本發(fā)明涉及裝飾材料的
技術(shù)領(lǐng)域:
,具體而言,涉及鋁合金基材的鍍膜。
背景技術(shù):
:隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,手機(jī)和其它智能產(chǎn)品電子電器等其他領(lǐng)域?qū)τ趐vd(physicalvapordeposition)的需求不斷的增長(zhǎng)。產(chǎn)品的不銹鋼、鋁合金等金屬結(jié)構(gòu)件已經(jīng)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(wèn)題,其應(yīng)用范圍受到了限制。對(duì)于不銹鋼由于其化學(xué)穩(wěn)定性較好可以直接進(jìn)行pvd加工,而對(duì)于硬度高重量輕有著廣泛應(yīng)用的的鋁合金來(lái)說(shuō)由于其耐腐蝕性能差,就不能夠直接進(jìn)行pvd加工。因此幾十年以來(lái)對(duì)于鋁合金只能采用對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的水電鍍、陽(yáng)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(jìn)行陽(yáng)極氧化生成一層厚厚的al2o3膜層(50μm以上).然后再進(jìn)行pvd;第二種方式是,采用電鍍法進(jìn)行一層ni或鉻鍍層再進(jìn)行pvd。以上現(xiàn)有技術(shù)中,鋁合金基材的鍍膜,部分技術(shù)是先在鋁合金上用硫酸和其他一些化學(xué)試劑對(duì)鋁合金進(jìn)行陽(yáng)極氧化一層比較厚(≧40μm)的硬質(zhì)al2o3后再進(jìn)行pvd陽(yáng)極氧化因而嚴(yán)重污染環(huán)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(xué)原電池,導(dǎo)致耐腐蝕性較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:有鑒于此,本發(fā)明實(shí)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(huán)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(jìn)一步地,所述隔絕層為pvd層。進(jìn)一步地,所述隔絕層和防護(hù)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(jìn)一步地,所述隔絕層的層數(shù)為1~10層。進(jìn)一步地,所述隔絕層的厚度為1~4μm。進(jìn)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(jìn)一步地,所述隔絕層采用中頻磁控濺射所獲得。進(jìn)一步地,所述耐腐蝕功能性薄膜鍍層為pvd鍍層。進(jìn)一步地,所述二氧化硅為無(wú)定型二氧化硅。進(jìn)一步地,還包括疊加設(shè)置于所述耐腐蝕功能性薄膜鍍層表面的af膜af膜。本發(fā)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(xué)腐蝕,提高了鍍膜的耐腐蝕性。另外,避免了現(xiàn)有技術(shù)因預(yù)鍍?nèi)趸X的工序所導(dǎo)致的環(huán)境污染,更為環(huán)保。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉較佳實(shí)施例,并配合所附附圖,作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解地是,以下附圖僅示出了本發(fā)明的鋁合金基材的鍍膜的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的鋁合金基材的鍍膜的結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)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(shí)施方式為了便于理解本發(fā)明,下面將參照相關(guān)附圖對(duì)鋁合金基材的鍍膜進(jìn)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(shí)施例。但是,鋁合金基材的鍍膜可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn),并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地,提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)鋁合金基材的鍍膜的公開(kāi)內(nèi)容更加透徹全面。在本公開(kāi)的各種實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的并且并非意在限制本公開(kāi)的各種實(shí)施例。如在此所使用,單數(shù)形式意在也包括復(fù)數(shù)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(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本公開(kāi)的各種實(shí)施例所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。所述術(shù)語(yǔ)(諸如在一般使用的詞典中限定的術(shù)語(yǔ))將被解釋為具有與在相關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域:
