一种镀膜材料及其制备方法

文档序号:3390329阅读:299来源:国知局

专利名称::一种镀膜材料及其制备方法
技术领域
:本发明是关于一种镀膜材料及其制备方法。
背景技术
:镀膜材料在航空、航天、化工、造船、通信等工业部门日益获得广泛的应用,然而,目前的镀膜材料的颜色比较单一,缺少鲜艳的颜色。例如,刘杨在天津商学院学报第25巻第3期,TiN、TiNC和TiC薄膜的制备及其性能研究中公开了,镀膜材料为不锈钢基材和镀覆在不锈钢基材表面的氮化钛层,该氮化钛层的厚度为5-10微米,其结果该镀膜材料的颜色为金黄色;膜材料为不锈钢基材和镀覆在不锈钢基材表面的碳氮化钛层,该碳氮化钛层的厚度为5-10微米,其结果该镀膜材料的颜色为深黄色;膜材料为不锈钢基材和镀覆在不锈钢基材表面的碳化钛层,该碳化钛层的厚度一般为5-10微米,其结果该镀膜材料的颜色为灰色。但是,上述镀膜材料的颜色是基材表面镀覆的物质的本身的颜色,即使按照本发明的方法调节膜层的厚度也不能得到不同的颜色,因此,现有的镀膜材料的颜色比较单一,缺少鲜艳的颜色。
发明内容本发明的目的是为了克服现有镀膜材料的颜色比较单一,缺少鲜艳的颜色的缺陷,提供一种性能良好且颜色丰富、色彩绚丽的镀膜材料。本发明提供了一种镀膜材料,其中,该材料包括基材和镀覆在基材表面的二氧化钛层。.本发明还提供了一种镀膜材料的制备方法,其中,该方法包括在溅射条件下,在氧化性气氛下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到基材上以在基材表面形成二氧化钛层,所述磁控靶为钛靶。在保证具有较好的结合力、耐磨性、耐腐蚀性和较小的表面粗糙度的同时,本发明的镀膜材料颜色丰富,可以调试出黄、黄褐、橙红、红、紫红、紫、蓝紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿等颜色,以及它们之间的过渡颜色,且性能优越,色彩鲜艳。具体实施例方式本发明提供了一种镀膜材料,其中,该材料包括基材和镀覆在基材表面的二氧化钛层。所述二氧化钛层的厚度可以为10-500纳米,优选为20-350纳米。根据本发明,所述镀膜材料还可以包括位于二氧化钛层表面的氧化铝层或钛层。所述氧化铝层的厚度可以为5-500纳米,优选为10-350纳米;所述钛层的厚度为2-50纳米,优选为5-35纳米。所述镀膜材料还包括位于氧化铝层或钛层表面的二氧化钛层。所述二氧化钛层的厚度为5-500纳米,优选为10-350纳米。所述基材可以为不锈钢、钛、铬、铝、锡、镁、锌、钛合金、铝合金、镁合金或玻璃,优选为不锈钢、钛、铬。本发明的发明人通过研究发现,当所述镀膜材料的基材和镀覆在基材表面的膜系结构确定时,随着镀覆在基材表面的每层薄膜的厚度的变化,镀膜材料的颜色会相应地发生变化。本发明所有表格中的厚度的单位均为纳米。例如,当所述镀膜材料中基材为不锈钢且在基材表面只镀覆有二氧化钛层时,镀膜材料的颜色随二氧化钛层的厚度变化而变化的结果如下表1所示。6表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>当所述镀膜材料中基材为不锈钢且从基材表面由内向外依次镀覆有二氧化钛层、氧化铝层和位于氧化铝层表面的二氧化钛层时,镀膜材料的颜色随二氧化钛层、氧化铝层和位于氧化铝层表面的二氧化钛层各层的厚度变化而变化的结果如下表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>当所述镀膜材料中基材为不锈钢且从基材表面由内向外依次镀覆有二氧化钛层、钛层和位于钛层表面的二氧化钛层时,镀膜材料的颜色随二氧化钛层、钛层和位于钛层表面的二氧化钛层各层的厚度变化而变化的结果如下表3所示。表3二氧化钛层厚度钛层厚度位于钛层表面的二氧化钛层厚度颜色1010143紫红色2510143紫色5510143黄绿色12510143红色25510143红色37510143红紫色50010143红紫色140633监-1401033蓝紫色1401433紫色1402833红色1404033紫红色1802020黄绿色1802050蓝紫色18020120黄色18020150紫色18020175'监18020202绿色18020306蓝绿色18020440蓝绿色9015120黄色2卯3050监.2903025黄色22040115黄色18035195绿色当所述镀膜材料中基材为钛且在基材表面只镀覆有二氧化钛层时,镀膜材料的颜色随二氧化钛层的厚度变化而变化的结果如下表4所示。