双层氮化铬涂布的制品及相关方法
【专利摘要】用于在基底上方形成氮化铬涂层的方法，以提供氮化铬涂布的制品，制得的氮化铬涂布的制品每个使用含有材料层的双层氮化铬。含有材料层的双层氮化铬包括：(1)第一氮化铬材料层，其具有第一厚度、第一均匀的铬浓度和第一均匀的氮浓度，其位于且形成于靠近提供制品的基底；及(2)第二氮化铬材料层，其具有第二厚度、第二梯度增加的铬浓度和第二梯度减小的氮浓度，其位于且形成于第一氮化铬材料层上。具体的含有材料层的双层氮化铬提供具有优异的反射性和抗裂性的制品。
【专利说明】
双层氮化铬涂布的制品及相关方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请与2013年12月4日申请的序列号为14/096,141，题为含铬涂布法及相关制 品（Chromium Containing Coating Method and Related Articles)的美国专利申请有 关，且优先权源于该美国专利申请，其内容通过引用全部并入本文。
[0003] 政府利益的声明
[0004] 不适用。
[0005] 背景
技术领域
[0006] 实施例涉及含氮化铬涂层。更具体地，实施例涉及高性能的含氮化铬涂层。
[0007] 相关技术描述
[0008] 含铬涂层是常见的涂层，其在多种工业产品和消费产品的情形中具有各种装饰应 用和功能应用。考虑到含铬涂层在这样多的工业产品和消费产品中的广泛适用性，需要的 是具有增强的性能特征的其他含铬涂层和其他含铬的涂布制品。
【发明内容】
[0009] 实施例包括：（1)在基底上形成含氮化铬涂层的方法，以提供含氮化铬的涂布制 品；和(2)由在基底上形成含氮化铬涂层的方法得到的含氮化铬的涂布制品。在实施例中， 含氮化铬的涂布制品包括含氮化铬的涂层，该含氮化铬的涂层位于并形成于基底上方，作 为双层含氮化铬材料层，其包括：（1)位于并形成于基底上方的第一氮化铬材料层，所述第 一氮化铬材料层具有第一厚度、第一均匀的铬浓度和第一均匀的氮浓度;和(2)位于并形成 于第一氮化铬材料层上的第二氮化铬材料层，所述第二氮化铬材料层具有第二厚度、作为 与第一氮化铬材料层的距离的函数的第二逐渐增加的铬浓度和第二逐渐减小的氮浓度。 [0010]根据实施例的含氮化铬的涂布制品其目的是提供与仅采用含铬涂层而不一定采 用含氮化铬涂层的相关制品相比相似的反射性和抗裂纹敏感性。
[0011]在所公开的实施例和所要求保护的发明的情形中，对于涂层材料层相对于基底或 另一涂层材料层使用术语"在……上方(over)"的目的是表示该涂层材料层相对于基底或 另一涂层材料层垂直对齐，但该涂层材料层不一定与该基底或另一涂层材料层接触。
[0012] 在所公开的实施例和所要求保护的发明的情形中，对于涂层材料层相对于基底或 另一涂层材料层使用术语"在……上(upon)"的目的是表示该涂层材料层相对于基底或另 一涂层材料层垂直对齐，但该涂层材料层也与该基底或另一涂层材料层接触。
[0013] 根据实施例，具体的制品包括基底。所述具体的制品还包括位于基底上方的第一 氮化铬材料层，所述第一氮化铬材料层具有第一厚度、第一均匀的铬浓度和第一均匀的氮 浓度。所述具体的制品还包括位于所述第一氮化铬材料层上的第二氮化铬材料层，所述第 二氮化铬材料层具有第二厚度、第二逐渐梯度增加的铬浓度和第二逐渐梯度减小的氮浓 度。
[0014] 根据实施例，另一具体的制品由基底组成。所述具体的制品也由位于基底上的第 一氮化铬材料层组成，所述第一氮化铬材料层具有第一厚度、第一均匀的铬浓度和第一均 匀的氮浓度。所述具体的制品也由位于所述第一氮化铬材料层上的第二氮化铬材料层组 成，所述第二氮化铬材料层具有第二厚度、第二逐渐梯度增加的铬浓度和第二逐渐梯度减 小的氮浓度。
