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中国 发明 有效

【中文】在金属表面通过改变气体达到改变颜色的膜层堆积的方法
【EN】Film accumulation method on metal surface capable of changing color by changing gas

申请(专利)号:CN201410439926.0国省代码:江苏 32
申请(专利权)人:【中文】苏州安洁科技股份有限公司【EN】Suzhou Anjie Technology Co., Ltd.
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摘要:
【中文】本发明公开了在金属表面通过改变气体达到改变颜色的膜层堆积的方法,其用于在第一金属材料的表面通过改变气体达到改变第一金属材料表面的颜色,膜层堆积方法包括以下步骤:在180度的温度下把第一金属材料放入镀膜机内,镀膜机内设置有第二金属材料,第二金属材料作为靶材,靶材在磁场以及氩Ar离子轰击的作用下离子化,第二金属材料的金属离子因扩散而沉积在第一金属材料的表面,从而使第一金属材料的表面产生一种带颜色的薄膜,薄膜附着在第一金属材料的表面,镀膜机的镀膜时间为50-65分钟。根据本发明方法实现的薄膜,具有膜层稳定性强,膜层薄,有更强的耐腐蚀性、产品表面光泽度高、防指纹耐脏污等优良特性。
【EN】Paragraph:The invention discloses a film accumulation method on a metal surface capable of changing color by changing gas, which is used for changing the color of the surface of a first metal material by changing gas on the surface of the first metal material. The method comprises the following steps: a first metal material is put into a coating machine at 180 DEG C, wherein a second metal material is arranged in the coating machine; and by using the second metal material as a target, the target is ionized under the actions of a magnetic field and Ar ion bombardment, so that the metal ions of the second metal material are dispersed and deposited on the surface of the first metal material so as to generate a colored film on the surface of the first metal material, and the film is attached to the surface of the first metal material, wherein the coating time of the coating machine is 50-65 minutes. The film prepared by the method has the characteristics of high stability, small thickness, higher corrosion resistance, high surface gloss, favorable fingerprint resistance, favorable pollution resistance and the like.

主权项:
【中文】一种在金属表面通过改变气体达到改变颜色的膜层堆积方法,其特征在于:其用于在第一金属材料的表面通过改变气体达到改变所述第一金属材料表面的颜色,所述膜层堆积方法包括以下步骤:在180度的温度下把所述第一金属材料放入镀膜机内,所述镀膜机内设置有第二金属材料,所述第二金属材料作为靶材,所述靶材在磁场以及氩Ar离子轰击的作用下离子化,所述第二金属材料的金属离子因扩散而沉积在所述第一金属材料的表面,从而使所述第一金属材料的表面产生一种带颜色的薄膜,所述薄膜附着在所述第一金属材料的表面,所述镀膜机的镀膜时间为50‑65分钟。【EN】1. one kind reaches by changing gas the rete stacking method that changes color in metallic surface, it is characterized in that: it reaches by changing gas the color that changes described the first metal material surface for the surface at the first metallic substance, and described rete stacking method comprises the following steps:


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说明书

在金属表面通过改变气体达到改变颜色的膜层堆积的方法

技术领域


本发明涉及膜层堆积方法,特别涉及一种在金属表面通过改变气体达到改


变颜色的膜层堆积方法。


背景技术


能源、信息和生物科技被称为现代社会的三大支柱,而材料科学又是能源、


信息和生物科技的基础。自上世纪30年代氟化镁(MgF2)增透膜层被发明以


来,特别近20年来,由于材料科学与薄膜技术的结合,薄膜技术对材料新功能


的不断需求,使光学薄膜材料的品种、应用范围以及使用数量惊人的速度增加。


因此,镀膜技术的发展,时刻伴随并强有力的推动着。镀膜材料的发展和完善,


薄膜材料与薄膜技术形成了密不可分的相辅相成关系。


目前,光学镀膜材料常用品种已达60余种,而且其品种、应用功能还在不


断被开发。如在光学装置中一种非常重要的透明导电薄膜,除化合物膜品种


(SnO2或SnO2+InO3)混合薄膜外,今年已发展道路金属膜系,当金、银、铜


和铝的厚度为7-20um时,其对可见光的透射率为50%,而对红外光透射率小


于10%,这种薄膜已成功地应用于阿波罗宇宙飞船的面板,拥有透过部分可见


光,而反射几乎全部的红外光加以热控制。


从用途和用量看,近年来,由于人们生活质量的提高,使加膜眼镜片、冷


光镜、和日常色彩装饰业的工业化进程加快,最常见的三种化物膜料MgF2


ZnS和SiO2的用量达出人预料的程度,救目前掌握情况来看,2005年国内MgF2
消耗量达到14.5,SiO2达8t,而且有了供不应求的态势。可以预计大批量、低


