KR102274981B1 - 장식적 hipims 경질층 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공 코팅 챔버 내로 안내되는 경질의 장식적 층을 갖는 기판의 코팅 방법에 관한 것으로, 상기 경질의 장식적 층은 반응성 HIPIMS-공정에 의해 증착되며, 파워 펄스들의 에너지 함량은 경질의 증착된 층이 균일한 컬러, 높은 평활도 및 경도를 갖도록 제어된다.

Description

장식적 HIPIMS 경질층{DECORATIVE HIPIMS HARDMATERIAL LAYERS}
본 발명은 진공 코팅 챔버 내에서 수행되는 장식용 경질층(decorative hard-material layer)으로 기판을 코팅하는 방법에 관한 것으로, 여기에서 장식용 경질층은 반응성 HIPIMS(High Power Pulse Magnetron Sputtering)-공정에 의해 증착되며, 파워 펄스들(power pulses) 내의 에너지 함량이 조절됨으로써 증착된 경질층은 균일한 컬러(homogeneous color), 높은 평활도(smoothness) 및 높은 경도(hardness)를 갖는다.
미국 특허 US4415421호는 전자 빔 증발에 의한 TiN의 염색 가능한 보호층의 증착 및 금의 증발에 의해 TiN-층의 표면상에 금으로 된 층(gold layer)의 증착을 포함하는 장식적, 금빛 층들(gold-colored layers)의 제조방법을 개시한다.
유럽 특허 EP0201508B1은 금으로 도핑된 금빛 TiN-층들을 개시한다.
독일 특허 DE3134587C2에는 그럼에도 불구하고 실제적인 적용에 있어서 금은 한편으로 매우 고가이며 다른 한편으로는 내마모성이 좋지 않고 따라서 쉽게 손상되기 때문에 금빛 필름 제조용 물질로 적합하지 않다고 기술하고 있다. 따라서 DE3134587C2에서는 금으로 이루어진 금빛 층 대신에 Cu-Sn-Al-합금의 금빛 층을 포함하는 코팅을 이용할 것을 제안한다. 금빛의 Cu-Sn-Al-층은 1차 코팅 및 최종 코팅 사이에 적용된다. 1차 및 최종 코팅들은 DE3134587C2에 따라 구현될 수 있으며 폴리에스터, 아크릴 수지 또는 폴리우레탄 물질의 페인트 컬러가 스프레잉 또는 브러싱에 의해 적용되며 이후 가열되고 건조되어 소정의 두께를 구현한다. 최종 코팅용으로 투명한 페인트 컬러가 사용된다.
코팅 물질로 금을 사용함이 없이 금빛 코팅 제조의 또 다른 가능성이 독일 특허공개 DE3150039A1에 기재되어 있다. DE3150039A1에 따르면 금이 없는 금빛 층은 우수한 내마모성을 보이는 TiN 및 ZrN으로부터 제조된다.
유사하게, DE3731127C2는 Ti, Zr 또는 TiZr-합금의 타겟으로부터 캐소딕 아크 증발(cathodic arc evaporation)에 의해 금빛 층이 증착되는 기판의 장식적 코팅 방법을 제안하며, 이에 의해 코팅이 질소를 포함하는 반응성 분위기에서 수행되며 타겟은 애노드(anode)에 대하여 음의 극성(negative polarity)을 갖는다. DE3731127C2는 TiZr-합금의 타겟 및 질소 가스의 사용에 의하여 TiXZr1 - XN의 조성을 갖는 금빛 층이 제조될 수 있으며 이때 0＜X＜1 이고 컬러 색상(color appearance)이 X에 의해 변화함을 개시한다. 또한 DE3731127C2는 Ti-타겟 및 반응성 가스로 질소를 사용하고 추가적으로 도핑 가스로서 산소 또는 탄소-함유 가스를 사용함으로써 산소 및/또는 탄소로 도핑된 금빛 TiN-층들이 제조될 수 있으며 컬러 색상은 상대적인 도핑 양의 함수로 변화함을 개시한다.