[0015] 根据实施例，又一具体的制品由基底组成。所述具体的制品也由位于基底上的流 平材料层组成。所述具体的制品也由位于流平材料层上的第一氮化铬材料层组成，所述第 一氮化铬材料层具有第一厚度、第一均匀的铬浓度和第一均匀的氮浓度。所述具体的制品 也由位于第一氮化铬材料层上的第二氮化铬材料层组成，该第二氮化铬材料层具有第二厚 度、第二逐渐梯度增加的铬浓度和第二逐渐梯度减小的氮浓度。
[0016] 根据实施例，一种具体的方法包括在基底上方形成第一氮化铬材料层，所述第一 氮化铬材料层具有第一厚度、第一均匀的铬浓度和第一均匀的氮浓度。所述方法也包括在 基底上方且在第一氮化铬材料层上形成第二氮化铬材料层，所述第二氮化铬材料层具有第 二厚度、第二逐渐梯度增加的铬浓度和第二逐渐梯度减小的氮浓度。
[0017] 附图的简单说明
[0018] 如下文所述，在非限制性实施例的详细描述的情形中理解各实施例的目的、特征 和优势。在唯一的附图的背景下理解非限制性实施例的详细说明，该附图形成本公开的材 料部分，其中：
[0019] 图1示出了根据实施例的具有位于和形成于其上方的双层氮化铬材料层的基底的 示意性横截面简图。
[0020] 非限制性实施例的详细描述
[0021 ] I.双层氮化铬材料层涂布制品和方法的一般特征
[0022]根据实施例的双层氮化铬材料层涂层是对现有涂层的极大改善，其设计和意图用 于代替电镀铬涂层。根据实施例，这种双层氮化铬材料层涂层的创新的方面是在基底上或 上方沉积第一氮化铬材料层，所述第一氮化铬材料层主要是化学计量的氮化铬(CrN)(尽管 实施例不限制于化学计量的氮化铬)而不是纯铬。利用反应磁控溅射(或反应性电弧蒸发）， 化学计量的氮化铬第一氮化铬材料层可以直接沉积在有机聚合物基底或金属基底上，厚度 为至少大约200nm。厚度大于200nm的第一氮化络材料层涂层会表现出更好的耐磨性，但生 产成本也将更高。因此，根据实施例，化学计量的第一氮化铬材料层的优选的厚度范围是大 约200nm至大约lOOOnm，及更优选的是大约300nm至大约700nm。一旦达到第一氮化络材料层 所需要的厚度，可将第二氮化铬材料层置于且形成于第一氮化铬材料层上，以提供双层氮 化铬材料层。第二氮化铬材料层的组成作为第二氮化铬材料层的厚度的函数进行改变。为 此，不断增加第二氮化铬材料层内的铬含量并不断减小第二氮化铬材料层内的氮含量，直 到到达第二氮化铬材料层的表面（即，与第一氮化铬材料层和第二氮化铬材料层的分界面 相对的）。第二氮化铬材料层的这一表面可以是100%铬(Cr)金属，且不一定包含任何氮化 铬合金。这个梯度(从CrN至Cr)使得第二氮化铬材料层应该延伸至少100nm的厚度，一般在 从大约l〇〇nm至150nm的范围。从化学计量的氮化络(CrN)至纯络(Cr)的突然变化会使得双 层氮化铬材料层易于出现热诱发破裂。
[0023]实施例被认为提供了在已知的化学计量的氮化铬(CrN)范围内的优异的双层氮化 铬材料层，与铬(Cr)相比，其具有较高的热膨胀系数(CTE)，因此，在热变化期间，根据实施 例的双层氮化铬材料层的张应力减小。当使用于摩擦学应用中时，如切削工具，化学计量的 氮化铬(CrN)也是众所周知的抗破裂的PVD涂层。化学计量的氮化铬(CrN)具有银灰色的外 观，但反射性大体上低于电镀铬（~55%比~74%)。因此，仅由化学计量的氮化铬(CrN)组 成的反射涂层，对于大多数应用来说，通常会显得太暗（除非是人们尝试形成"暗铬"或"熏 铬"效果，对于这种效果，这种特别的双层氮化铬材料层涂层是非常适合的）。根据实施例， 创新是在双层氮化铬材料层中逐渐过渡第二氮化铬材料层，从化学计量的氮化铬(CrN)至 第二氮化铬材料层表面(或作为替换在第二氮化铬材料层表面的铬相对富集的氮化铬）的 纯铬(Cr)。这形成了一个既耐破裂也能明亮反射(类似于电镀铬)的双层氮化铬材料层。