成本的镀膜材料的制备工艺将会有力的促进光学薄膜材料的品种、用途及生产


规模的飞跃。


发明内容


有鉴于此,本发明提供一种在金属表面通过改变气体达到改变颜色的膜层


堆积的方法,其通过一系列离子层层堆积,具有膜层稳定性强,膜层薄,有更


强的耐腐蚀性、产品表面光泽度高、防指纹耐脏污等优良特性。


本发明是这样实现的,一种在金属表面通过改变气体达到改变颜色的膜层


堆积的方法,其用于在第一金属材料的表面通过改变气体达到改变所述第一金


属材料表面的颜色,所述膜层堆积方法包括以下步骤:


在180度的温度下把所述第一金属材料放入镀膜机内,所述镀膜机内设置


有第二金属材料,所述第二金属材料作为靶材,所述靶材在磁场以及氩Ar离子


轰击的作用下离子化,所述第二金属材料的金属离子因扩散而沉积在所述第一


金属材料的表面,从而使所述第一金属材料的表面产生一种带颜色的薄膜,所


述薄膜附着在所述第一金属材料的表面,所述镀膜机的镀膜时间为50-65分钟。


作为上述方案的进一步改进,所述第二金属材料为铬Cr。


作为上述方案的进一步改进,在将所述第一金属材料放入所述镀膜机内前,


先将所述第一金属材料进行清洗作业。优选地,清洗作业时,将所述第一金属


材料放置于清洗槽内,使用清洗药水将所述第一金属材料表面残留物清洗。


优选地,将清洗后的若干所述第一金属材料挂上镀膜治具,并确保任何两


个所述第一金属材料之间没有重叠。进一步地,将放置好的所述镀膜治具放入


所述镀膜机的炉体内,使炉体旋转测试,并确保任何两个所述第一金属材料之


间在旋转时不会相互碰撞。


作为上述方案的进一步改进,所述第一金属材料的镀膜要求为:L,82.42;


a,0.09;b,0.42;DE94<1.0,其中,L值代表颜色的白黑,L值越高代表越白,


越低代表越黑;a值代表颜色的红绿,a值越高代表越红,越低代表越绿;b值


代表颜色的黄蓝,b值越高代表越黄,越低代表越蓝;DE94代表色宽容度方程;


针对所述第一金属材料的镀膜要求,所述镀膜参数为镀膜温度:127℃,Ar:


380sccm,N2:10sccm,C2H2:29sccm,偏压:100V,50%,中频:35A;启动所


述镀膜机,所述镀膜机开始升温,升温至设定温度127℃后,开启偏压100V,


中频35A,通入Ar380sccm,N210sccm,C2H229sccm,并持续5分钟,5分钟后镀


膜结束。


作为上述方案的进一步改进,所述镀膜机的镀膜时间为60分钟。


本发明将金属材料置于镀膜机内进行加工,经过一系列离子与气体的反应


以及离子层层堆积,使金属表面的颜色发生变化,金属膜层稳定性强,膜层薄,


有更强的耐腐蚀性、产品表面光泽度高、防指纹耐脏污等优良特性满足了当代


人电子产品的需求。


本发明与现有技术相比具有下列优点:


1.表面附着力增强;


2.膜厚稳定性更强;


3.产品(指所述第一金属材料)表面光泽度高;


4.耐腐蚀性增强;


5.产品表面防指纹、耐脏污;


