TW201522711A - 殼體及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種殼體，包括基體、形成於該基體表面的打底層、形成於打底層表面的過渡層及形成於該過渡層表面的色彩層，該打底層由鈦鋁合金組成，該過渡層由鈦鉻合金組成，該色彩層為氮元素、鋁元素、鈦元素組成的陶瓷塗層，該色彩層呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標介於28至32之間，a*座標介於30至45之間，b*座標介於-2至4之間。本發明還提供一種上述殼體的製備方法。

Description

殼體及其製備方法

本發明涉及一種殼體及其製備方法，尤其涉及一種具有櫻桃紅顏色金屬外觀的殼體及其製備方法。

為了使電子裝置的殼體具有豐富色彩，目前主要藉由陽極氧化、烤漆、烤瓷等工藝製備裝飾性塗層。相比該等傳統工藝，PVD鍍膜技術更加綠色環保，且採用PVD鍍膜技術可在產品殼體表面形成具有金屬質感的裝飾性色彩層。

然，習知技術中，利用PVD鍍膜技術於殼體表面形成的膜層的色彩非常有限，目前能夠廣泛製備和使用的PVD膜層主要為金黃色、黑色、白色等色系，能夠穩定生產的顏色更是少之又少。

鮮豔的櫻桃紅色是一種具有吸引力的色彩，然而現有的PVD鍍膜技術中卻很難穩定生產出櫻桃紅色的膜層。

有鑒於此，本發明提供一種具有櫻桃紅金屬外觀且耐磨損的殼體。

另外，本發明還提供一種上述殼體的製備方法。

一種殼體，包括基體、形成於該基體表面的打底層、形成於打底層表面的過渡層及形成於該過渡層表面的色彩層，該打底層由鈦鋁合金組成，該過渡層由鈦鉻合金組成，該色彩層為氮元素、鋁元素、鈦元素組成的陶瓷塗層，該色彩層呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標介於28至32之間，a*座標介於30至45之間，b*座標介於-2至4之間。

一種殼體的製備方法，包括如下步驟：

提供基體；

藉由多弧離子鍍方法在基體表面沉積打底層，該打底層為鈦鋁合金層；

藉由磁控濺射方法在所述打底層上沉積過渡層，該過渡層為鈦鉻合金層；

藉由多弧離子鍍方法在所述過渡層上沉積色彩層，該色彩層為氮元素、鋁元素、鈦元素組成的陶瓷塗層，該色彩層呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標介於28至32之間，a*座標介於30至45之間，b*座標介於-2至4之間。

上述殼體的製備方法藉由多弧離子鍍方法形成所述由氮元素、鋁元素、鈦元素組成的色彩層，使該色彩層呈現穩定的櫻桃紅色。上述殼體因為色彩層中含有鈦元素，故選擇同樣含有鈦元素的鈦鋁合金層及鈦鉻合金層分別作為打底層及過渡層，利用含有相同元素的各膜層之間具有較好的結合，有利於膜層生長的原理，使得在形成打底層後，有利於後續膜層的生長，而且各膜層之間及膜層與基體之間具有良好的結合力。另外，所述過渡層由硬度較高、耐腐蝕性好的鈦鉻合金組成，使得殼體具有較好的耐磨性及耐腐性。

圖1係本發明較佳實施例殼體的剖面示意圖。

圖2係本發明較佳實施例鍍膜件的製備方法中所用真空鍍膜設備的結構示意圖。

請參閱圖1，本發明較佳實施例的殼體10包括基體11、形成於基體11上的打底層13、形成於打底層13上的過渡層15及形成於過渡層15上的色彩層17。該色彩層17肉眼直觀呈櫻桃紅色。

基體11的材質可為金屬，如不銹鋼、鈦及鈦合金等。

該打底層13由鈦金屬與鋁金屬組成，其為一鈦鋁合金層。打底層13中，鈦的品質百分含量為30%-40%，鋁的品質百分含量為60%-70%。打底層13的厚度大約為0.2μm-0.4μm。

該過渡層15由鈦金屬與鉻金屬組成，其為一鈦鉻合金層。過渡層15中，鈦的品質百分含量為60%-70%，鉻的品質百分含量為30%-40%。過渡層15用於提高殼體10表面膜層的整體物理性能，主要用於提高膜層的硬度、耐磨性及耐腐蝕性，增加膜層厚度，同時提高色彩層17的附著力。過渡層15的厚度大約為0.3μm-0.5μm。過渡層15呈灰色，其不會幹擾色彩層17的顏色。

