本發明涉及裝飾材料的
技術領域:
,具體而言,涉及鋁合金基材的鍍膜。
背景技術:
:隨著現代科技的發展,手機和其它智能產品電子電器等其他領域對于pvd(physicalvapordeposition)的需求不斷的增長。產品的不銹鋼、鋁合金等金屬結構件已經不可少。但是由于鋁合金的特性決定了其耐摩擦、耐腐蝕存在問題,其應用范圍受到了限制。對于不銹鋼由于其化學穩定性較好可以直接進行pvd加工,而對于硬度高重量輕有著廣泛應用的的鋁合金來說由于其耐腐蝕性能差,就不能夠直接進行pvd加工。因此幾十年以來對于鋁合金只能采用對環境污染嚴重的水電鍍、陽極氧化方法打底。目前通常存在著兩種鋁合金基材的表面防鍍層的方式,第一種首先在鋁合金表面進行陽極氧化生成一層厚厚的al2o3膜層(50μm以上).然后再進行pvd;第二種方式是,采用電鍍法進行一層ni或鉻鍍層再進行pvd。以上現有技術中,鋁合金基材的鍍膜,部分技術是先在鋁合金上用硫酸和其他一些化學試劑對鋁合金進行陽極氧化一層比較厚(≧40μm)的硬質al2o3后再進行pvd陽極氧化因而嚴重污染環境。另外,由于起耐腐蝕功能性薄膜鍍層通常能和氧化鋁基材形成一定的化學原電池,導致耐腐蝕性較差。技術實現要素:有鑒于此,本發明實施例的目的在于提供一種鋁合金基材的鍍膜,該鋁合金基材的鍍膜具有較高的耐腐蝕性,較為環保。一種鋁合金基材的鍍膜,包括鍍覆于鋁合金基材的二氧化硅的隔絕層和鍍覆于所述隔絕層的耐腐蝕功能性薄膜鍍層。進一步地,所述隔絕層為pvd層。進一步地,所述隔絕層和防護層均為多層,所述隔絕層和耐腐蝕功能性薄膜鍍層交替間隔地疊加。進一步地,所述隔絕層的層數為1~10層。進一步地,所述隔絕層的厚度為1~4μm。進一步地,所述耐腐蝕功能性薄膜鍍層的材料為氮化鉻、碳化鈦、碳氮化鉻和氮化鈦的一種或多種。進一步地,所述隔絕層采用中頻磁控濺射所獲得。進一步地,所述耐腐蝕功能性薄膜鍍層為pvd鍍層。進一步地,所述二氧化硅為無定型二氧化硅。進一步地,還包括疊加設置于所述耐腐蝕功能性薄膜鍍層表面的af膜af膜。本發明的鋁合金基材的鍍膜,二氧化硅能作為電子隔絕層,其阻斷了耐腐蝕功能性薄膜鍍層和鋁合金基材的金屬鋁之間的電子流傳遞,防止了電化學腐蝕,提高了鍍膜的耐腐蝕性。另外,避免了現有技術因預鍍三氧化二鋁的工序所導致的環境污染,更為環保。為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,并配合所附附圖,作詳細說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應當理解地是,以下附圖僅示出了本發明的鋁合金基材的鍍膜的某些實施例,因此不應被看作是對范圍的限定,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。圖1示出了本發明實施例所提供的鋁合金基材的鍍膜的結構示意圖。主要元件符號說明:100—鍍膜;20—隔絕層;30—耐腐蝕功能性薄膜鍍層;40—af膜。具體實施方式為了便于理解本發明,下面將參照相關附圖對鋁合金基材的鍍膜進行更全面的描述。附圖中給出了鋁合金基材的鍍膜的首選實施例。但是,鋁合金基材的鍍膜可以以許多不同的形式來實現,并不限于本文所描述的實施例。相反地,提供這些實施例的目的是使對鋁合金基材的鍍膜的公開內容更加透徹全面。在本公開的各種實施例中使用的術語僅用于描述特定實施例的目的并且并非意在限制本公開的各種實施例。如在此所使用,單數形式意在也包括復數形式,除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定,否則在這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本公開的各種實施例所屬領域普通技術人員通常理解的含義相同的含義。所述術語(諸如在一般使用的詞典中限定的術語)將被解釋為具有與在相關
技術領域:
中的語境含義相同的含義并且將不被解釋為具有理想化的含義或過于正式的含義,除非在本公開的各種實施例中被清楚地限定。在本發明的描述中,需要理解的是,術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。在本發明的描述中,除非另有規定和限定,需要說明的是,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是機械連接或電連接,也可以是兩個元件內部的連通,可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,對于本領域的普通技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。