6.通过改变气体的流量以及气体的种类,可以改变产品表面颜色。


附图说明


图1为应用本发明较佳实施方式提供的在金属表面通过改变气体达到改变


颜色的膜层堆积的方法的膜层堆积方式图。


图2为图1中金属表面薄膜的颜色值示意图。


图3为图1中金属表面薄膜的厚度与镀膜时间的关系曲线图。


具体实施方式


为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实


施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅


用以解释本发明,并不用于限定本发明。


本发明的在金属表面通过改变气体达到改变颜色的膜层堆积的方法,其用


于在第一金属材料的表面通过改变气体达到改变所述第一金属材料表面的颜


色。本发明根据离子扩散的机理来改变有机材料的表面组成,在一定的温度、


时间下把金属材料放入镀膜机内,靶材在磁场以及Ar离子轰击的作用下离子


化,金属离子因扩散而沉积在另一种金属材料表面,从而使金属材料表面产生


一种带颜色以及附着力好的薄膜。


关于温度、时间是本案的关键,本发明在180度的温度下把所述第一金属


材料放入镀膜机内,所述镀膜机内设置有第二金属材料,所述第二金属材料作


为靶材,所述靶材在磁场以及氩Ar离子轰击的作用下离子化,所述第二金属材


料的金属离子因扩散而沉积在所述第一金属材料的表面,从而使所述第一金属


材料的表面产生一种带颜色的薄膜,所述薄膜附着在所述第一金属材料的表面,


所述镀膜机的制程时间为一个小时。


如图1所示,从A-B-C-D整个膜层堆积方式,在靶材通电(负极),通入氩


气,氩离子在靶材后方所放置磁铁磁场的作用下,氩离子撞击靶材后将Cr靶材


(也就是说第二金属材料为铬Cr),产生Cr离子。然后再通入气体附着与Cr


离子表面,产生CrC、Cr离子附着与产品表面。由于各个离子层的颜色不一样,


通过各层颜色的叠加产生颜色的变化,从而达到所需的效果。在膜层叠加过程


中,也需考虑到膜层的致密性,膜层致密性越好则后续的功能性越佳。


温度180度,时间1h并不是随便得到的,由于本产品即所述第一金属材料


存在功能性要求,如膜厚、百格、色差、耐磨性、化学品等测试,因此,常规


的其它温度与时间将无法满足所需要的功能性测试。温度:由于产品在高温下


会存在放气现象,放气量会影响真空度从而影响最终产品的颜色。所以,当改


变温度时,颜色将随之改变。时间:产品即所述第一金属材料的表面膜层厚度


有严格管控,而影响膜层厚度的最主要因素就是时间。结合温度与时间的这些


影响因素,设定温度180度、时间1h的条件,事实证明,经过测试,在温度


180度的条件下镀膜时间在50-65分钟时,膜厚均在所管控的范围。结合各种


公差,建议镀膜时间60分钟最佳。


在实施时,所述在金属表面通过改变气体达到改变颜色的膜层堆积的方法


可以包括以下步骤:


1.产品进行清洗作业,将产品放置于清洗槽内,使用清洗药水将产品表面


残留的油、蜡、脏污清洗。确保镀膜前产品表面不存在任何脏污,防止影响后


续镀膜效果,避免脱膜、脏污、色差等现象的产生。


2.将清洗后的产品挂上镀膜治具,放置时避免产生指纹。确保产品与产品


之间没有重叠。防止镀膜时重叠区域无法产生膜层或者产生色差。


3.将放置好的镀膜治具放入炉内,使炉体旋转测试,确保产品与产品之间


在旋转时不会相互碰撞。


4.镀膜要求,如图2及图3所示,L:82.42,a:0.09,b:0.42,DE94<1.0,


其中,L值代表颜色的白黑,L值越高代表越白,越低代表越黑;a值代表颜色


的红绿,a值越高代表越红,越低代表越绿;b值代表颜色的黄蓝,b值越高代


表越黄,越低代表越蓝;DE94代表色宽容度方程。根据此镀膜要求调定镀膜参


数,温度:127℃,Ar:380sccm,N2:10sccm,C2H2:29sccm,偏压:100V,


50%,中频:35A。启动镀膜机,镀膜机开始升温,升温至设定温度127℃后,


开启,偏压100V,中频35A,通入Ar380sccm,N210sccm,C2H229sccm,并持续


5分钟。


5.5分钟后,镀膜结束。将产品取出测量。


本发明将金属材料置于镀膜机内进行加工,经过一系列离子与气体的反应


以及离子层层堆积,使金属表面的颜色发生变化,金属膜层稳定性强,膜层薄,


有更强的耐腐蚀性、产品表面光泽度高、防指纹耐脏污等优良特性满足了当代


人电子产品的需求。


本发明与现有技术相比具有下列优点:


1.表面附着力增强;


2.膜厚稳定性更强;


3.产品(指所述第一金属材料)表面光泽度高;


4.耐腐蚀性增强;


5.产品表面防指纹、耐脏污;


...

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图1
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