또한, DE3731127C2는 Zr-타겟 및 반응성 가스로 질소를 사용하고 추가적으로 또한 도핑 가스로서 산소 또는 탄소-함유 가스를 사용함으로써 산소 및/또는 탄소로 도핑된 백색 금빛 ZrN-층들이 제조될 수 있으며 이들의 컬러 색상은 상대적인 도핑 양의 함수로 변화함을 개시한다.
유럽 특허 EP1614764B1은 금빛 코팅의 장식적 물체를 개시하며 그것의 컬러는 교호하는 TiN- 및 ZrN-층들의 겹치는 쌍들을 다수 적층함으로써 구현되며, 코팅 내에서 Zr 및 Ti 중량의 합에 대한 Zr의 비율은 50% 내지 80% 사이이다. 이 다층 구조는 한편으로 금 2N18 또는 1N14 또는 3N18에 따른 컬러를 나타내며 다른 한편으로 이 다층 구조는 최외곽 층들이 닳아 없어질 때마다 컬러 색상이 여전히 유지되도록 한다. 또한 EP1614764B1은 물체상에 장식적 층을 증착하는 방법은 바람직하게는 Ti- 및 Zr- 함유 스퍼터링 소스들이 사용되는 스퍼터링 방법이어야 함을 언급한다.
R. Hallmann은 스웨덴의 Luleain 공과 대학교에서 이루어진 그의 석사 논문 "HIPIMS에 의해 증착된 의학적 임프란트에의 TiN 코팅에 관한 연구"에서 HIPIMS에 의해 황금색에서 약간 갈색까지 상이한 컬러 색상을 가지는 TiN-층들을 제조하는데 성공했다고 보고했다. Hallmann은 공극률 및 밀도 등과 같은 여러 코팅 특성들이 컬러 색상에 중요한 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었으며 컬러 색상과 산소 함량 사이의 미미한 상관관계도 또한 발견되었다고 언급했다.
학술지 '표면 및 코팅 기술 116-119 (1999) 278-283'에서 Roquiny는 반응성 스퍼터링 공정을 사용하여 증착된 TiN-층들의 컬러에 대한 질소 흐름의 영향에 대하여 보고했다. Roquiny에 따르면 증착된 TiN-층들의 컬러는 질소 흐름이 증가함에 따라 금속성 회색에서 금색을 지나 약간 갈색의 붉은색으로 변화하였다.
그럼에도 불구하고, 반응성 스퍼터- 또는 HIPIMS- 공정들에 의해 코팅을 하는 경우 균일한 층 컬러(homogeneous layer color)를 제조하는 것은 아직까지 커다란 과제이다.
반응성 스퍼터- 또는 HIPIMS- 공정들에 의해 코팅을 하는 경우 보통 금속성 타겟이 스퍼터 물질 소스로 사용되며 타겟 표면으로부터의 물질과 적어도 부분적으로 타겟 표면의 영역이 상기 물질에 커버되는(become covered) 방식으로 반응하는 적어도 하나의 반응성 가스가 사용되며, 이는 반응으로부터 기인하며 통상적으로 세라믹 물질이다. 커버되는 정도는 공정 파라미터들, 즉 중요하게는 반응성 가스 흐름에 의존한다. 이러한 현상은 보통 타겟 중독(target poisoning)이라 칭해진다. 타겟 표면이 완전히 커버되었을 때, 타겟이 완전히 중독되었다고 말한다.
반응성 스퍼터- 또는 HIPIMS- 공정들에 의해 장식적 층들을 제조하는 경우, 이러한 공정들에서 타겟 중독은 보통 공정 파라미터들에 대하여 히스테리시스 양상을 초래하며 일반적으로 공정 불안정을 가져오기 때문에 근본적으로 타겟 중독은 심각한 문제이다.
따라서, 반응성 스퍼터- 또는 HIPIMS- 공정들에 의해 균일한 층 컬러를 나타내는 장식적 층들의 공업적 제조는 경제적이지 않으며, 만일 커다란 크기를 갖는 코팅 챔버가 사용되는 경우 코팅 챔버를 따라서 분포하는 코팅된 기판들의 코팅 컬러의 불균일성은 매우 크다.