在本文公開的各種實施例中使用的表述(諸如“第一”、“第二”等)可修飾在各種實施例中的各種組成元件,不過可不限制相應組成元件。例如,以上表述并不限制所述元件的順序和/或重要性。以上表述僅用于將一個元件與其它元件區別開的目的。例如,第一用戶裝置和第二用戶裝置指示不同用戶裝置,盡管二者都是用戶裝置。例如,在不脫離本公開的各種實施例的范圍的情況下,第一元件可被稱為第二元件,同樣地,第二元件也可被稱為第一元件。應注意到:如果描述將一個組成元件“連接”到另一組成元件,則可將第一組成元件直接連接到第二組成元件,并且可在第一組成元件和第二組成元件之間“連接”第三組成元件。相反地,當將一個組成元件“直接連接”到另一組成元件時,可理解為在第一組成元件和第二組成元件之間不存在第三組成元件。此外,本文要素或組分前的不定冠詞“一種”和“一個”對要素或組分的數量要求(即出現次數)無限制性。因此“一個”或“一種”應被解讀為包括一個或至少一個,并且單數形式的要素或組分也包括復數形式,除非所述數量明顯旨指單數形式。請參閱圖1。本發明實施例的鋁合金基材的鍍膜100,包括鍍覆于鋁合金基材的二氧化硅的隔絕層20和鍍覆于所述隔絕層20的耐腐蝕功能性薄膜鍍層30。上述二氧化硅的隔絕層20的作用是阻隔電子流的傳遞。鋁合金基材所含有的鋁屬于活潑金屬,在鋁合金表面直接鍍非金屬物的耐腐蝕功能性薄膜鍍層30,會使耐腐蝕功能性薄膜鍍層30中的金屬元素產生原電池效應,因此鋁合金表面很快就會出現腐蝕。本發明的隔絕層20阻絕了原電池中的電子流的傳遞,從根源上避免了原電池效應的發生,從而提高了鍍膜100的耐腐蝕性。隔絕層20的二氧化硅為酸性氧化物,是一種很穩定的硅化合物,不溶于水和酸(除hf)。二氧化硅可與多種金屬氧化物在一定溫度下結合形成不同組分的無間隙的玻璃體,由此達到了一定的耐腐蝕作用。上述隔絕層20和耐腐蝕功能性薄膜鍍層30可以為一層,但也可以均為多層,優選為多層。多層隔絕層20和耐腐蝕功能性薄膜鍍層30所達到的作用是,能夠使隔絕層20和耐腐蝕功能性薄膜鍍層30中所存在的柱狀結構的缺陷孔無法形成貫通狀態,從而提高鍍膜100的整體的耐腐蝕和耐沖擊性。這里,多層的隔絕層20的層數為1~10層,例如2層、5層等。在隔絕層20和耐腐蝕功能性薄膜鍍層30均為多層的實施方案中,隔絕層20和耐腐蝕功能性薄膜鍍層30交替間隔地疊加設置。交替間隔設置能夠釋放隔絕層20的應力,增加鍍膜100的整體牢固度。此處,“疊加設置”可以理解的是指多個具有層結構的物件(例如薄膜等)采用一者貼合于另一者表面的堆疊方式。以a、b、c、d依次疊加設置為例,是指a的一個表面設置b、b的表面設置c、c的表面設置d,即按照某一方向(例如從上至下),a、b、c、d依次排列。上述交替間隔是指非a—b的排布形式,諸如a—b—a—b—a—……(間隔一個b)、a—b—b—a—b—b—a(間隔二個b)等間隔三個b,或者間隔多個a等,此處,a、b表示為隔絕層20和耐腐蝕功能性薄膜鍍層30。于本發明中,交替間隔的較為優選的實施方式是a—b—a—b—a—……。隔絕層20的厚度為1~4μm,例如1μm、1.2μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、3.8μm或4μm等。隔絕層20的二氧化硅較為優選為無定型二氧化硅。無定型二氧化硅中的部分原子含有懸空鍵(danglingbond),這些懸空鍵對硅作為導體的性質有很大的負面影響,即更好地阻滯電子的流動。此外,可以提高隔絕層20的層結構致密性,避免外界的濕氣等雜質滲入隔絕層20中所導致其對電子的隔絕性降低。另外,無定型二氧化硅,相比于晶體形二氧化硅,由于其不存在結晶狀態,因此避免了晶體狀態通常難以避免地存在晶型缺陷或空穴所導致的絕緣性降低,具有更佳的對電子的阻隔性。隔絕層20的二氧化硅的純度較佳為純度較高,其中不能混有sio和si。本發明的鍍膜100還可包括疊加設置于所述耐腐蝕功能性薄膜鍍層30表面的af膜40。af膜40的作用是防指紋以及隔絕外界電解質,以增強鍍膜100的耐腐蝕性。此處,af膜40即高透防指紋af膜。上述,耐腐蝕功能性薄膜鍍層30的材料可列舉出氮化鉻、碳化鈦、碳氮化鉻和氮化鈦的一種或多種。隔絕層20的鍍的方式優選為pvd。此處,pvd是指物理氣相沉積,是指利用物理過程實現物質轉移,將原子或分子由源轉移到基材表面上的過程。它的作用是可以使某些有特殊性能(強度高、耐磨性、散熱性、耐腐性等)的微粒噴涂在性能較低的母體上,使得母體具有更好的性能。pvd可以為真空蒸發、濺射、離子鍍(空心陰極離子鍍、熱陰極離子鍍、電弧離子鍍、活性反應離子鍍、射頻離子鍍、直流放電離子鍍),優選為磁控濺射。