[發明專利]一種PVD超黑涂層

無效

• 申請號: 201210101801.8
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102628156A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 張笑;朱宏輝
• 申請（專利權）人: 上海仟納真空鍍膜科技有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/22
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馬家駿

技術領域

本發明涉及PVD真空離子鍍膜領域，特別涉及濺射、等離子電弧鍍膜機的改進后形成的超黑涂層。

背景技術

PVD是英文Physical?Vapor?Deposition的縮寫，中文意思是“物理氣相沉積”，是指在真空條件下，用物理的方法使材料沉積在被鍍工件上的薄膜制備技術。PVD的方法也就是經由直接的傳質將所需體沉積的物理材料傳遞至基體表面。

PVD(物理氣相沉積)技術主要分為三類，真空蒸發鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。相對于PVD技術的三個分類，相應的真空鍍膜設備也就有真空蒸發鍍膜機、真空濺射鍍膜機和真空離子鍍膜機。近十多年來，真空離子鍍技術的發展是最快的，它已經成為了當代最先進的表面處理方法之一。通常所說的PVD鍍膜，指的就是真空離子鍍膜；通常所說的PVD鍍膜機，指的也就是真空離子鍍膜機。

隨著人們環保意識的提高，PVD鍍膜技術越來越受到重視，其中的各種鍍膜技術都有得到廣泛的應用。

等離子電弧(俗稱電弧、多弧)沉積是指在一定的真空條件下，在靶材表面(所需要沉積的材料)產生弧光放電，從而引起靶材的物態變化，同時噴射出靶材原子、離子、熔融顆粒；優點：沉積離子的蒸發速率高、濺射的能量高；缺點：膜層較為粗糙；在制備金屬碳化物涂層，由于靶材表面中毒，弧光不穩，甚至滅弧。

濺射沉積是指在一定的真空條件下在靶材表面產生輝光放電，同時產生高能離子或中性原子來碰撞靶材，通過動能的傳遞導致某些物料從靶材表面濺射出來；優點：沉積的顆粒主要以原子為主，沉積的涂層較光滑；缺點：結合牢度較電弧差。

氣體離子源的應用也越來越受到較多的關注；氣體離子源具有方向性，在其表面產生高密度的氣體的等離子體；可以作為離子轟擊工件清洗使用；也可以涂層沉積源來使用，例如可以用來制作DLC涂層；或者作為反應氣體的離化源，作輔助沉積使用。

本發明中的涂層顏色以LAB來定義。該顏色定義標準為CIE1976年制定。CIE?LAB色空間是基于一種顏色不能同時既是藍又是黃這個理論而建立。所以，單一數值可用于描述紅/綠色及黃/藍色特徽。當一種顏色用CIE?L*a*b*時，L*表示明度值；a*表示紅/綠及b*表示黃/藍值(見下表)。本發明顏色使用X-Rite?SP60測量。

濺射沉積是涂層行業應用非常廣泛的技術，特別是在3C電子裝飾涂層上的應用更為廣泛，在現行的技術條件下，濺射是制作黑色金屬膜層首選方案(如圖1所示)；傳統濺射制備PVD黑膜基本膜層結構圖在基體10上沉積一層金屬膜層20，可以沉積的金屬有Ti、Cr、或者SUS316等，再沉積第二層金屬的碳化物的黑膜層作為表層30；在調節膜層的黑度，必須降低金屬跟非金屬的比例，靶材表面的化合物比例也在增高，濺射速率就明顯低于反應速率，也就是行業俗稱的中毒現象。靶材表面的電阻值也會越來越大(甚至絕緣)，造成輝光不穩(或者輝光發電終止)，使得濺射沉積無法進行；故現有的技術條件下為了防止靶材中毒情輝光不穩的情況發生，只能硬性降低金屬化合物的比例，制作出來的黑色膜層顏色的黑度始終較淺，難以達到各大3C公司研發鐘愛的鋼琴黑的深度；另外傳統濺射沉積能量較低，形成的整體膜層40較為疏松，導致整體膜層40與基體10的結合力差；單純的提高沉積溫度雖然能有所改善，但是對鍍膜的基體10的材料、形狀、厚度等就有了較多的局限性，不利于大規模工業化應用。

發明內容

本發明的目的是利用一種改進后的PVD鍍膜機實現一種PVD超黑涂層制備。本發明采用的技術方案如下所述。

一種PVD超黑涂層，在基體上依次有如下膜層：

厚度為0.05-0.15um的金屬膜層；

厚度為0.05-0.15um的磁控濺射復合層；

厚度為0.10-0.20um的銜接底層涂層；

厚度為0.20-1.00um的金屬化合物過渡層；

厚度為0.20-0.50um的化合面層。

其中，所述的基體為金屬材料，如鐵、鐵合金、鋁、鋁合金、鋅、鋅合金、不銹鋼或銅等材質。

其中，所述的金屬膜層采用Ti、Cr、不銹鋼等材料中的一種或幾種。

本發明的優點在于所述的PVD超黑涂層的顏色黑度深，L值可以達到26，膜層結合力高，表面光潔度高，膜層致密性高，適合大批量量產。

附圖說明

圖1是現有技術中制備的黑色涂層的示意圖；

圖2是本發明實施例中制備的PVD超黑涂層的示意圖；