[0024] 在磁控溅射中，需要惰性气体(通常是氩)撞击源金属靶(Cr)引起喷射的(溅射的） 金属原子和相关的物种。如果将分压氮气与氩气混合，金属与氮气反应，在基底的表面形成 金属氮化物（即通过反应溅射）。在本发明所描述的实施例的情形中，所述金属是铬，所述金 属氮化物是氮化铬。为了在第二氮化铬材料层的表面附近形成上述的梯度层，氮与氩的比 从90%氮气/10%氩气逐渐减小至100%氩气，同时在沉积装置内维持相同的流量（大约 200sccm)〇
[0025] 因此，实施例涉及廉价的和对环境友好的双层氮化铬材料层，所述双层氮化铬材 料层位于和形成于金属基底或有机聚合物基底上或上方，所述有机聚合物基底具有与明亮 的电镀铬层大体上相同的外观和性能，而电镀铬层在生产中涉及了有害物质。
[0026] 同样地，实施例还涉及在金属基底或有机聚合物基底上或上方形成双层氮化铬材 料层的廉价的和对环境友好的方法，所述有机聚合物基底具有与明亮的电镀铬层大体上相 同的外观和性能，而电镀铬层在生产中涉及了有害物质。
[0027] 在一方面，实施例采用了包括均匀的第一氮化铬材料层和位于并形成于基底上方 的梯度的第二氮化铬材料层的双层氮化铬材料层，以提供一制品，所述制品由制得的具有 增强的反射性和抗破裂的双层氮化铬材料层涂布的基底形成。在实施例中，梯度的第二氮 化铬材料层具有渐增（即，大体均匀地增加）的铬浓度和渐小（即，大体均匀地减小）的氮浓 度，以在一具体实施例中生成高反射的铬的表面和可变热膨胀系数氮化铬的较底端部分。 [0028]正如本领域技术人员所理解的，实施例不需要在第一氮化铬材料层下使用油漆的 底漆层（即，例如但不限于流平材料层），正如其它PVD铬材料层涂覆方法中使用的。另外，实 施例在氮化铬材料层上方也不需要防护漆"透明涂层"，因为它本身具有较高的耐磨性和耐 化学性。
[0029] 根据实施例的双层氮化铬材料层涂层可以使用市面有售的真空镀膜系统沉积，无 需任何改造。根据实施例的双层氮化铬材料层涂布的制品可以以小于电镀铬层涂布的制品 的成本进行生产，且不使用对环境有害的化学物质或气体。
[0030] 图1示出了根据实施例的包括位于和形成于基底上方和上面的双层氮化铬材料层 的制品的示意性横截面简图。
[0031 ]如图1中所示，第一个实例中的制品包括基底10。基底10-般包括用于若干种工业 的和消费型的应用中的任一种中的几种材料中的任何一种。在这方面，基底10包括选自由 包括但不限于陶瓷材料、金属材料、有机聚合物材料和陶瓷材料、金属材料和有机聚合物材 料的复合材料组成的组中的材料。同样地，基底10可以用于消费型和工业产品应用中，例如 但不限于反射性产品应用和汽车产品应用。此外，基底10包括若干形状因素中的任一种，尽 管例示在图1中的是平坦的基底，基底10不一定是平坦的基底，反而基底10可以包括地形似 的基底，例如但不限于曲面基底。
[0032] 又如图1中所示，基底10具有位于和形成于其上和上方的流平材料层12(即，平面 化的材料层），其典型地和优选地形成的厚度是大约l，〇〇〇nm至大约25,000nm。流平材料层 12可以包括选自由包括但不限于有机聚合物流平材料和无机金属氧化物流平材料(例如但 不限于源自溶胶凝胶衍生的金属氧化物流平材料)组成的组中的流平材料。
[0033] 又如图1中所示，流平材料层12具有位于和形成于其上和上方的第一氮化铬材料 层14。在实施例的情形中，第一氮化铬材料层14具有第一厚度、第一均匀的铬浓度和第一均 匀的氮浓度。在实施例中，第一厚度优选是大约200至大约1000纳米。同样地，第一均匀的铬 浓度和第一均匀的氮浓度在原子浓度上是相等的，旨在提供一种化学计量的氮化铬（即， CrN)材料层，不过当使用非化学计量的氮化铬材料作为起点时，实施例也是可操作的。