이 외에도, HIPIMS- 공정들을 사용하는 경우 추가적인 문제점이 존재하는데, 이는 사용되는 스퍼터 파워의 맥동 변화(pulsating variation)로 인하여 코팅 공정 동안에 반응성 가스의 분압 변화가 발생하며, 이는 또한 결과물인 층 컬러의 불균일성을 초래한다.
본 발명의 목적은, 한편으로는 코팅된 표면에 내구성 있는 컬러 색상을 부여하며 다른 한편으로는 균일한 컬러 색상을 용이하게 구현할 수 있는 장식적 경질층들을 가지는 기판 표면의 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항에 따른 방법을 제공함으로써 해결된다.
본 발명자는 반응성 HIPIMS-공정들에 의해, 만일 HIPIMS-공정에서 파워 펄스들(power pulses) 및/또는 파워 펄스-시퀀스들(power pulse-sequences)이 타겟 표면에 대하여 적어도 바람직하게는 파워 펄스 당 또는 파워 펄스-시퀀스 당 0.2 J/㎠ 보다 큰 에너지 함량으로 적용되면, 높은 균일성의 컬러 색상을 가지며 매우 높은 경도 및 매우 평탄한 층 표면을 가지는 경질층들을 제조하는 것이 놀랍게도 가능하다는 것을 발견하였으며, 이들 층들은 이들 층 특성들로 인하여 특히 장식적 응용에 매우 적합하다. 우리는 "파워 펄스-시퀀스"라는 용어를 다수의 파워 펄스들의 분출(burst)로 이해한다.
도 4는 본 발명의 범위 내에서 사용되는 용어들의 용이한 이해를 위하여 타겟에서의 가능한 파워 경로들(power courses)을 예시적으로 도시한다.
"타겟 표면에 대하여 에너지 함량을 가지는 파워 펄스 또는 파워 펄스-시퀀스"라는 용어에 따라 우리는 본 발명의 범위 내에서 파워 펄스(1)의 펄스 기간(tPuls) 동안에, 또는 파워 펄스-시퀀스(3)의 시퀀스 기간(tPulssequenz) 동안에 타겟 표면으로 입력되는 에너지 함량으로 이해하며, 타켓 표면은 파워 펄스(1)의 펄스 기간(tPuls) 동안에, 또는 파워 펄스-시퀀스(3)의 시퀀스 기간(tPulssequenz)(펄스 분출 기간) 동안에 그 위로 플라즈마가 효과적으로 투사되는 것으로 고려된다. 이 타겟 표면은 종종 "레이스트랙(Racetrack)"으로 칭해지며 타겟에서 타겟 물질이 소비되는 영역으로 인식될 수 있다.
HIPIMS-공정에서 본 발명에 따라 파워 펄스에 적용되는 에너지 함량은, 예를 들어 각각의 매우 높은 펄스 파워(P)의 설정 및/또는 각각의 매우 연장된 펄스 길이 또는 펄스 기간(tPuls)의 설정에 의해 구현될 수 있다. 각각의 펄스 파워(P) 및 펄스 기간(tPuls)은 매우 커서 각각의 코팅 챔버 장치 내에 있는 타겟 물질이 열적으로 과부하되도록 확실하게 설정될 수 있다. 유사한 방식으로, 전체 에너지 함량은 본 발명에 따르면 파워 시퀀스 내에서 펄스들의 시퀀스 또는 분출을 구성하는 펄스들의 펄스 파워들(P)의 설정 및/또는 파워 시퀀스의 시퀀스 기간(tPulssequenz)의 설정에 의해 HIPIMS-공정의 파워 시퀀스에 구현될 수 있다.
본 발명에 따라 운전되는 HIPIMS-공정들은 매우 안정적이며, 공정 안정성 및 본 발명의 방식에 따라 제조되는 장식적 응용들 또는 경질층들에 중요한 층 특성들의 균일성 모두가 발생할 수 있는(possible) 타겟 중독 양상들 및/또는 반응성 국부적 압력 변동들에 의해 손상되지 않는다.