此處,磁控濺射是指在二極濺射中增加一個平行于靶表面的封閉磁場,借助于靶表面上形成的正交電磁場,把二次電子束縛在靶表面特定區域來增強電離效率,增加離子密度和能量,從而實現高速率濺射的過程。磁控濺射的工作原理是指電子在電場e的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞,使其電離產生出ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產生的二次電子會受到電場和磁場作用,產生e(電場)×b(磁場)所指的方向漂移,簡稱e×b漂移,其運動軌跡近似于一條擺線。若為環形磁場,則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動,它們的運動路徑不僅很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內,并且在該區域中電離出大量的ar來轟擊靶材,從而實現了高的沉積速率。隨著碰撞次數的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠離靶表面,并在電場e的作用下最終沉積在基片上。由于該電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低。本發明的隔絕層20獲得優選為中頻雙回轉孿生靶磁控濺射。這里,中頻雙回轉孿生靶磁控濺射是采用中頻電源并且雙回轉方式的靶轉的孿生靶磁控濺射。孿生靶磁控濺射是指將雙向交變電壓施加于磁控濺射兩個相鄰的靶上的磁控濺射。中頻孿生靶濺射技術有以下作用:1)有高的沉積速率。中頻濺射時靶功率密度是直流時的三倍情況下可以得到十倍的沉積速率;2)膜內缺陷低。由于消除了打火現象膜內缺陷比直流濺射時低幾個數量級;3)膜內應力低,與基體結合力強。由于中頻濺射時到達基體的原子能量高于直流濺射,因此沉積時基體溫升高,形成的膜較致密;4)連接簡單。中頻濺射時電源與靶的連接比射頻(13.56mhz)濺射容易,后者需要復雜的阻抗匹配。可列舉出一種中頻雙回轉孿生靶磁控濺射的具體實現形式:中頻雙回轉孿生靶磁控濺射可采用本領域熟知的操作方式進行,較好地,當抽真空度抽到0.08pa時,通入工作氣體氬氣(ar),在0.5pa狀態下開啟si靶進行濺射,這時靶材原子或離子被濺射出來,與同時通入的反應氣體氧氣(o2)進行反應,生成氧化物(即:sio2)沉積到工件表面而形成膜層。對于耐腐蝕功能性薄膜鍍層30其可優選為pvd法。可提供一種pvd法的具體工藝參數:當抽真空度抽到0.08pa時,通入工作氣體氬氣(ar),在0.3pa狀態下開啟cr弧靶進行離子鍍,這時靶材以離子狀態被蒸發出來,通過一定的能量及運動軌跡而最終沉積到工件表面形成膜層。為了進一步地提高隔絕層20同鋁合金基材的結合力,可對基材進行以超聲波碳氫清洗。碳氫清洗指采用碳氫清洗劑飽和鏈烴進行清洗能力采取超聲波方法進行清洗的時間可為10min,功率為20kw。實施例1以玻璃為基材,從最靠近基材的那一層編號為1,依次對層數進行編號。實施例2以玻璃為基材,從最靠近基材的那一層編號為1,依次對層數進行編號。層號鍍層材料1二氧化硅2碳化鈦3二氧化硅4碳化鈦5二氧化硅6氮化鈦7二氧化硅8氮化鈦9二氧化硅實施例3以玻璃為基材,從最靠近基材的那一層編號為1,依次對層數進行編號。對比例以玻璃為基材,從最靠近基材的那一層編號為1,依次對層數進行編號。層號鍍層材料1碳化鈦2氮化鉻3氮化鉻4碳化鈦5氮化鈦6af膜對以上實施例和對比例使用公知的方法進行耐摩擦測試、鹽霧測試和人工汗測試,測試結果如下:本發明的鋁合金基材的鍍膜具有以下優勢:1、不采用污染環境嚴重的陽極氧化和水電鍍,直接在鋁合金基底上進行pvd,可以有效地防腐蝕耐鹽霧和人工汗等。2、采用無定型二氧化硅薄膜作為隔離層,阻斷鋁和其他膜層中的金屬元素的電子遷移,防止了原電池效應的發生。從而實現了鋁合金基底上直接進行pvd。3、采用sio2多層間隔隔離的結構,杜絕原電池效應發生。4、采用弧源在鋁合金基材表面沉積化學穩定性好的鉻層,同時保證了與sio2層的良好的結合力。5、間隔制作多層sio2,使得應力大的sio2的應力得以釋放空間,增加了膜層的牢固度。上述未述及之處,適用于現有技術。盡管以上較多使用了表示結構的術語,例如“隔絕層”、“耐腐蝕功能性薄膜鍍層”、等,但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質;把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本
技術領域:
的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。當前第1頁12