[0034] 最后，图1示出了位于和形成于第一氮化铬材料层14上和上方的第二氮化铬材料 层16。在实施例中，第二氮化铬材料层16具有第二厚度、第二逐渐增加的铬浓度和第二逐渐 减小的氮浓度。在实施例的情形中，第二厚度是大约100至大约150nm。同样地，第二逐渐增 加的铬浓度目的是在一特定的实例中在第二氮化铬材料层的最后1 〇nm至20nm产生纯铬。在 替换实施例中，第二逐渐增加的铬浓度目的是在另一特定的实例中在第二氮化铬材料层16 的最后部分产生铬富集的氮化铬材料。这样铬相对富集的氮化铬材料具有的铬:氮原子比 是大约1:0.7至大约1:0.2。
[0035] 正如上文所描述的，根据实施例的双层氮化铬材料层（即，包括第一氮化铬材料层 14和第二氮化铬材料层16)提供了具有优异的反射性性能和抗裂性性能的双层氮化铬材料 层涂布的制品。
[0036] Π .形成双层氮化铬材料层涂布的制品的工艺条件
[0037] 在第一个实例中，下列条目列出了制备根据实施例的双层氮化铬材料层涂布的制 品的优选制造指南。
[0038] A.采用有机聚合物流平材料层底漆填补空洞和填平基底表面，使得当制作制品 时，在所需要涂布的基底上形成平滑的基底表面光洁度。有机聚合物流平材料层底漆必须 是真空工艺兼容的。
[0039] B.在加工双层氮化铬材料层之前，获得最大限度地减小或消除氧气、氢气和氮气 污染的真空度（即，<8.0x 10e-5托）。
[0040] C.在加工期间，不超过需要涂布的基底或有机流平材料层底漆的热稳定性极限。 [0041] D.在有机流平材料层底漆上沉积第一氮化铬材料层，所述第一氮化铬材料层提供 了产品应用的耐久性和耐磨性，和第二氮化铬材料层的基础(即，>200nm)。
[0042] E.在第一氮化铬材料层上沉积第二氮化铬材料层，所述第二氮化铬材料层包括梯 度过渡层，从纯氮化络材料渐变(ramp ing)或小步幅变化至纯络材料(氩优先作为惰性过渡 气体，虽然也可以使用其它惰性气体）。第二氮化络材料层大约l〇〇nm厚，仅最后的10nm至 20nm沉积为纯络。
[0043] F.在氮化铬材料层沉积期间使用的系统配置的溅射参数包括（即，在20%的变化 率的情形中）：
[0044] 1.~1.0毫托氮;及
[0045] 2.在派射阴极上的~100瓦每平方英寸的功率密度(Sierra Applied Science 5" x36"planer magnetron(塞拉应用科学5"x36"刨床磁控管）），20kW、675V、30A(可以变化以 控制基底上的热负荷）；其中，
[0046] 3.通过功率和时间控制沉积速率，同时基底在溅射等离子体内、外旋转;及
[0047] 4.梯度层可以是从100%氮到100%氩的线性过渡或以10%增量从氮气变化至氩 气比例的连续小步幅进行过渡，因为两种方法均形成合金氮化铬至金属铬材料层。
[0048] 虽然包括于上述的实施例中，如果基底的表面状况足以达到成品双层氮化铬材料 层涂布的制品所要求的表面质量，则不需要有机流平材料层底漆。因此，实施例不打算限制 于流平材料层底漆涂覆的基底表面，因此实施例应该涵盖直接在基底上呈现的双层氮化铬 材料层涂层的应用。还应该注意的是，应用于有机聚合物基底的有机聚合物流平材料层底 漆实际上可以增加有机聚合物基底的表面硬度。众所周知，有机聚合物基底的表面硬度对 整个基底一双层氮化铬材料层系统的耐磨性具有影响。较高的表面硬度转化为制成的双层 氮化铬材料层制品的改善的耐磨性。因此虽然不是实施例所需要的，但包括有机聚合物流 平材料层底漆通常是合适的。