보다 구체적으로, 코팅 챔버 내에서 장식적 경질층이 제공되는 표면 영역을 갖는 기판의 제조 방법 또는 기판 표면의 적어도 일부 영역의 코팅 방법에 관한 것으로, 경질층을 제조하기 위하여 반응성 HIPIMS-공정이 사용되며 여기에서 적어도 하나의 반응성 가스가 사용되며, HIPIMS-공정의 운전 동안에 반응성 가스와 반응하여 소정의 층 컬러가 형성되는 물질을 갖는 적어도 하나의 타겟이 사용되며, 여기에서 HIPIMS-공정은 타겟 표면에 대하여 적어도 바람직하게는 파워 펄스 당 또는 파워 펄스-시퀀스 당 0.2 J/㎠ 보다 큰 에너지 함량을 갖는 파워 펄스들 및/또는 파워 펄스-시퀀스들의 사용에 의하여 운전되며, 이에 의해 경질층의 균일한 컬러 색상이 구현된다.
상기 조건들을 충족하는 파워 펄스들 및/또는 파워 펄스-시퀀스들(파워 펄스 분출들)이외에도 또한 에너지 함량 측면에서 상기 조건을 충족하지 못하는 파워 펄스들 및/또는 파워 펄스-시퀀스들(파워 펄스 분출들)도 사용될 수 있다는 점이 배제되지 않을 수 있다. 이에 의해 적용된 파워 펄스들 및/또는 파워 펄스-시퀀스들의 적어도 50%가 상기 조건을 충족하는 것을 상정할 수 있다. 오늘날 실행되듯이, 실질적으로 모든 파워 펄스들 및 파워 시퀀스들이 전술한 조건 또는 아직도 다루어지는 보다 첨예한 조건들을 충족한다.
또한, 파워 펄스들과 파워 시퀀스들의 혼합 운전도 적용될 수 있다.
또한, 타겟의 열적 부하는 펄스 파워 및 펄스 기간(pulse duration) 또는 각각의 단일 펄스 파워들 및 시퀀스 기간(펄스 분출 기간) 이외에도 선택된 작동주기(Duty-Cycle), 즉
- 파워 펄스들에서 펄스 주기(ON-time + OFF time)에 대한 펄스 기간의 비율, 또는
- 펄스 분출 주기(펄스 분출 ON-time + 펄스 분출 OFF-time)에 대한 펄스 분출(시퀀스) 기간의 비율에 의해 또한 지배될 수 있음이 지적될 수 있다.
파워 펄스 당 또는 파워 펄스-시퀀스 당 적어도, 바람직하게는 0.2 J/㎠ 보다 큰 에너지 함량이 적어도, 바람직하게는 100 W/㎠ 보다 큰 파워 밀도 및 바람직하게는 적어도, 바람직하게는 0.2 A/㎠ 보다 큰 전류 밀도를 포함하여 설정된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, HIPIMS-공정은 타겟 표면에 대하여 적어도, 바람직하게는 파워 펄스 당 또는 파워 펄스-시퀀스 당 1 J/㎠ 보다 큰 에너지 함량을 갖는 파워 펄스들 및/또는 파워 펄스-시퀀스들의 사용에 의하여 운전된다.
파워 펄스 당 또는 파워 펄스-시퀀스 당 이 에너지 함량은 적어도, 바람직하게는 500 W/㎠ 보다 큰 파워 밀도 및 바람직하게는 적어도, 바람직하게는 1 A/㎠ 보다 큰 전류 밀도의 설정하에 투입된다.
본 발명의 특히 바람직한 구현예에 따르면, HIPIMS-공정은 타겟 표면에 대하여 적어도, 바람직하게는 파워 펄스 당 또는 파워 펄스-시퀀스 당 10 J/㎠ 보다 큰 에너지 함량을 갖는 파워 펄스들 및/또는 파워 펄스-시퀀스들의 사용에 의하여 운전된다.
