[发明专利]复合镀金薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜材料技术领域，特别是涉及复合镀金薄膜及其制备方法。

背景技术

出于人们对金本身色彩及价值的追求，在高端装饰镀领域，镀金一直占据着很重要的范畴。其中，采用物理气相沉积(PVD)的真空磁控溅射镀金较以往化学镀、阳极氧化、粉末涂装等工艺，有着污染小、结晶细致、平滑光亮、内应力较小等明显优势。

随着现代镀膜技术发展，人们对镀金薄膜要求越来越高，希望在表面拥有金黄色泽的同时，薄膜在耐时效性、耐高温性、耐磨性、耐腐蚀性方面能够进一步提升，得到可以长时间保持光亮色泽的镀金薄膜。而传统PVD镀金技术，主要包括离子清洗、Ti/Cr纯金属打底，面层镀金等工序，其主要技术缺陷在于：(1)离子清洗中，为保证表面吸附气体和杂质原子的清除，所需时间较长，表面较复杂的基材尤其明显；(2)镀金层与打底金属之间结合力较差，较易磨损，且磨损后会漏出底层银白色金属色，观感变差。

发明内容

基于此，有必要提供一种镀金层与打底金属之间结合力强的复合镀金薄膜。

一种复合镀金薄膜，包括：

层叠于基材表面的金属打底层；

层叠于所述金属打底层之上的第一过渡层，该第一过渡层的材料为TiN/TiCN；

层叠于所述第一过渡层之上的第二过渡层，该第二过渡层的材料为TiN/Au；

层叠于所述第二过渡层之上的镀金层。

本发明在打底金属层和镀金层之间设置第一过渡层TiN/TiCN和第二过渡层TiN/Au，其中，第一过渡层TiN/TiCN本身即为光滑致密的仿金色过渡层薄膜，且呈柱状生长，配合第二过渡层TiN/Au，能够对第一过渡层的间隙进行填补，进而有效改善镀金层与TiN/TiCN之间的结合力。

由此，本发明的复合镀金薄膜，能够较现有技术显著提高镀金层与其余层之间的结合力，不易磨损，经测试具有高亮度、耐温、耐腐蚀、耐磨的优点，能够满足对镀金薄膜性能和色彩两方面的要求。

本发明的复合镀金薄膜能够广泛应用于高端装饰镀领域，如钟表、手机或其它电子产品，以及其它饰物、工艺品等。

在其中一个实施例中，所述第一过渡层的厚度为0.3～0.5μm；所述第二过渡层的厚度为0.05～0.1μm。合理控制第一过渡层和第二过渡层的厚度，能够进一步提高镀金层的附着力。

在其中一个实施例中，所述金属打底层的厚度为0.2～0.5μm；所述镀金层的厚度为0.1～0.2μm。

在其中一个实施例中，所述金属打底层的材料为Ti。

在其中一个实施例中，所述基材为不锈钢、钛及其合金或其他硬质合金(如镁铝合金)中的一种。

本发明还提供所述的复合镀金薄膜的制备方法，采用磁控溅射技术依次在所述基材上沉积所述金属打底层、第一过渡层、第二过渡层和镀金层。

在其中一个实施例中，所述磁控溅射技术为中频磁控溅射。

在其中一个实施例中，沉积所述第一过渡层的工艺条件如下：

采用Ti靶，先通入N₂生长TiN，再加入C₂H₂生长TiCN，N₂的流量为25～35sccm、C₂H₂的流量为5～15sccm；真空室压强：0.1～0.5Pa；Ti靶电流：10～40A；时间：30～90min；直流偏压：-50～-200V。

在第一过渡层的沉积中，关键调节在于N₂、C₂H₂的气流量及偏压。气量大小会对颜色L，a，b值产生影响；而偏压过小会影响粒子轰击能量导致膜层结合力偏差，过大则会造成电荷边缘积累出现边缘发白现象。通过对气量、沉积速率(靶电流、真空室压强)、偏压进行合理控制，可制备出高亮度、致密的第一过渡层TiN/TiCN，通用的测量颜色标准CIE1976(L*、a*、b*)来标定颜色，过渡层颜色L值为80-83，a值1-3，b值30-33，本身即为光滑致密的仿金色。

在其中一个实施例中，沉积所述第一过渡层的工艺条件如下：

采用Ti靶，先通入N₂生长TiN，再加入C₂H₂生长TiCN，N₂的流量为25～35sccm、C₂H₂的流量为5～10sccm；真空室压强：0.4～0.5Pa；Ti靶电流：25～40A；时间：50～90min；直流偏压：-50～-100V。