[0049] 进一步地，当有机聚合物基底首先利用无机流平材料层(例如但不限于Si02或相 关的无机金属氧化物流平材料层)平面化时，实践具体化的方法是有可能的。因此，流平材 料层，如果存在，组成中不必是有机流平材料层，而是可以包括任何类型的流平材料层组合 物技术，例如但不限于金属、玻璃、晶体等，且不应限于任何具体实施例的那些物质。
[0050] 应进一步了解的是，在物理气相沉积室中沉积的铬充当污染物气体的吸气剂。因 此，尽管获得〈8xl0e-5托的初始真空度是优选的；实施例可以在大体上高于8xl0e-5托的初 始压力下进行。
[0051] 在上述的实施例中，目标是制造包括与电镀铬层的外观一致的明亮的反射膜的制 品。然而，如果目标发展成形成较暗层，例如具有"电镀镍"或"暗铬"的外观的层，根据实施 例的双层氮化铬材料层的颜色和亮度层可以通过在任何的氮比氩的比例终止第二氮化铬 材料层内的梯度而改变。这会产生从暗铬(~54 %反射性)至全铬亮度(~76 %反射性)的一 系列的颜色和亮度。
[0052] 进一步的，在实施例中设想的，根据实施例的双层氮化铬材料层可涂覆于有机聚 合物基底，因为这个具体的应用具有市场价值。然而，实施例不应限制于有机聚合物基底。 在实施例的情形中，无机基底例如但不限于玻璃、陶瓷、晶体和金属也考虑作为可用的基 底。
[0053] m.双层氮化铬材料层涂布的制品的功能性性能
[0054] 为了评估根据实施例的双层氮化铬材料层的可行性，在适当地准备好的样品上进 行多个功能测试。具体的测试样品、测试方法和测试结果提供如下。
[0055] A ·应力破裂试验
[0056]测试若干聚碳酸酯试样以判断在制造中的抗应力诱导破裂。为此，溅射金属层，包 括根据实施例的双层氮化铬材料层，可直接涂覆于聚碳酸酯基底上或在首先沉积了流平材 料层的聚碳酸酯基底的上方。金属涂覆涂层测试包括：（1)单个铬层(Cr); (2)在具有离散的 界面的第一氮化铬(CrN)层上方的第二铬(Cr)层;和(3)在整个氮化铬(CrN)第一层上方的 梯度的氮化铬/铬(CrN-Cr)的第二层。
[0057] 如表1所示，保持无裂纹的唯一的金属涂层是那些在CrN上方包括CrN-Cr双层梯度 的氮化铬材料层涂层的金属层涂层。当直接沉积在聚碳酸酯上或在聚碳酸酯基底制备的底 漆流平材料层上时，这些双层氮化铬材料层涂层依然是无裂纹的。
[0058] 表1
[0059]
[0060] 将无裂纹的样品经受以下功能测试，通过下列的功能测试，所有的无裂纹的样品 仍保持无裂纹。 _] 1.测试
[0062] a.粘附性
[0063] 采用ASTM D3359
[0064] b.腐蚀性
[0065] 1.采用ASTM B117
[0066] 2.测试时间为50小时
[0067] c.热循环
[0068]将单个样品经受以下5个周期：
[0069] 1.以 1.5+/-0.5°/分的变化速度渐变至(ramp to)80+/-2°C
[0070] 2 ·在80+/-2 °C下浸泡2小时
[0071] 3.以1.5+/-0.5° /分的变化速度渐变至23.9+/-2°C
[0072] 4.在 23.9+/_2°C 下浸泡 1 小时
[0073] 5 ·以1 · 5+/-0 · 5° /分的变化速度渐变至-20+/_2°C
[0074] 6.在-20+/_2°C下浸泡2小时
[0075] 7 ·以1 · 5+/-0 · 5。/分的的变化速度渐变至23 · 9+/-2Γ
[0076] 8.在23.9+/_2°C 下浸泡 1 小时
[0077] 2.性能要求
[0078] a.粘附性
[0079] 1 ·采用ASTM D3359评价粘附性损失，图1
[0080] 2.除非另有注释，样品是4B类或5B类
[0081 ] b.腐蚀性
[0082] 1.基底没有起泡、分层或粘附性损失。