이 에너지 함량은 적어도, 바람직하게는 1000 W/㎠ 보다 큰 파워 밀도 및 바람직하게는 적어도, 바람직하게는 2 A/㎠ 보다 큰 전류 밀도의 설정하에 투입된다.
바람직하게는, 코팅 챔버 내의 반응성 가스 농도는 오픈-루프 제어(open-loop control) 또는 네거티브 피드백 제어에 의해 반응성 가스 흐름을 조절함에 의하여 제어된다.
이하에서는 실시예들 및 도 1 내지 3을 참조하여 본 발명을 더욱 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 제조되고 상이한 질소 가스 흐름들(nitrogen gas flows)을 설정함에 의하여 증가하는 질소 가스 흐름 또는 증가하는 아세틸렌 가스 흐름에서 증착된 TiN- 및 TiCN- 층들에서 측정된 CIELab 컬러 a* 및 b* 좌표를 도시하며, 상이한 금색 표준(gold standards)을 갖는 TiN-층들이 제조될 수 있었다. 유사한 방식으로, 상이한 아세틸렌 가스 흐름들을 설정함에 의하여 상이한 컬러들을 갖는 TiCN-층들이 제조될 수 있었다.
도 2는 본 발명에 따라 제조되고 동일한 코팅 배치(batch)에서 상이한 기판들에 질소- 및 아세틸렌- 함유 반응성 가스 흐름이 적용되고 Ti-타겟들이 적용된 TiCN-층들에서 측정된 a*와 b* 및 휘도 인자(brightness factors) L*의 CIELab 컬러 좌표를 도시한다. 기판들은 본 발명에 따른 코팅 방법의 시작 전에 코팅 챔버 높이의 정도에 따른 컬러 색상의 균일성을 체크하기 위하여 코팅 챔버의 높이를 따라서 분포되었다. 코팅 챔버 내에서 층 컬러의 매우 우수한 균일성을 확인할 수 있었다. 기판의 코팅을 위해 이용된 코팅 챔버의 높이인 코팅 높이는 본 예에서는 400 mm 이었으며, 본 발명에 따른 방법의 실행을 위하여 코팅 높이는 여기에 한정되지 않으며, 코팅 높이는 이보다 크거나 작을 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 증착되고 동일한 코팅 배치에서 상이한 기판들에 질소- 함유 반응성 가스 흐름이 적용되고 TiN-타겟들이 적용된 금빛 TiN-층들에서 측정된 a*와 b* 및 휘도 인자 L*의 CIELab 컬러 좌표를 도시한다. 기판들은 본 발명에 따른 코팅 방법의 시작 전에 코팅 챔버 높이의 정도에 따른 금빛 컬러 색상의 균일성을 체크하기 위하여 코팅 챔버의 높이를 따라서 분포되었다. 코팅 챔버 내에서 층 컬러의 매우 우수한 균일성을 확인할 수 있었다. 기판의 코팅을 위해 이용된 코팅 챔버의 높이인 코팅 높이는 본 예에서도 400 mm 이었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 방법의 실행을 위하여 코팅 높이는 여기에 한정되지 않으며, 코팅 높이는 이보다 크거나 작을 수 있다.
도 2 및 3에서 볼 수 있는 바와 같이 TiCN- 및 TiN- 층들에서 전체 코팅 높이를 따라서 컬러 색상의 현저한 균일성을 확인할 수 있었다. 다수의 얇은 TiN- 및 ZrN- 층들이 교대도 증착되는 다층 층-구조(multilayer layer-structure)를 갖는 금빛 층들도 또한 본 발명에 따른 방법을 사용하여 완벽하게 제조될 수 있다. 이는, 예시된 바와 같이, 동일한 HIPIMS-코팅 공정이 사용되고, 질소가 반응성 가스로 사용되고 코팅 챔버 내에 위치하는 Zr의 HIPIMS-타겟 뿐만 아니라 적어도 하나의 Ti의 HIPIMS-타겟이 사용되어 코팅될 기판상에 TiN- 및 ZrN- 층들이 교대로 증착된다.