9覆4厚度颜色厚度颜色厚度颜色20黄色133橙红色225黄色25黄褐色137粉红色235橙黄色30橙红色150紫红色245粉红色34红色163紫色258紫红色40紫色173312绿色52185蓝绿色384红色60蓝绿色194绿色450绿色105黄色200浅黄绿色500红色125橙黄色210黄绿色当所述镀膜材料中基材为钛且从基材表面由内向外依次镀覆有二氧化钛层、氧化铝层和位于氧化铝层表面的二氧化钛层时,镀膜材料的颜色随二氧化钛层、氧化铝层和位于氧化铝层表面的二氧化钛层各层的厚度变化而变化的结果如下表5所示。表5二氧化钛层厚度氧化铝层厚度位于氧化铝层表面的二氧化钛层厚度颜色608260蓝绿色508260'监-^"fii408260紫色308260红色108260黄色606260蓝色605060紫色603560紫红色601760红色60560橙黄色608240'监.^fit608230蓝紫色608220紫色608212红色1002380绿色1001380蓝绿色1004080黄绿色1007380黄色续表5二氧化钛层厚度氧化铝层厚度位于氧化铝层表面的二氧化钛层厚度颜色657380绿色357380紫色3573100蓝绿色3573110绿色3573120黄绿色3573190红色35123200绿色110123200红色11063190黄色1063190红色20063190黄绿色380113220红色1063190红色7124061绿色70220627234060红紫色7241161绿色61101421蓝绿色17324758黄绿色19324758黄绿色203247289黄绿色193237269黄绿色95244159黄绿色17382173绿色18582173绿色20082173黄绿色13582193红色1592123黄绿色15162163蓝绿色1410143当所述镀膜材料中基材为钛且从基材表面由内向外依次镀覆有二氧化钛层、钛层和位于钛层表面的二氧化钛层时,镀膜材料的颜色随二氧化钛层、钛层和位于钛层表面的二氧化钛层各层的厚度变化而变化的结果如下表6所ii<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>当所述镀膜材料中基材为铬且在基材表面只镀覆有二氧化钛层时,镀膜<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>当所述镀膜材料中基材为铬且从基材表面由内向外依次镀覆有二氧化钛层、氧化铝层和位于氧化铝层表面的二氧化钛层时,镀膜材料的颜色随二氧化钛层、氧化铝层和位于氧化铝层表面的二氧化钛层各层的厚度变化而变化的结果如下表8所示。表8二氧化钛层厚度氧化铝层厚度位于氧化铝层表面的二氧化钛层厚度颜色608260蓝绿色508260蓝紫色408260紫红色308260红色108260黄色606260-监."^^i605060紫色603560紫红色601760橙红色60560黄色608240'监."fit608230紫色608220紫色608212红色1002380绿色1001380蓝绿色1004080黄绿色1078257黄色2078257黄绿色1828257蓝绿色1928257绿色15016448绿色1806390蓝绿色1906390绿色30963卯绿色39063卯红色5782150紫色5782170蓝绿色20782430黄绿色19582430绿色195822卯绿色692572卯蓝绿色当所述镀膜材料中基材为铬且从基材表面由内向外依次镀覆有二氧化钛层、钛层和位于钛层表面的二氧化钛层时,镀膜材料的颜色随二氧化钛层、钛层和位于钛层表面的二氧化钛层各层的厚度变化而变化的结果如下表9所14表9二氧化钛层厚度钛层厚度位于钛层表面的二氧化钛层厚度颜色582058紫色1010143紫红色3010143紫色40101435010143蓝绿色6010143绿色13010143红紫色17010143'监-^fii24010143粉红色25010143红紫色38010143紫红色50010143红紫色583253紫色584253582253紫色581253黄色58253黄色581393紫色671383紫色8015606815163紫色6815183紫色6815203蓝色6815273紫色6815300'监.^fi^6815320蓝绿色6815431-监-^^i^12712177黄绿色12718177绿色12735177蓝绿色7730177蓝绿色7750177绿蓝色7710177紫色本发明提供了一种镀膜材料的制备方法,其中,该方法包括在溅射条件15下,在氧化性气氛下,在磁控革E上施加电源使磁控耙上的耙材物质溅射并沉积到基材上以在基材表面形成二氧化钛层,所述磁控靶为钛靶。