一种镀膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镀膜材料，该材料包括基材和镀覆在基材上的膜层，所述膜层包括依次镀覆在基材上的钛锆膜层和钛锆碳氮化合物膜层。还提供了一种镀膜材料的制备方法，该方法包括依次在形成钛锆膜层的磁控溅射条件下和形成钛锆碳氮化合物膜层的磁控溅射条件下，在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积在基材上，以形成依次镀覆在基材上的钛锆膜层和钛锆碳氮化合物膜层，所述靶材为钛锆镶嵌靶。本发明专利技术提供的镀膜材料，膜层为蓝色，色差小，颜色均匀，而且膜层的金属质感很强，结合力好，耐磨性和耐腐蚀性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种镀膜材料，还涉及该镀膜材料的制备方法。
技术介绍
目前，镀膜材料广泛应用于航空、航天、化工、造船、通信、电子、汽 车制造等工业领域。尤其是应用于电子产品的装饰时，可以使电子产品获得 美观的外观装饰和更好的质感，从而提高产品的价值。通常的镀膜方法是采用物理气相沉积，其中磁控溅射离子镀的方法尤其 是一种很好的镀膜方法，在基材上制备的膜层金属质感强，结合力好，耐磨 性和耐腐蚀性能优良，而且膜层的厚度很薄、不影响高端产品或复杂形状产 品的功能，是公认的绿色环保工艺。众所周知，采用磁控溅射离子镀的方法 所制备的膜层主要包括银色的氮化铬层、金黄色的氮化钛层、玫瑰色的碳氮 化钛层、和黑色的碳化钛层。但是，在目前，采用磁控溅射的方法还不能在基材上获得蓝色的膜层。尽管，采用其它方法可以获得蓝色的膜，例如CN1986883A中公开了一 种环保型无铬转化处理液，采用该处理液对镀锌层和锌合金成型品进行化学 转化处理可以获得蓝色膜层，但是采用该方法使膜层的形成时间短，膜层的 稳定性欠佳，而且该蓝色膜层不具有金属质感。还有，喷涂技术也是较常用 的可制备蓝色膜的手段，但是喷涂技术的工艺较复杂，有污染，而且所制备 的蓝色膜不具备金属质感，膜层较厚不适于高端产品或复杂形状电子产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种蓝色的、具有金属质感的镀膜材料，还提供5一种该镀膜材料的制备方法。本专利技术提供了一种镀膜材料，该材料包括基材和镀覆在所述基材上的膜 层，其中，且所述膜层包括依次镀覆在所述基材上的钛锆膜层和钛锆碳氮化 合物膜层。本专利技术还提供了一种镀膜材料的制备方法，该方法包括在磁控溅射条件 下，在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积在基材上形成膜 层，其中，所述靶材为钛锆镶嵌靶，且所述膜层包括依次镀覆在所述基材上 的钛锆膜层和钛锆碳氮化合物膜层。本专利技术提供的镀膜材料，膜层为蓝色，色度范围为L: 42.50 44.00， a: 1.05 1.50， b: -3.80 ~-4.65,色差小，颜色均匀，而且膜层的金属质感很强， 结合力好，耐磨性和耐腐蚀性能优良。具体实施例方式本专利技术提供的镀膜材料包括基材和镀覆在所述基材上的膜层，其中，且 所述膜层包括依次镀覆在所述基材上的钛锆膜层和钛锆碳氮化合物膜层。根据本专利技术提供的镀膜材料，在优选情况下，所述钛锆膜层的厚度为 10-50nm、优选为20-30nm，所述钛锆碳氮化合物膜层的厚度为100-1000nm、 优选为400-600nm。根据本专利技术提供的镀膜材料，所述基材可以采用各种可以进行磁控溅射 离子镀的基材，例如可以为不锈钢、钛、铬、铝、镁、锌、钛合金、铝合金、 镁合金或玻璃。优选为不锈钢和各种合金基材。本专利技术提供的镀膜材料的制备方法包括，依次在形成钛锆膜层的磁控溅 射条件下和形成钛锆碳氮化合物膜层的磁控溅射条件下，在磁控靶上施加电 源使磁控耙上的耙材物质溅射并沉积在基材上，以形成依次镀覆在所述基材 上的钛锆膜层和钛锆碳氮化合物膜层，所述靶材为钛锆镶嵌靶。形成上述膜层采用磁控溅射离子镀设备进行，优选采用多弧-中频磁控溅射离子镀设备(深圳振恒昌实业有限公司BYD-800型)。所述多弧-中频磁控溅射离子镀设备包括真空室、多弧源、加热装置、工件架和磁控靶，待镀 膜的基材放置在工件架上。