中的語(yǔ)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(guò)于正式的含義,除非在本公開(kāi)的各種實(shí)施例中被清楚地限定。在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)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(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本說(shuō)明書(shū)的描述中,參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中,對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。在本發(fā)明的描述中,除非另有規(guī)定和限定,需要說(shuō)明的是,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是機(jī)械連接或電連接,也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通,可以是直接相連,也可以通過(guò)中間媒介間接相連,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。在本文公開(kāi)的各種實(shí)施例中使用的表述(諸如“第一”、“第二”等)可修飾在各種實(shí)施例中的各種組成元件,不過(guò)可不限制相應(yīng)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(gè)元件與其它元件區(qū)別開(kāi)的目的。例如,第一用戶(hù)裝置和第二用戶(hù)裝置指示不同用戶(hù)裝置,盡管二者都是用戶(hù)裝置。例如,在不脫離本公開(kāi)的各種實(shí)施例的范圍的情況下,第一元件可被稱(chēng)為第二元件,同樣地,第二元件也可被稱(chēng)為第一元件。應(yīng)注意到:如果描述將一個(gè)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(dāng)將一個(gè)組成元件“直接連接”到另一組成元件時(shí),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(gè)”對(duì)要素或組分的數(shù)量要求(即出現(xiàn)次數(shù))無(wú)限制性。因此“一個(gè)”或“一種”應(yīng)被解讀為包括一個(gè)或至少一個(gè),并且單數(shù)形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式,除非所述數(shù)量明顯旨指單數(shù)形式。請(qǐng)參閱圖1。本發(fā)明實(shí)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(huì)使耐腐蝕功能性薄膜鍍層30中的金屬元素產(chǎn)生原電池效應(yīng),因此鋁合金表面很快就會(huì)出現(xiàn)腐蝕。本發(fā)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(yīng)的發(fā)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(wěn)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(jié)合形成不同組分的無(wú)間隙的玻璃體,由此達(dá)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(yōu)選為多層。多層隔絕層20和耐腐蝕功能性薄膜鍍層30所達(dá)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(jié)構(gòu)的缺陷孔無(wú)法形成貫通狀態(tài),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(shù)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(shí)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(shè)置。交替間隔設(shè)置能夠釋放隔絕層20的應(yīng)力,增加鍍膜100的整體牢固度。此處,“疊加設(shè)置”可以理解的是指多個(gè)具有層結(jié)構(gòu)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(shè)置為例,是指a的一個(gè)表面設(shè)置b、b的表面設(shè)置c、c的表面設(shè)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(gè)b)、a—b—b—a—b—b—a(間隔二個(gè)b)等間隔三個(gè)b,或者間隔多個(gè)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(fā)明中,交替間隔的較為優(yōu)選的實(shí)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(yōu)選為無(wú)定型二氧化硅。無(wú)定型二氧化硅中的部分原子含有懸空鍵(danglingbond),這些懸空鍵對(duì)硅作為導(dǎo)體的性質(zhì)有很大的負(fù)面影響,即更好地阻滯電子的流動(dòng)。此外,可以提高隔絕層20的層結(jié)構(gòu)致密性,避免外界的濕氣等雜質(zhì)滲入隔絕層20中所導(dǎo)致其對(duì)電子的隔絕性降低。