[發明專利]復合金屬薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011053804.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112281125B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王金振;李磊;段新超;熊湯華
• 申請（專利權）人: 維達力實業（深圳）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/14;C23C14/06
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李睿

本發明涉及一種復合金屬薄膜及其制備方法和應用。復合金屬薄膜包括：用于設于基材表面的打底層，所述打底層的材料為Cr和Ti中的至少一種；設于所述打底層上的硬膜層；所述硬膜層的材料為ASiCN，所述硬膜層中A、Si、C和N的摩爾比為1:(0.5～1):(0.5～1.5):(0.1～0.2)；設于所述硬膜層上的顏色層，所述顏色層的材料為ASiCN，所述顏色層中Cr、Si、C和N的摩爾比為1:(1.5～2.5):(3～8):(0.2～0.3)；其中，A為Cr或Ti。該復合金屬薄膜耐腐蝕性能佳，可呈現藍、綠、紫等色彩鮮艷的顏色。

技術領域

本發明涉及薄膜材料技術領域，特別是涉及一種復合金屬薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

隨著人們對產品外觀裝飾涂層顏色要求越來越豐富，已經不再滿足于黑色、銀色、灰色、金色等傳統單調顏色，需要色彩更鮮艷、種類更豐富的外觀裝飾涂層。在這種消費和市場趨勢下，開發紫色、藍色或綠色等鮮艷色彩的涂層越來越成為裝飾鍍膜技術的研發趨勢。同時，兼具高硬度、強抗腐蝕性、高化學穩定性等功能性的裝飾鍍涂層更加受到人們的喜愛。

目前藍色PVD膜層主要顏色層的成分通常為TiAlN，但是該膜層的防腐性能較差，無法通過酸性人工汗測試和海水測試，滿足不了市場的需求。

因此，迫切需要開發一種能夠代替TiAlN膜層體系的薄膜，使其不但色彩鮮艷，而且具有較強的耐化學腐蝕性能。

發明內容

基于此，有必要提供一種色彩鮮艷，且防腐性能優良的復合金屬薄膜及其制備方法。

一種復合金屬薄膜，包括：

用于設于基材表面的打底層，所述打底層的材料為Cr和Ti中的至少一種；

設于所述打底層上的硬膜層；所述硬膜層的材料為ASiCN，所述硬膜層中A、Si、C和N的摩爾比為1:(0.5～1):(0.5～1.5):(0.1～0.2)；

設于所述硬膜層上的顏色層，所述顏色層的材料為ASiCN，所述顏色層中A、Si、C和N的摩爾比為1:(1.5～2.5):(3～8):(0.2～0.3)；

其中，A為Cr或Ti。

上述復合金屬薄膜，包括依次設于基材上的打底層、硬膜層和顏色層，其中，打底層采用Cr和/或Ti為材料，可以提高后續沉積的膜層于基材之間的結合力；硬膜層和顏色層采用CrSiCN或TiSiCN為材料，易于在膜層結構中生成非晶態的SiN_x和非晶態SiC，提高膜層的致密度，減少膜層結構中晶粒之間的孔隙缺陷，其中硬膜層主要用于提高薄膜的硬度和其他機械性能，增加薄膜的耐磨性和耐腐蝕性能，并為顏色層提供底色，進而通過控制顏色層中各元素組分的含量Cr(或Ti)、Si、C和N的摩爾比在1:(1.5～2.5):(3～8):(0.2～0.3)范圍內進行調節，利用光的干涉色實現整個薄膜層顏色的調控，呈現藍、綠、紫等色彩鮮艷的顏色。

本發明上述復合金屬薄膜能夠廣泛應用于高端裝飾鍍膜領域，比如鐘表、手機等電子產品，以及其他飾物、工藝品等。

在其中一些實施例中，所述復合金屬薄膜至少滿足如下條件之一：

所述打底層的厚度為0.1μm～0.2μm；

所述硬膜層的厚度為1μm～1.5μm；

所述顏色層的厚度為20nm～110nm。

在其中一些實施例中，所述顏色層的厚度為20nm～40nm；或者

所述顏色層的厚度為40nm～70nm；或者

所述顏色層的厚度為70nm～110nm。

本發明還提供一種上述復合金屬薄膜的制備方法，包括如下步驟：