所述磁控耙优选为对靶结构，可以根据需要使用一对或几对磁控靶，每 对磁控耙由一个电源供电，两个磁控靶各自与电源的一极相连，并与整个真空室绝缘。对靶的两个磁控靶之间的距离可以为10-25厘米，优选为14-22 厘米。工架件可以围绕真空室的中心轴顺时针或逆时针转动，其转速可以为 0.5-10转/分钟，优选为2-6转/分钟。根据本专利技术提供的制备方法，在优选情况下，所述钛锆镶嵌靶结构为 在钛金属靶上设置有多个小孔，每个小孔内镶嵌有锆丝，所述钛与锆的质量 比为2.0-6.0;所述小孔的个数为6-14个，并且均匀对称设置，每个小孔的 直径为2.5-3.5mm。钛金属和锆丝的纯度优选99.9%以上，更优选为99.99% 以上。根据本专利技术提供的制备方法，进行磁控溅射所采用的电源可以为现有的 各种用于磁控溅射离子镀的电源，优选为中频电源，中频电源的频率一般为 10-150千赫，优选为10-100千赫。根据本专利技术提供的制备方法，在优选情况下，所述形成钛锆膜层的磁控 溅射条件使所述钛锆膜层的厚度为10-50nm、优选为20-30nm，所述形成钛 锆碳氮化合物膜层的磁控溅射条件使所述钛锆碳氮化合物膜层的厚度为 100-1000nm、优选为400-600nm。根据本专利技术提供的制备方法，在优选情况下，形成所述钛锆膜层的磁控 溅射条件为本领域技术人员公知的磁控溅射的条件，例如该条件包括，电源 的功率为l-50千瓦范围内的恒功率、优选为5-30千瓦、更优选为10-20千 瓦，磁控溅射的真空度为0.1-1.5、优选为0.3-1帕，溅射时间为3-15分钟、7优选为5-10分钟，工作气体为惰性气体。所述惰性气体优选为氦气或氩气，氦气或氩气的纯度优选为99.9%以上，更优选为99.99%以上。根据本专利技术提供的制备方法，在优选情况下，形成所述钛锆碳氮化合物 膜层的磁控溅射条件包括，电源的功率为1-50千瓦范围内的恒功率、优选 为5-30千瓦、更优选为10-20千瓦；磁控溅射的真空度为0.1-1.5帕、优选 为0.3-1帕；温度为50-300。C、优选为100-150°C;溅射时间为10-60分钟、 优选20-42分钟；偏压为50-500伏、优选100-300伏，占空比为15-90%、 优选30-80%;磁控溅射的气氛为惰性气体气氛，反应气体为氮气和乙炔或 氮气和甲烷，所述反应气体的流量为递增的，氮气的初始流量为1-50标准 毫升/分钟、优选为5-20标准毫升/分钟，最终流量为10-100标准毫升/分钟、 优选为30-40标准毫升/分钟，步长为20-30秒；乙炔或甲垸的初始流量为1-20 标准毫升/分钟、优选为5-10标准毫升/分钟，最终流量为5-65标准毫升/分 钟、优选为20-45标准毫升/分钟，步长为40-60秒。文本所使用的术语"步长"是指在气体流量递增时，气体流量每增加1 标准毫升/分钟所需要的时间。根据本专利技术提供的制备方法，在上述形成钛锆碳氮化合物膜层的磁控溅 射过程中，在反应气体的流量递增至最终流量时，仍需保持形成钛锆碳氮化 合物膜层的最终磁控溅射条件继续进行稳定溅射，稳定溅射的时间为5-20 分钟、优选8-12分钟。该稳定溅射过程可以使膜层的颜色更稳定、更均匀。根据本专利技术提供的制备方法，在优选情况下，为了提高膜层与基材的结 合力，所述镀膜材料的制备方法还可以包括在进行磁控溅射离子镀之前对基 材进行多弧活化，所述多弧活化的方法包括，在多弧活化的条件下，用多弧 靶上的靶材物质轰击所述基材，所述多弧耙为钛耙、铬耙和不锈钢耙中的一 种或几种。根据本专利技术提供的制备方法，所述多弧活化的条件包括，多弧活化的气8氛为惰性气体气氛，真空度为0.1-0.3帕、优选为0.15-0.25帕，多弧源电流 为100-300安培、优选为180-220安培，偏压为300-600伏、优选为400-500 伏，占空比为20-70%、优选为35-55%，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀膜材料，该材料包括基材和镀覆在所述基材上的膜层，其特征在于，所述膜层包括依次镀覆在所述基材上的钛锆膜层和钛锆碳氮化合物膜层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宫清，郭丽芬，张旺，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]