该方法还包括在溅射条件下,在氧化性气氛下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的耙材物质溅射并沉积到位于基材表面上的二氧化钛层上以在二氧化钛层上形成氧化铝层,所述磁控靶为铝靶。该方法还包括在溅射条件下,在惰性气体气氛下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到位于基材表面上的二氧化钛层上以在二氧化钛层上形成钛层,所述磁控靶为钛靶。该方法还包括在溅射条件下,在氧化性气氛下,在磁控耙上施加电源使磁控靶上的耙材物质溅射并沉积到氧化铝层或钛层上以在氧化铝层或钛层上形成二氧化钛层,所述磁控靶为钛靶。上述镀膜材料是使用磁控溅射离子镀设备制备的,所述磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架和磁控耙,所述基材放置在工件架上。所述靶材含有靶材物质,可以为单元素耙(即一个靶材中只含有一种靶材物质)或多元素靶(即一个靶材中含有多种靶材物质),优选为单元素靶,靶材物质的纯度优选为大于99.9%。可以根据膜层的组成来选择靶材物质的种类。例如,当在基材上镀二氧化钛时,靶材物质为钛;当在基材上镀氧化铝时,靶材物质为铝。所述磁控靶优选为对靶结构,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,并与整个真空室相绝缘。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。所述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。16其中,所述磁控溅射条件包括电源的功率可以为2-18千瓦,优选为8-16千瓦;磁控溅射的绝对压力可以为0.1-2帕,优选为0.2-0.6帕;温度可以为0-200。C,优选为20-150°C。所述溅射的功率和时间使所述在基材表面形成的二氧化钛层的厚度为10-500纳米,优选为20-350纳米;使所述在二氧化钛层上形成的氧化铝层的厚度为5-500纳米,优选为10-350纳米;使所述在二氧化钛层上形成的钛层的厚度为2-50纳米,优选为5-35纳米;使所述在氧化铝层或钛层上形成的二氧化钛的厚度为5-500纳米,优选为10-350纳米。形成所述位于基材表面的二氧化钛层的溅射时间可以为10-400分钟,优选为20-350分钟;形成所述位于二氧化钛层表面的氧化铝层的溅射时间可以为5-400分钟,优选为10-300分钟;形成所述位于二氧化钛层表面的钛层的溅射时间可以为0.2-10分钟,优选为0.5-5分钟;形成所述位于氧化铝层或钛层表面的二氧化钛层的溅射时间可以为5-400分钟,优选为10-350分钟。为了得到想要的颜色的镀膜材料,本领域技术人员可以根据本发明的内容提供的镀膜材料的颜色,选择相应的基材和镀覆在基材表面的膜系结构以及每层薄膜的厚度,并在所述功率范围内选择适当的功率,调节溅射时间,在所述磁控溅射条件下进行磁控溅射,即可得到所需颜色的镀膜材料。根据本发明,所述二氧化钛层和氧化铝层的气氛均为氧化性气氛,所述氧化性气氛可以为惰性气体与氧气的混合气体气氛;所述惰性气体可以为氦气和/或氩气。所述惰性气体与氧气的流量比可以为1:1-3,所述氧气的流量可以为50-300标准毫升/分钟(sccm),优选为100-250sccm。通过使惰性气体与氧气的流量比以及氧气的流量在上述范围内,可以保证所要镀覆的膜层为二氧化钛层或氧化铝层,而非钛层或铝层。17形成所述钛层的气氛为惰性气体气氛,所述惰性气体的流量只要使溅射时的绝对压力达到0.1-2帕即可,优选为0.3-0.6帕,所述惰性气体可以为氦气和/或氩气。在进行溅射之前,本发明提供的磁控溅射离子镀方法还可以包括在进行磁控溅射离子镀之前对磁控靶进行清洗的步骤。对磁控靶进行清洗的步骤可以在对基材进行清洗和活化的步骤之前。对磁控靶进行清洗的方法已为本领域技术人员所公知,例如,可以通过在0.1-2帕,优选为0.3-0.6帕的压力下在磁控耙上施加电源而对磁控靶进行清洗,该电源的频率可以为10-150千赫,优选为10-100千赫;该电源的功率可以为2-18千瓦,优选为8-16千瓦。为了提高镀膜材料的结合力,优选情况下,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活化。所述活化的方法可以是本领域技术人员所公知的方法,例如,在活化条件下对基材施加偏压电源。