[发明专利]基于磁控共同溅射技术在不锈钢基材上制备的装饰性涂层

说明书

基于磁控共同溅射技术在不锈钢基材上制备的装饰性涂层，该装饰性涂层的膜系包含一个到多个化合物涂层，每个化合物涂层由一个部分至全部与氮N反应的硅‑铬合金组成。该装饰性涂层膜系适用于在不锈钢带材或不锈钢片材上进行的大面积装饰性涂层的镀膜，镀膜材料适合与不锈钢基材材料结合，不锈钢基材材料已经具有一个惰性的抗腐蚀保护，镀膜材料元素之间以及与不锈钢基材材料的合金元素之间具有一个较低的电化电势差，可防止电化学腐蚀；拥有一个较高的表面硬度；对基材材料的优异附着性；可获得各种各样不同的颜色。

技术领域

本发明涉及一种真空镀膜装饰性涂层，更具体地说是指一种基于磁控共同溅射技术在不锈钢基材上制备的装饰性涂层。

背景技术

装饰性涂层被广泛应用在日常生活中。该涂层在产品设计及建筑设计的使用上不仅提升了外观以及环境舒适性，而且还具备其它的功能特性，比如：增加耐磨性以及防腐蚀性。传统的装饰性镀膜方法是涂装和上漆。在工业应用的装饰性镀膜方法中，粉末涂敷着色工艺比较具有优势且占据了支配地位，其具有良好的性能和理想的颜色。但对于金属涂层来说，金属的光泽会被较厚的涂敷层所遮盖。与理想的薄的涂敷层相比，较厚的涂敷层所要求的原料消耗也更高。

将较薄的装饰性涂层应用到金属片材或金属条带上的一个比较成熟的工艺方法是采用邻近染色和密封处理的阳极氧化铝。对此，有一个方法已经在1963年的美国专利US3079309 A中有过描述，清洁铝制工件，然后使其经过预处理，比如：化学刻蚀处理。也可选择对其进行增亮处理，例如：在将坯料浸入电解液中进行阳极氧化处理前先进行电解抛光处理。直接经过阳极氧化处理后的阳极氧化层是多孔的且能够吸附有色染料溶液。有许多的染色工艺比较接近目前已知的阳极氧化处理工艺，比如：在通交流电的电解槽中的电解液染色工艺或在溶液温度升高至沸点的染料溶液中蘸染工艺。在染色后一个密封处理被应用来封闭阳极氧化层上的孔隙而此时一些染料仍然被捕捉吸附储存在阳极氧化层的内部。上面所有描述的工艺步骤中都包含了对液体溶液的应用，因此废水处理是必要的。例如：电镀溶液的中和，比如硫酸或碱以及盐的沉淀物和染料颗粒物都是必需处理的。

另一种常见的将较薄的装饰性涂层应用到金属上的工业方法是蘸浸涂敷法，将工件浸入至水性溶液中以使金属表面具有抗腐蚀性并为金属表面提供一个装饰性的颜色。从1984年的美国专利US 4631093 A中描述到该方法的发明者已经注意到环境方面的问题。他发明了一种无铬酸盐的蘸浸溶液，例如：六价的和三价的铬氧化物会产生有毒性和污染危害，但是在使用蘸浸溶液之后，在废弃这些溶液之前仍然需要对它们进行必要的处理。

相较粉末涂敷着色或上漆工艺，PVD物理气相沉积涂层有着与染色产品类似的优势。它可以保持金属的光泽而同时应用多种不同的颜色。因此，与涂敷着色或上漆工艺相比，PVD工艺所镀的膜系涂层是非常薄的，同时使用的镀膜原材料也少得多。PVD工艺所镀涂层的一个特征是涂层在生长形成的过程中不使用任何化学液体如染色溶液或电解液。涂层材料在沉积到基材上之前在高真空环境下直接转变成气相。因此对于上述提及的涂镀技术，PVD镀膜技术是一种100%绿色环保无污染的替代技术。