所述色彩層17為氮、鋁、鈦元素組成的陶瓷塗層。該色彩層17肉眼直觀呈現櫻桃紅色，其呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標介於28至32之間，a*座標介於30至45之間，b*座標介於-2至4之間。色彩層17中氮元素的品質百分含量為15%-16%，鋁元素的品質百分含量為30%-35%，鈦元素的品質百分含量為50%-54%。色彩層17包括氮化鈦相與氮化鉻相，同時含有少量的鋁鈦金屬相。色彩層17的厚度可為1.2μm至1.5μm。當色彩層17的厚度小於1.2μm時，其L*座標值將大於32，a*座標值將大於45，使顏色逐漸向咖啡色轉變；當色彩層17的厚度大於1.5μm時，其L*座標值將小於28，a*座標值將小於30，顏色變淡，且膜層變得疏鬆。

上述殼體10因為色彩層17中含有鈦元素，故選擇同樣含有鈦元素的鈦鋁合金層及鈦鉻合金層分別作為打底層及過渡層，利用含有相同元素的各膜層之間具有較好的結合，有利於膜層生長的原理，使得在形成打底層13後，有利於後續膜層的生長，而且各膜層之間及膜層與基體11之間具有良好的結合力。另外，所述過渡層15由硬度較高、耐腐蝕性好的鈦鉻合金組成，使得殼體10具有較好的耐磨性及耐腐性。

所述打底層13及色彩層17可藉由多弧離子鍍方法形成，過渡層15可藉由磁控濺射方法形成。

本發明較佳實施例的上述殼體10的製作方法，包括以下步驟：

提供一基體11。基體11的材質可為金屬，如不銹鋼、鈦及鈦合金等。

藉由多弧離子鍍在基體11的表面沉積該打底層13。

多弧離子鍍沉積該打底層13是在一真空鍍膜設備100（參圖2）中進行。該真空鍍膜設備100為多功能鍍膜設備，其可進行多弧離子鍍及磁控濺射。該真空鍍膜設備100包括真空室20、位於真空室20內的轉架30、用以對真空室20抽真空的真空抽氣系統40、以及若干個弧源裝置50。

沉積該打底層13時，將基體11固定於所述轉架30上。對真空室20抽真空，同時對真空室加熱，使真空室壓強為3×10^－3 -8×10^－3 Pa，溫度為150-200℃。向真空室20內充入流量為100-150sccm（標準狀態毫升/分鐘）的氬氣。採用鈦鋁複合靶（圖未示），該鈦鋁複合靶中鈦與鋁的品質含量各佔50%。對鈦鋁複合靶施加300-400V的負偏壓，設置偏壓電源的佔空比為50%-65%。開啟控制複合鈦鋁靶的電源，並調節電源的電壓為20-35V，電流為50-70A，以在基體11上沉積所述由鈦鋁合金組成的打底層13，沉積時間為5-10分鐘。

然後，藉由磁控濺射在所述打底層13上沉積該過渡層15。磁控濺射沉積該過渡層15是在所述真空鍍膜設備100中進行。形成有所述打底層13的基體11固定於所述轉架30上。繼續對真空室20抽真空並向真空室20充入流量為100-200sccm的氬氣。採用磁控鈦靶及磁控鉻靶，對所述磁控鈦靶及磁控鉻靶各施加200-300V的負偏壓，設置偏壓電源的佔空比為45%-55%。開啟控制磁控鈦靶及磁控鋯靶的電源，並調節磁控鈦靶的電源功率為6kW-12kW，磁控鉻靶的電源功率為10kW-15kW，以在打底層13上沉積所述由鈦鉻合金層組成的過渡層15，沉積時間為25-35分鐘。

接著，藉由多弧離子鍍在所述過渡層15上沉積該色彩層17。多弧離子鍍製備該色彩層17是在所述真空鍍膜設備100中進行。形成有所述打底層13及過渡層15的基體11固定於所述轉架30上。繼續對真空室20抽真空並向真空室20充入流量為250-300sccm的氬氣，同時，向真空室20通入流量為270sccm-320sccm的氮氣。採用鈦鋁複合靶（圖未示），該鈦鋁複合靶中鈦與鋁的品質含量各佔50%。對所述鈦鋁複合靶施加80-250V的負偏壓，設置偏壓電源的佔空比為30%-40%。開啟控制鈦鋁複合靶的電源，並調節電源的電壓為20-35V，電流為50-70A，以在過渡層15上沉積所述由氮、鋁、鈦元素組成的色彩層17，沉積時間為40-50分鐘。

沉積該色彩層17時，佔空比小於沉積打底層13及過渡層15的佔空比，佔空比變小，對應的沉積速率相對降低，有利於提高膜層的結合力。

下麵結合具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。

實施例

將不銹鋼材質的基體11放入真空鍍膜設備100（本實施例採用北京實力源科技開發有限責任公司生產的型號為ZCK-1900的多功能鍍膜設備）的轉架30上，藉由多弧離子鍍製備打底層13。對真空室20抽真空，同時對真空室加熱，使真空室壓強為5×10^－3 Pa，溫度為200℃。向真空室20內充入流量為100sccm（標準狀態毫升/分鐘）的氬氣。對鈦鋁複合靶施加300V的負偏壓，設置偏壓電源的佔空比為50%。開啟控制複合鈦鋁靶的電源，並調節電源的電壓為20V，電流為50A，以在基體11上沉積所述由鈦鋁合金組成的打底層13，沉積時間為10分鐘。