所述活化条件可以是本领域常规使用的条件,例如,气氛可以为惰性气氛,压力可以为0.2-0.5帕,偏压可以为100-1500伏,占空比可以为30-80%,活化的时间可以为10-20分钟。所述惰性气体可以为氦气和/或氩气。为了在溅射过程中对形成的薄膜进行清洗,提高薄膜的附着力,可以在基材上施加偏压电源,偏压电源的偏压可以为50-250伏,优选为100-150伏;占空比为20-70%,优选为30-50%。所述磁控溅射离子镀设备还可以包括偏压装置,偏压装置可以为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。优选情况下,所述镀膜材料的制备方法还包括在进行洗靶和活化基材之前,对于表面有油污的基材进行前处理,例如,对基材进行机械抛光、磨砂或拉丝后,进行超声波清洗。可以根据需要,对于想得到光滑触感的镀膜材料的基材进行机械抛光后进行超声波清洗;对于想得到磨砂触感的镀膜材料的基材进行磨砂后进行超声波清洗;在进行磁控溅射离子镀之前对于想得到条状触感的镀膜材料的基材进行拉丝后进行超声波清洗。所述机械抛光、磨砂或拉丝以及超声波清洗的方法已为本领域技术人员所公知,在此不再重复。根据该优选方式,镀膜材料的结合力、耐磨性和耐腐蚀性更好,并且表面粗糙度更小。本领域的技术人员还可以根据本发明提供的镀膜材料的启示,根据需要,制备其它不同膜系的镀膜材料,例如,在基材上依次形成①二氧化钛层、二氧化硅层、二氧化钛层;②二氧化钛层、二氧化硅层、二氧化钛层、二氧化硅层、二氧化钛层;③二氧化硅层、二氧化钛层、二氧化硅层、二氧化钛层;④二氧化钛层、氧化铝层、二氧化钛层、氧化铝层、二氧化钛层;(D氧化铝层、二氧化钛层、氧化铝层、二氧化钛层;二氧化钛层、氟化镁层、二氧化钛层等;可以在本发明所述的膜层的总厚度范围内根据需要调节各层膜的厚度,调试出不同颜色的镀膜材料。另外,本发明的镀膜材料除可以用离子镀方法制得以外,还可以使用蒸镀等其它的镀膜方法制得,优选使用离子镀的方法制得,更优选使用磁控溅射离子镀的方法制得。下面采用具体实施例对本发明进行进一步详细说明。实施例1本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。1、前处理采用东莞市晶密机械设备有限公司生产的抛光机(JM-101型号)用江门杰利信抛磨材料有限公司生产的黄色中粗抛光油膏(SBT-600型号)在1200转/分钟的抛光轮转速下对不锈钢基材(316L型号)进行粗抛10分钟,再用白色精抛油膏(SBW-804型号)在1500转/分钟的抛光轮转速下对镁合金进行精抛10分钟。19(2)超声波清洗对不锈钢基材进行超声波清洗,对上述抛光后的工件依次浸泡在常温除腊水、除油粉溶液及7(TC去离子水中进行超声波清洗,清洗时间依次为5分钟、5分钟、IO分钟,各步间水洗。其中除腊水和除油粉均为麦德美精细化工有限公司专用产品。2、镀膜材料的制备采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机,北京北仪创新真空技术有限责任公司制造,型号为JP-700),该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置,加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控靶为对靶结构,包括三对钛靶。对靶的两个靶之间的距离为18厘米,对靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连。不锈钢基材固定在工件架上,不锈钢基材位于对靶之间,与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。先将真空室中绝对压力调至5X10—3帕,然后往真空室中充入氩气,直至压力为0.4帕,温度调至9(TC,启动偏压电源,调节偏压至800伏,占空比为50。%,对基材进行活化15分钟。维持上述操作,不同的是,启动三对钛靶(即打开与钛靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀,与钛靶连接的电源的功率为12千瓦,同时打开所述偏压电源,偏压电源的偏压为130伏,占空比为40%,工件架的转速为4转/分钟,同时通入氧气,维持真空室内压强不变,调整氩气与氧气的流量比为1:2,时间为58分钟,在不锈钢基材表面形成二氧化钛层。