温后，开启冷冻机除霜，充气开启真空室舱门取出制品。
测试例
对本实用新型中实施例和对比例中制得的铝合金材料进行亮度测试。分别对黄绿色、蓝紫色和浅黄色样品进行测试，测试结果见表2。
下表中，Wt％为质量百分比；wt％sigma为光谱分析法的单位；At％为原子百分含量单位。
表1
表2
| 颜色 | 亮度 | 耐磨性能 | 盐雾测试 | 铅笔硬度 | |
| 实施例1 | 黄绿 | 75 | OK | OK | 9H |
| 实施例2 | 黄绿 | 78 | OK | OK | 9H |
| 实施例3 | 蓝紫 | 68 | OK | OK | 9H |
| 实施例4 | 浅黄 | 82 | OK | OK | 9H |
| 对比例1 | 深蓝 | 55 | NG | NG | 4H |
| 对比例2 | 浅黄 | 83 | NG | NG | 7H |
| 对比例3 | 浅黄 | 84 | NG | NG | 6H |
表2中，OK表示合格，NG表示不合格。
从表2中可知，本实用新型的铝合金材料具有更优异的耐磨性能，且具有更高的硬度。使用除氮化硅外的氧化钛及氧化铌材料，虽然制得样品颜色可观，但其性能测试难以通过。本实用新型中的产品与传统铝合金阳极后染色后相比，色彩的亮度和饱和度更是进一步提高。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种铝合金制品，其特征在于，所述铝合金制品包括：铝合金基材层、附着于所述铝合金基材层表面至少部分区域的打底层、以及附着于所述打底层表面上的层叠层；所述层叠层包括n个复合层，其中，n≥4；所述复合层包括Si3N4层和附着于所述Si3N4层表面上的SiO2层。
2.根据权利要求1所述的铝合金制品，其特征在于，所述层叠层的厚度大于300nm；
每个所述Si3N4层的厚度为20-100nm；
每个所述SiO2层的厚度为50-150nm。
3.根据权利要求2所述的铝合金制品，其特征在于，所述层叠层的厚度为300-1000nm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的铝合金制品，其特征在于，SiO2层的总厚度不低于Si3N4层的总厚度。
5.根据权利要求1所述的铝合金制品，其特征在于，所述打底层选自铝层和铌层中的至少一层。
6.根据权利要求1或5所述的铝合金制品，其特征在于，所述打底层的厚度为50-100nm。
7.根据权利要求1所述的铝合金制品，其特征在于，所述铝合金制品还包括设置在所述层叠层的外表面上的SiON保护层。
8.根据权利要求1或7所述的铝合金制品，其特征在于，所述铝合金制品中，所述SiO2层的总厚度为H1，所述层叠层的厚度为H2，H1：H2为1.5-2.5:3。
9.根据权利要求1所述的铝合金制品，其特征在于，所述铝合金基材层的表面粗糙度为2-3.5μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222635998.5U CN218969344U (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 铝合金制品 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218969344U true CN218969344U (zh) | 2023-05-05 |
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Family Applications (1)
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| CN202222635998.5U Active CN218969344U (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 铝合金制品 |
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| Country | Link |
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| CN (1) | CN218969344U (zh) |
-
2022
- 2022-09-30 CN CN202222635998.5U patent/CN218969344U/zh active Active
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