[0083] 2.采用ASTM D3359、图1进行评价。样品是4B类或5B类。
[0084] c.热循环
[0085] 1.基底没有起泡、分层或粘附性损失。
[0086] 2.采用ASTM D3359、图1进行评价。样品是4B类或5B类。
[0087] B.浓酸蒸汽测试
[0088] 将根据实施例的若干不同的金属外观双层材料层涂层涂覆于40%玻璃填充的聚 苯硫醚塑料基底上。通过将这些测试样本悬浮于装有23%的盐酸溶液的烧杯上24小时测 定。如表2所示，只有包括双层氮化铬材料层的样品幸免。
[0089] 表2
[0091] C. CASS 测试
[0092]将与表1中使用的样品相似的一组样品经受依据ASTM B 368-09的醋酸铜加速盐 雾试验(CASS试验）。如表3所示，测试结果表明，在耐腐蚀的情形中，底漆基底比双层氮化铬 材料层涂层表现更好。这表明底漆涂层基底增加了基底对盐雾溶液攻击的额外保护。
[0093]表 3
[0095]引用于本文的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利通过在一定程度上允 许的它们的共有物权引用合并入本文。而如果每个参考文献被单独地和特别地提到通过引 用合并，则其全文在此被陈述。
[0096]术语"一(a)"和"一(an)"和"所述(the)"的使用和在描述本发明（特别是在下面的 权利要求的语境中）的语境中的相似指代解释为包括单数和复数，除非本文另有说明或显 然与语境矛盾。术语"包括(comprising)"、"具有(having)"、"包括（including)"和"包含 (containing)"解释为开放式的术语（即，意思是"包括但不限于"），除非另有说明。术语"连 接的(connected)"解释为部分或完全包含在内、连接至或结合，即使有一些干预。
[0097] 本文的数值范围的详述仅用于作为落入范围内的每个单独数值的个别提及的速 记法，除非本文另有说明，每个单独数值如其在本文中个别叙述地纳入说明书中。
[0098] 本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或显然与语 境矛盾。任何和所有例子的使用，或本文提供的典型语言(如，"例如(such as)"），仅用于更 好地说明本发明的实施例，不强加限制本发明的范围，除非权利要求中另有声明。
[0099] 说明书中的语言不应该解释为表示对本发明的实施必不可少的任何非权利要求 中的元素。
[0100]在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对本发明做的各种变化和修改对本领域 技术人员来说都是显而易见的。没有要限制本发明为特定的形式或公开的形式的意思，相 反地，目的是包括所有变形、替代结构和落入本发明的精神和范围内的等同物，正如从属权 利要求中所限定的。因此，本发明的目的是如果落入从属权利要求及其等同物的范围内，本 发明包括该发明的修改和变形。
【主权项】
1 · 一种制品，包括： 基底； 位于所述基底上方的第一氮化铬材料层，所述第一氮化铬材料层具有第一厚度、第一 均匀的铬浓度和第一均匀的氮浓度；以及 位于所述第一氮化铬材料层上的第二氮化铬材料层，所述第二氮化铬材料层具有第二 厚度、第二逐渐梯度增加的铬浓度和第二逐渐梯度减小的氮浓度。2. 如权利要求1所述的制品，其中所述基底包括选自由金属材料、金属氧化物材料和有 机聚合物材料组成的组中的材料。3. 如权利要求1所述的制品，其中： 所述第一厚度是大约200至大约1000纳米； 所述第二厚度是大约100至大约150纳米； 所述第一均匀的铬浓度和所述第一均匀的氮浓度提供的原子比是大约1:1;以及 所述第二逐渐梯度增加的铬浓度和所述第二逐渐梯度减小的氮浓度结束于所述第二 氮化铬材料层的暴露面的纯铬材料。