关闭钛靶、偏压电源并停止通入氧气,自然冷却至3(TC时,取出不锈钢基材,用深圳高圣电子技术有限公司ELLIP-E型椭圆偏振仪测得不锈钢基材表面的二氧化钛层厚度为156纳米,颜色为紫红色,记作镀膜材料A1。20本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。按照与实施例1相同的方法对不锈钢基材(316L型号)进行前处理后,按照下述方法制备镀膜材料采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机,北京北仪创新真空技术有限责任公司制造,型号为JP-700),该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置,加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控靶为对靶结构,包括两对钛靶和一对铝靶。对靶的两个靶之间的距离为18厘米,对靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连。不锈钢基材固定在工件架上,不锈钢基材位于对靶之间,与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。先将真空室中绝对压力调至5X10^帕,然后往真空室中充入氩气,直至压力为0.2帕,温度调至3(TC,启动偏压电源,调节偏压至300伏,占空比为30%,对基材进行活化10分钟。维持上述操作,不同的是,启动一对钛靶(即打开与钛靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀,与钛耙连接的电源的功率为8千瓦,同时打开所述偏压电源,偏压电源的偏压为100伏,占空比为30%,工件架的转速为2转/分钟,同时通入氧气,维持真空室内压力不变,调整氩气与氧气的流量比为1:1,此时氧气的流量为100sccm,时间为320分钟,在不锈钢基材表面形成二氧化钛层。然后,维持上述操作,不同的是,关闭钛靶,同时打开一对铝靶,(即打开与铝靶连接的电源),时间为143分钟,在上述二氧化钛层表面上形成氧化铝层。再维持上述操作,不同的是,关闭铝靶,同时打幵另一对钛靶,(即打开与钛靶连接的电源),时间为87分钟,在上述氧化铝层表面上形成位于层表面的二氧化钛层。关闭钛靶、偏压电源并停止通入氧气,自然冷却至3(TC时,取出不锈钢基材,用深圳高圣电子技术有限公司ELLIP-E型椭圆偏振仪测得不锈钢基材表面由内向外,二氧化钛层、氧化铝层和位于氧化铝层表面的二氧化钛层的厚度分别为196纳米、86纳米、52纳米,颜色为绿色,记作镀膜材料A2。实施例3本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。按照与实施例l相同的方法对不锈钢基材(316L型号)进行前处理后,按照下述方法制备镀膜材料采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机,北京北仪创新真空技术有限责任公司制造,型号为JP-700),该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置,加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控耙为对靶结构,包括三对钛靶。对靶的两个靶之间的距离为18厘米,对耙与一个频率为40千赫的电源的正负极相连。不锈钢基材固定在工件架上,不锈钢基材位于对耙之间,与一对耙的两个耙之间的距离相等。偏压装置为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。先将真空室中绝对压力调至5X10—3帕,然后往真空室中充入氩气,直至压力为0.5帕,温度调至150'C,启动偏压电源,调节偏压至1200伏,占空比为80%,对基材进行活化20分钟。维持上述操作,不同的是,启动一对钛靶(即打开与钛靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀,与钛靶连接的电源的功率为16千瓦,同时打开所述22偏压电源,偏压电源的偏压为150伏,占空比为50%,工件架的转速为6转/分钟,同时通入氧气,维持真空室内压强不变,调整氩气与氧气的流量比为1:3,此时,氧气的流量为250sccm,时间为61分钟,在不锈钢基材表面形成二氧化钛层。然后,维持上述操作,不同的是,停止通入氧气,同时通入氩气,直至压力为0.5帕,时间为70秒钟,在上述二氧化钛层表面上形成钛层。