본 발명에 따르면 금빛 표준의 상이한 컬러들이 상이한 질소 흐름을 설정함에 의해, 특히 Ti-함유 타겟들 또는 바람직하게는 티타늄으로 구성된 타겟들을 사용하는 경우, 경질층들에 용이하게 생성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 컬러 색상이 바람직하게는 금빛 2N18 또는 1N14 또는 3N18에 따른 컬러에 합치되도록 질소 흐름이 정확하게 조절될 수 있다.
본 발명자는 특히 장식적 적용을 위한 멋진 컬러를 갖는 경질층들이 티타늄 또는 티타늄 및 알루미늄 또는 지르코늄을 포함하는 타겟들을 사용함으로써 제조될 수 있음을 인식하였다.
본 발명의 방법에 다른 바람직한 구현예에 따르면, 티타늄 또는 티타늄 및 알루미늄 또는 지르코늄을 포함하는 적어도 하나의 타겟이 사용된다.
본 발명에 따라 제조되는 층들에 상이한 층 특성 및 컬러 색상을 제공할 수 있는 질화물, 산화물, 탄화물, 산화질화물 또는 탄화질화물의 제조를 위하여, 질소 가스 또는 산소 가스 또는 탄소-함유 가스 즉 C2H2 또는 CH4 또는 이를 가스의 혼합물 즉 N2 및 C2H2 가 HIPIMS-공정의 운전을 위해 코팅 챔버로 공급될 수 있다.
바람직하게는 본 발명에 따른 코팅은 경질층이 장식적 기능을 할 기판들에 적용된다.
본 발명에 다른 방법 및 본원에 기술된 바는 상이한 재질일 수 있는 기판들의 상이한 장식적 목적의 코팅에 특히 매우 적합하다. 장식적 경질층들을 제조함에 있어서 본 발명의 방법을 사용하는 매우 중요한 장점은 예를 들어 200℃ 이상에 노출되서는 아니되는 온도에 민감한 기판들의 코팅도 할 수 있다는 점이다. 이는 본 발명에 따른 HIPIMS-공정들이 펄스 포즈(pulse pauses)(작동 주기, Duty-Cycle) 뿐만 아니라 파워 펄스의 기간(tPuls) 또는 파워 시퀀스 내의 단일 펄스들의 기간 또는 파워 시퀀스의 기간(tPulssequenz) 및 상응하는 타겟 표면이 선택될 수 있어서, 매우 낮은 코팅 온도 즉 공정 불안정의 발생 없이 코팅 공정 동안에 매우 낮은 기판 온도를 맞출 수 있어 가능하게 된다.
본 발명에 따르면, 각각의 질소 흐름의 설정을 통하여 금빛 표준의 상이한 컬러들을 가지는 경질층들을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 다른 경질층들을 제조할 수도 있는데 이들의 컬러 색상은 각각의 적용되는 반응성 가스 흐름 또는 상이한 반응성 가스들의 농도 설정에 의해 넓은 코팅 범위 내에서 조절될 수 있다.
본 발명의 범위 내에서, 본 발명에 따르면 일 예로서 소정의 컬러 및 우수한 균일성, 매우 높은 경도 및 초-평탄 표면을 가지는 장식적 경질층들이 제조될 수 있다. 제조된 경질층들의 기계적 특성뿐만 아니라 사용된 반응성 가스 흐름들이 표1에 도시된다. 모든 공정들은 150℃ 내지 500℃ 사이의 기판 온도에서 수행되었다.
Figure 112016003761042-pct00001
[표 1] 장식적 응용을 위한 상이한 소정의 균일한 컬러들을 얻기 위하여 본 발명에 따라 증착된 TiN-, TiCN- 및 TiC- 경질층들의 사용된 반응성 가스 흐름들 및 기계적 특성.
이 경질층들의 매우 높은 기계적 안정성 및 경도와 E-모듈의 매우 우수한 조합은 이 층들이 목적물에 대해 내구성 있는 컬러 색상을 제공하도록 한다.
이 층들은 기판에 대해 매우 우수한 부착력을 가지며 매우 높은 내마모성을 가진다. 따라서 이 장식적 경질층들은 오랜 기간 동안 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 기판의 코팅될 표면이 매우 넓은 경우에도 높은 균일성의 컬러 색상에 이르도록 한다.