然後，藉由磁控濺射在所述打底層13上沉積該過渡層15。繼續對真空室20抽真空並向真空室20充入流量為100sccm的氬氣。對磁控鈦靶及磁控鉻靶各施加200V的負偏壓，設置偏壓電源的佔空比為45%。開啟控制磁控鈦靶及磁控鋯靶的電源，並調節磁控鈦靶的電源功率為6kW，磁控鉻靶的電源功率為10kW，以在打底層13上沉積所述由鈦鉻合金層組成的過渡層15，沉積時間為25分鐘。

接著，藉由多弧離子鍍在所述過渡層15上沉積該色彩層17。繼續對真空室20抽真空並向真空室20充入流量為300sccm的氬氣，同時，向真空室20通入流量為280sccm的氮氣。對鈦鋁複合靶施加250V的負偏壓，設置偏壓電源的佔空比為40%。開啟控制鈦鋁複合靶的電源，並調節電源的電壓為20V，電流為50A，以在過渡層15上沉積所述由氮、鋁、鈦元素組成的色彩層17，沉積時間為40分鐘。本實施製備的色彩層17肉眼直觀呈現櫻桃紅色，其呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標為30，a*座標為35，b*座標為2。色彩層17的厚度大約為1.25μm。

本發明殼體10可為筆記型電腦、移動通訊裝置、個人數位助理等電子裝置的殼體，或為其他裝飾類產品的殼體。

所述殼體10的製備方法藉由多弧離子鍍方法沉積打底層13及色彩層17，使打底層13及色彩層17具有很好的附著力。

可以理解，所述打底層13及過渡層15亦可省略，此時，該色彩層17可直接形成於基體11的表面上。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧基體

13‧‧‧打底層

15‧‧‧過渡層

17‧‧‧色彩層

100‧‧‧真空鍍膜設備

20‧‧‧真空室

30‧‧‧轉架

40‧‧‧真空抽氣系統

50‧‧‧弧源裝置

無

10‧‧‧殼體

11‧‧‧基體

13‧‧‧打底層

15‧‧‧過渡層

17‧‧‧色彩層

Claims (10)

1. 一種殼體，包括基體，其改良在於：該殼體還包括形成於該基體表面的打底層、形成於打底層表面的過渡層及形成於該過渡層表面的色彩層，該打底層由鈦鋁合金組成，該過渡層由鈦鉻合金組成，該色彩層為氮元素、鋁元素、鈦元素組成的陶瓷塗層，該色彩層呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標介於28至32之間，a*座標介於30至45之間，b*座標介於-2至4之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的殼體，其中所述打底中，鈦的品質百分含量為30%-40%，鋁的品質百分含量為60%-70%。
3. 如申請專利範圍第2項所述的殼體，其中所述過渡層中，鈦的品質百分含量為60%-70%，鉻的品質百分含量為30%-40%。
4. 如申請專利範圍第3項所述的殼體，其中所述色彩層包括氮化鈦相、氮化鉻相及鋁鈦金屬相。
5. 如申請專利範圍第3項所述的殼體，其中所述色彩層的厚度為1.2μm至1.5μm。
6. 一種殼體，包括基體，其改良在於：該殼體還包括形成於該基體表面的色彩層，該色彩層為氮元素、鋁元素、鈦元素組成的陶瓷塗層，該色彩層呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標介於28至32之間，a*座標介於30至45之間，b*座標介於-2至4之間。
7. 一種殼體的製備方法，包括如下步驟：
   提供基體；
   藉由多弧離子鍍方法在基體表面沉積打底層，該打底層為鈦鋁合金層；
   藉由磁控濺射方法在所述打底層上沉積過渡層，該過渡層為鈦鉻合金層；
   藉由多弧離子鍍方法在所述過渡層上沉積色彩層，該色彩層為氮元素、鋁元素、鈦元素組成的陶瓷塗層，該色彩層呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標介於28至32之間，a*座標介於30至45之間，b*座標介於-2至4之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述的殼體的製備方法，其中多弧離子鍍沉積該打底層採用鈦鋁複合靶，該鈦鋁複合靶中鈦與鋁的品質含量各為50%。
9. 如申請專利範圍第7項所述的殼體的製備方法，其中磁控濺射沉積該過渡層採用鋁靶及鉻靶。
10. 如申請專利範圍第7項所述的殼體的製備方法，其中多弧離子鍍沉積該色彩層採用鈦鋁複合靶，該鈦鋁複合靶中鈦與鋁的品質含量各為50%；採用氮氣為反應氣體，氬氣為工作氣體，氮氣的流量為270-320sccm，氬氣的流量為250-300sccm。