再维持上述操作,同时通入氧气,维持真空室内压力不变,调整氩气与氧气的流量比为1:2,此时,氧气的流量为150sccm,时间为55分钟,在上述钛层表面上形成位于层表面的二氧化钛层。关闭钛靶、偏压电源并停止通入氧气,自然冷却至3(TC时,取出不锈钢基材,用深圳高圣电子技术有限公司ELLIP-E型椭圆偏振仪测得不锈钢基材表面由内向外,二氧化钛层、钛层和位于钛层表面的二氧化钛层的厚度分别为80纳米、20纳米、62纳米,颜色为蓝色,记作镀膜材料A3。实施例4本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。按照与实施例i相同的方法对基材进行前处理后制备镀膜材料,不同的是,采用钛基材代替不锈钢基材(316L型号)。形成二氧化钛层的时间为115分钟,同样方法测得其厚度为312纳米,制得颜色为绿色的镀膜材料A4。本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。按照与实施例2相同的方法对基材进行前处理后制备镀膜材料,不同的是,采用钛基材代替不锈钢基材(316L型号),钛基材表面由内向外,形成二氧化钛层、氧化铝层及位于氧化铝层表面二氧化钛层的时间分别为80分23钟、138分钟、100分钟,厚度分别为48纳米、83纳米、60纳米,制得颜色为蓝色的镀膜材料A5。实施例6本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。按照与实施例3相同的方法对基材进行前处理后制备镀膜材料,不同的是,采用钛基材代替不锈钢基材(316L型号)。钛基材表面由内向外,形成二氧化钛层、钛层及位于钛层表面二氧化钛层的时间分别为50分钟、58秒钟、43分钟,厚度分别为65纳米、17纳米、56纳米,制得颜色为紫色的镀膜材料A6。实施例7本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。按照与实施例l相同的方法对基材进行前处理后制备镀膜材料,不同的是,采用铬基材代替不锈钢基材(316L型号)。形成二氧化钛时间为21分钟,同样方法测得二氧化钛层的厚度为57纳米,制得颜色为蓝色的镀膜材料A7。实施例8本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。按照与实施例2相同的方法对基材进行前处理后制备镀膜材料,不同的是,采用铬基材代替不锈钢基材G16L型号)。铬基材表面由内向外,形成二氧化钛层、氧化铝层及位于氧化铝层表面二氧化钛层的时间分别为30分钟、145分钟、100分钟,厚度分别为18纳米、87纳米、60纳米,制得颜色为黄色的镀膜材料A8。实施例9本实施例说明本发明的镀膜材料及其制备方法。按照与实施例3相同的方法对基材进行前处理后制备镀膜材料,不同的是,采用铬基材代替不锈钢基材(316L型号)。铬基材表面由内向外,形成二氧化钛层、钛层及位于钛层表面二氧化钛层的时间分别为192分钟、100秒钟、24分钟,厚度分别为250纳米、30纳米、31纳米,制得颜色为红色的镀膜材料A9。实施例10-18该实施例用于测定实施例1-9制得的镀膜材料的薄膜的性能。使用下述方法测定实施例1-9制备的镀膜材料Al-A9的结合力、耐磨性、耐腐蚀性和表面粗糙度以及色度值。(1)结合力测试分别在实施例1-9制备的镀膜材料A1-A9的表面上用锋利的刀刃划出大小均匀的间隔为1毫米的小方格个数100(划痕深度控制在保证膜下基体金属暴露),统计膜脱落的小方格数N1,在膜上的划格区域贴上宽度为24毫米的透明胶带(3M公司生产的600型号胶带),并保证胶带与有方格的膜之间结合紧密。5分钟后,用一垂直膜面的力将胶带揭起,并再次统计膜脱落的小方格数N2。评估方法如下采用百分制,膜结合力分数400-(Nl+N2),膜结合力分数越大,说明结合力越好。评测结果如下表ll所示。(2)耐磨性测试耐磨性测定分别将实施例1-9中得到的镀膜材料放入振动研磨机中连续振动研磨2小时后取出产品,观察工件的棱角和表面(即非棱角部位)的膜层是否有脱落。评测结果如下表ll所示。(3)耐腐蚀性测试耐腐蚀性通过盐雾试验衡量,盐雾试验方法为将实施例l-9制备的镀膜材料Al-A9分别置于无锡市苏南试验设备有限公司生产的YWX/Q-250型盐雾腐蚀试验箱内,在35"C下用浓度为5重量%的氯化钠水溶液喷溅2小时后,取出后再将制品置于另外一个温度为40°C、相对湿度为80%的恒温恒湿箱中,观察合金制品,记录在多长时间后制品表面出现异常,时间越长,说明膜层的耐腐蚀性越好。