본 발명에 따른 방법은 특히 다수의 기판들이 커다란 코팅 챔버의 높이를 따라서 분포되었을 때 특히 적합하며, 모든 기판들이 균일한 컬러 색상을 갖도록 한다.

Claims (15)

  1. 코팅 챔버 내에서 장식적 경질층이 제공되는 표면 영역을 갖는 기판을 제조하기 위하여 기판 표면의 적어도 일부 영역을 코팅하기 위한 방법으로서, 경질층을 제조하기 위하여 반응성 HIPIMS-공정이 사용되며, 반응성 HIPIMS-공정은 적어도 하나의 반응성 가스와 HIPIMS-공정의 운전 동안에 반응성 가스와 반응하여 소정의 층 컬러가 제조되도록 반응할 수 있는 물질의 적어도 하나의 타겟이 사용되며, 여기에서 HIPIMS-공정은 타겟 표면에 대하여 파워 펄스(1) 당 또는 파워 펄스-시퀀스(3) 당 적어도 0.2 J/㎠ 의 에너지 함량(energy content)을 갖는 파워 펄스들, 파워 펄스-시퀀스들, 또는 파워 펄스들과 파워 펄스-시퀀스들을 사용하여 운전되며, 상기 타겟은 티타늄으로 구성되고, 질소가 반응성 가스로 사용되어 금색 표준 색상을 생성하며, 코팅 챔버 내의 질소 농도는 질소 가스 흐름을 조절하여 제어되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 타겟 표면에 대한 파워 펄스들, 파워 펄스-시퀀스들, 또는 파워 펄스들과 파워 펄스-시퀀스들의 에너지 함량은 파워 펄스(1) 당 또는 파워 펄스-시퀀스(3) 당 적어도 1 J/㎠ 인 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 타겟 표면에 대한 파워 펄스들, 파워 펄스-시퀀스들, 또는 파워 펄스들과 파워 펄스-시퀀스들의 에너지 함량은 파워 펄스(1) 당 또는 파워 펄스-시퀀스(3) 당 적어도 10 J/㎠ 인 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 타겟 표면에 대한 파워 펄스들, 파워 펄스-시퀀스들, 또는 파워 펄스들과 파워 펄스-시퀀스들의 에너지 함량은 파워 펄스 당 또는 파워 펄스-시퀀스 당 파워 밀도(power density)를 조절하는 것을 포함하여 적용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 타겟 표면에 대한 파워 펄스들, 파워 펄스-시퀀스들, 또는 파워 펄스들과 파워 펄스-시퀀스들의 에너지 함량은 파워 펄스 기간(tPuls) 또는 파워 펄스 시퀀스 기간(tPulssequenz)을 조절함에 의해 적용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제4항에 있어서, 파워 밀도는 적어도 100 W/㎠로 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 파워 밀도는 적어도 500 W/㎠로 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 파워 밀도는 적어도 1000 W/㎠로 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 펄스 포즈(pulse pauses)(작동 주기, Duty-Cycle) 뿐만 아니라 파워 펄스 기간(tPuls) 또는 파워 펄스 시퀀스 내의 단일 펄스들의 기간 또는 파워 펄스 시퀀스 기간(tPulssequenz) 및 상응하는 타겟 표면이 선택되어, 코팅 공정 동안 기판 온도가 200℃이상으로 상승하지 않는, 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응성 가스는 질소 가스, 산소 가스 및 탄소 함유 가스의 혼합물이거나, 질소 가스, 산소 가스 또는 탄소 함유 가스의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 질소 가스 흐름은 컬러 색상이 금빛 2N18 또는 1N14 또는 3N18에 따른 컬러에 합치하도록 조절되는 것을 특징으로 하는, 방법
  14. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 사용하여 제조되는 경질층으로서, 상기 경질층은 적어도 30 GPa의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는, 경질층.
  15. 제14항에 따른 경질층을 갖는 장식적 물품.
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