4. 如权利要求3所述的制品，其中所述纯铬材料具有的厚度是大约10至大约20纳米。5. 如权利要求1所述的制品，其中： 所述第一厚度是大约200至大约1000纳米。 所述第二厚度是大约100至大约150纳米， 所述第一均匀的铬浓度和所述第一均匀的氮浓度提供的原子比例是大约1:1;及 所述第二逐渐梯度增加的铬浓度和所述第二逐渐梯度减小的氮浓度结束于所述第二 氮化铬材料层的暴露面的铬相对富集的氮化铬材料。6. 如权利要求5所述的制品，其中所述铬相对富集的氮化铬材料具有的铬:氮原子比是 大约1:0.7至大约1:0.2。7. 如权利要求1所述的制品，进一步包括位于所述基底和所述第一氮化铬材料层之间 的流平材料层。8. 如权利要求7所述的制品，其中所述流平材料层包括选自由有机聚合物材料和无机 氧化物材料组成的组中的材料。9. 如权利要求1所述的制品，其中所述制品包括汽车部件。10. 如权利要求1所述的制品，其中所述制品包括装饰部件。11. 一种制品，包括： 基底； 位于所述基底上的第一氮化铬材料层，所述第一氮化铬材料层具有第一厚度、第一均 匀的铬浓度和第一均匀的氮浓度；以及 位于所述第一氮化铬材料层上的第二氮化铬材料层，所述第二氮化铬材料层具有第二 厚度、第二逐渐梯度增加的铬浓度和第二逐渐梯度减小的氮浓度。12. -种制品，包括： 基底； 位于所述基底上的流平材料层； 位于所述流平材料层上的第一氮化铬材料层，所述第一氮化铬材料层具有第一厚度、 第一均匀的铬浓度和第一均匀的氮浓度；以及 位于所述第一氮化铬材料层上的第二氮化铬材料层，所述第二氮化铬材料层具有第二 厚度、第二逐渐梯度增加的铬浓度和第二逐渐梯度减小的氮浓度。13. -种制造制品的方法，包括： 在基底上方形成第一氮化铬材料层，所述第一氮化铬材料层具有第一厚度、第一均匀 的铬浓度和第一均匀的氮浓度；以及 在所述基底上方和在所述第一氮化铬材料层上形成第二氮化铬材料层，所述第二氮化 铬材料层具有第二厚度、第二逐渐梯度增加的铬浓度和第二逐渐梯度减小的氮浓度。14. 如权利要求13所述的方法，其中： 所述第一厚度是大约200至大约1000纳米。 所述第二厚度是大约100至大约150纳米， 所述第一均匀的铬浓度和所述第一均匀的氮浓度提供的原子比是大约1:1;以及 所述第二逐渐梯度增加的铬浓度和所述第二逐渐梯度减小的氮浓度结束于所述第二 氮化铬材料层的暴露面的纯铬材料。15. 如权利要求13所述的方法，其中： 所述第一厚度是大约200至大约1000纳米。 所述第二厚度是大约100至大约150纳米， 所述第一均匀的铬浓度和所述第一均匀的氮浓度提供的原子比是大约1:1;以及 所述第二逐渐梯度增加的铬浓度和所述第二逐渐梯度减小的氮浓度结束于所述第二 氮化铬材料层的暴露面的铬相对富集的氮化铬材料。16. 如权利要求13所述的方法，其中所述第一氮化铬材料层和所述第二氮化铬材料层 采用溅射沉积法形成。17. 如权利要求13所述的方法，其中所述第一氮化铬材料层和所述第二氮化铬材料层 采用PVD法形成。18. 如权利要求13所述的方法，进一步包括在所述基底和所述第一氮化铬材料层之间 形成流平材料层。19. 如权利要求18所述的方法，其中形成所述流平材料层包括形成有机聚合物流平材 料层。20. 如权利要求18所述的方法，其中形成所述流平材料层包括形成无机流平材料层。
【文档编号】C23C14/06GK105940139SQ201480074830
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年2月3日
【发明人】R·L·史密斯, M·A·菲奇, G·E·威格森
【申请人】美国威格森技术有限公司