测试结果如下表ll所示。(4)表面粗糙度测试表面粗糙度采用上海蔡康光学仪器有限公司JB-3C型号粗糙度测试仪进行测试。用仪器的划针在工件表面移动一段距离,通过与划针连接的微机处理器将划针走出的波形放大并测量其波峰与波谷间距,由指示表读出工件的表面粗糙度Ra值。Ra值越小,说明薄膜的粗糙度越小。测定结果如下表11所示。(5)色度值测试采用EHSY公司生产的L190531型号全面色度测量仪,测量其色度Lab(CIE)值。其中,L表示明度指数,a表示红绿色品指数,b表示黄蓝色品指数。26<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>权利要求1、一种镀膜材料,其特征在于,该材料包括基材和镀覆在基材表面的二氧化钛层。2、根据权利要求1所述的镀膜材料,其中,所述二氧化钛层的厚度为10-500纳米。3、根据权利要求1所述的镀膜材料,其中,该材料还包括位于二氧化钛层表面的氧化铝层或钛层。4、根据权利要求3所述的镀膜材料,其中,所述氧化铝层的厚度为5-500纳米,所述钛层的厚度为2-50纳米。5、根据权利要求3或4所述的镀膜材料,其中,该材料还包括位于氧化铝层或钛层表面的二氧化钛层。6、根据权利要求5所述的镀膜材料,其中,所述二氧化钛层的厚度为5-500纳米。7、根据权利要求1所述的镀膜材料,其中,所述基材为不锈钢、钛、铬、铝、锡、镁、锌、钛合金、铝合金、镁合金或玻璃。8、权利要求1所述的镀膜材料的制备方法,其特征在于,该方法包括在溅射条件下,在氧化性气氛下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到基材上以在基材表面形成二氧化钛层,所述磁控靶为钛靶。9、根据权利要求8所述的方法,其中,所述溅射条件包括电源的功率为2-18千瓦,磁控溅射的绝对压力为0.1-2帕,温度为0-200。C,形成所述位于基材表面的二氧化钛层的溅射时间为10-400分钟。10、根据权利要求8所述的方法,其中,该方法还包括在溅射条件下,在氧化性气氛下,在磁控耙上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到位于基材表面上的二氧化钛层上以在二氧化钛层上形成氧化铝层,所述磁控耙为铝耙;或者在溅射条件下,在惰性气体气氛下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到位于基材表面的二氧化钛层上以在二氧化钛层上形成钛层,所述磁控靶为钛靶。11、根据权利要求IO所述的方法,其中,所述溅射条件包括电源的功率为2-18千瓦,磁控溅射的绝对压力为0.1-2帕,温度为0-20(TC,形成所述位于二氧化钛层表面的氧化铝层的溅射时间为5-400分钟,形成所述位于二氧化钛层表面的钛层的溅射时间为0.2-10分钟。12、根据权利要求10所述的方法,其中,该方法还包括在溅射条件下,在氧化性气氛下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到氧化铝层或钛层上以在氧化铝层或钛层上形成二氧化钛层,所述磁控靶为钛靶。13、根据权利要求12所述的方法,其中,所述溅射条件包括电源的功率为2-18千瓦,磁控溅射的绝对压力为0.1-2帕,温度为0-200°C,形成所述位于氧化铝层或钛层表面的二氧化钛层的溅射时间为5-400分钟。14、根据权利要求8、10或12所述的方法,其中,所述氧化性气氛为惰性气体与氧气的混合气体,所述惰性气体与氧气的流量比为1:1-3,所述氧气的流量为50-300标准毫升/分钟。15、根据权利要求8或IO所述的方法,其中,所述基材为不锈钢、钛、铬、铝、锡、镁、锌、钛合金、铝合金、镁合金或玻璃。全文摘要本发明提供了一种镀膜材料,其中,该材料包括基材和镀覆在基材表面的二氧化钛层。在保证具有较好的结合力、耐磨性、耐腐蚀性和较小的表面粗糙度的同时,本发明的镀膜材料颜色丰富,可以调试出黄、黄褐、橙红、红、紫红、紫、蓝紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿等颜色,以及它们之间的过渡颜色,且性能优越,色彩鲜艳。文档编号C23C14/08GK101469398SQ200710160658公开日2009年7月1日申请日期2007年12月26日优先权日2007年12月26日发明者清宫,旺张,苏喜林,郭丽芬申请人:比亚迪股份有限公司
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