[发明专利]一种装饰防护涂层及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装饰兼防护涂层及其合成方法，特别涉及一种黑色 或相近颜色的硬质装饰防护涂层及其合成方法。

背景技术

黑色及其相近颜色作为高雅的流行颜色，日渐引起日用电子产品、 机械产品、手机、手表和真空镀膜界的关注。但是，在现有的这些彩色 薄膜中，存在着膜层硬度低和耐划伤能力弱、工艺的重复性差和膜层变 色等突出问题，制约着这类装饰防护涂层的生产和应用。

如申请日为2003年3月11日，申请号为03113917.5，名称为“一 种陶瓷制品的多弧离子镀膜方法”的发明专利，该方法在电弧离子真空 镀膜机中进行，包括用惰性气体(如氩气)清洗工件6-10分钟；进行粗 抽使真空度达到1.8-2.2Pa，然后精抽，使真空度达到3x10^-2Pa-5x10^-2Pa； 使工件旋转，并引弧30-40秒后，冲入氮气，控制镀膜时间在3-5分钟。 上述方法中阴极材料选用铜、铝、钛、钨、镍、银等其中一种，能制出 仿金、仿银、古铜等色调。该专利所述的方法不能产生黑色的颜色效果， 膜层硬度低，耐划伤能力弱，同时存在工艺的重复性差和膜层易变色等 问题。

如申请日为2002年12月26日，申请号为02805593.4，名称为“具 有白色涂层膜的个人装饰品及其制造方法”的发明专利。该专利公开了 一种装饰品，包括金属或陶瓷构成的基础制件，在基础制件上形成的底 层和着色层。着色层为不锈钢色的白色硬涂层膜，包括0.2-1.5μm厚度 的耐磨层和0.002-0.1μm的最外层(装饰性涂层)。耐磨层和最外层均可 通过物理气相沉积如溅射、电弧放电、离子镀和离子束喷射等方法形成。 按照LAB色空间，CIE色度仪体系，装饰性涂层色评价值在85<L<95， 1.5<A<4.0和4.5<B<6.5。采用该专利的制造方法不能得到黑色涂层。 该专利涂层共分三层：底层、耐磨层和装饰性涂层，存在着膜层表面硬 度和耐划伤能力不足、工艺复杂及保持其一致性的难度高和膜层表里不 一、色差大等突出问题，而且其中大量采用湿镀造成的环境污染及其与 后续的气相沉积层之间的结合力等问题都比较难以解决，制约着这类装 饰防护涂层的生产和应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种 低压气相沉积合成黑色及所需相近颜色的硬质装饰防护涂层，提高膜层 硬度和耐划伤能力，并避免膜层变色。

本发明所述涂层主要由硅-碳-氮三组元或钛-硅-碳-氮四组元构成， 原子百分比分别为：硅35％-43％，碳20％-27％，氮45％-30％，优选硅37％-40％， 碳20％-25％，氮43％-35％。或钛15％-27％，硅40％-30％，碳25％-13％，氮 20％-30％，优选钛18％-25％，硅37％-32％，碳15％-22％，氮30％-21％；涂层 厚度为1.0-8.0μm，优选厚度为2.0-4.0μm；厚度2.0μm以上涂层显微 硬度HV_0.020大于等于30Gpa，硅-碳-氮涂层HV_0.020为30-32Gpa，钛-硅 -碳-氮涂层HV_0.020为36-42Gpa；色度值范围硅-碳-氮涂层20<L<50， -5<A<5，-5<B<5，优选L＝41.9±1.5，-0.11<A<0.6，-1.15<B<-0.99。钛 -硅-碳-氮涂层30<L<50，-5<A<5，-5<B<5，优选L＝46.15±0.07， -0.66<A<0.11，-1.95<B<0.68。

另外，所述涂层与所欲涂覆的基体之间可添加过渡层，在所述黑色 涂层的外表面可附加其它涂层，例如防污或着色附加涂层。