另外,無(wú)定型二氧化硅,相比于晶體形二氧化硅,由于其不存在結(jié)晶狀態(tài),因此避免了晶體狀態(tài)通常難以避免地存在晶型缺陷或空穴所導(dǎo)致的絕緣性降低,具有更佳的對(duì)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(fā)明的鍍膜100還可包括疊加設(shè)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(zhì),以增強(qiáng)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(yōu)選為pvd。此處,pvd是指物理氣相沉積,是指利用物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移,將原子或分子由源轉(zhuǎn)移到基材表面上的過(guò)程。它的作用是可以使某些有特殊性能(強(qiáng)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(fā)、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(yīng)離子鍍、射頻離子鍍、直流放電離子鍍),優(yōu)選為磁控濺射。此處,磁控濺射是指在二極濺射中增加一個(gè)平行于靶表面的封閉磁場(chǎng),借助于靶表面上形成的正交電磁場(chǎng),把二次電子束縛在靶表面特定區(qū)域來(lái)增強(qiáng)電離效率,增加離子密度和能量,從而實(shí)現(xiàn)高速率濺射的過(guò)程。磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)e的作用下,在飛向基片過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其電離產(chǎn)生出ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,ar離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)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(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用,產(chǎn)生e(電場(chǎng))×b(磁場(chǎng))所指的方向漂移,簡(jiǎn)稱(chēng)e×b漂移,其運(yùn)動(dòng)軌跡近似于一條擺線(xiàn)。若為環(huán)形磁場(chǎng),則電子就以近似擺線(xiàn)形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)路徑不僅很長(zhǎng),而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi),并且在該區(qū)域中電離出大量的ar來(lái)轟擊靶材,從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠(yuǎn)離靶表面,并在電場(chǎng)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(fā)明的隔絕層20獲得優(yōu)選為中頻雙回轉(zhuǎn)孿生靶磁控濺射。這里,中頻雙回轉(zhuǎn)孿生靶磁控濺射是采用中頻電源并且雙回轉(zhuǎn)方式的靶轉(zhuǎn)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(gè)相鄰的靶上的磁控濺射。中頻孿生靶濺射技術(shù)有以下作用:1)有高的沉積速率。中頻濺射時(shí)靶功率密度是直流時(shí)的三倍情況下可以得到十倍的沉積速率;2)膜內(nèi)缺陷低。由于消除了打火現(xiàn)象膜內(nèi)缺陷比直流濺射時(shí)低幾個(gè)數(shù)量級(jí);3)膜內(nèi)應(yīng)力低,與基體結(jié)合力強(qiáng)。由于中頻濺射時(shí)到達(dá)基體的原子能量高于直流濺射,因此沉積時(shí)基體溫升高,形成的膜較致密;4)連接簡(jiǎn)單。中頻濺射時(shí)電源與靶的連接比射頻(13.56mhz)濺射容易,后者需要復(fù)雜的阻抗匹配。可列舉出一種中頻雙回轉(zhuǎn)孿生靶磁控濺射的具體實(shí)現(xiàn)形式:中頻雙回轉(zhuǎn)孿生靶磁控濺射可采用本領(lǐng)域熟知的操作方式進(jìn)行,較好地,當(dāng)抽真空度抽到0.08pa時(shí),通入工作氣體氬氣(ar),在0.5pa狀態(tài)下開(kāi)啟si靶進(jìn)行濺射,這時(shí)靶材原子或離子被濺射出來(lái),與同時(shí)通入的反應(yīng)氣體氧氣(o2)進(jìn)行反應(yīng),生成氧化物(即:sio2)沉積到工件表面而形成膜層。對(duì)于耐腐蝕功能性薄膜鍍層30其可優(yōu)選為pvd法??商峁┮环Npvd法的具體工藝參數(shù):當(dāng)抽真空度抽到0.08pa時(shí),通入工作氣體氬氣(ar),在0.3pa狀態(tài)下開(kāi)啟cr弧靶進(jìn)行離子鍍,這時(shí)靶材以離子狀態(tài)被蒸發(fā)出來(lái),通過(guò)一定的能量及運(yùn)動(dòng)軌跡而最終沉積到工件表面形成膜層。為了進(jìn)一步地提高隔絕層20同鋁合金基材的結(jié)合力,可對(duì)基材進(jìn)行以超聲波碳?xì)淝逑?。碳?xì)淝逑粗覆捎锰細(xì)淝逑磩╋柡玩湡N進(jìn)行清洗能力采取超聲波方法進(jìn)行清洗的時(shí)間可為10min,功率為20kw。實(shí)施例1以玻璃為基材,從最靠近基材的那一層編號(hào)為1,依次對(duì)層數(shù)進(jìn)行編號(hào)。實(shí)施例2以玻璃為基材,從最靠近基材的那一層編號(hào)為1,依次對(duì)層數(shù)進(jìn)行編號(hào)。層號(hào)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(shí)施例3以玻璃為基材,從最靠近基材的那一層編號(hào)為1,依次對(duì)層數(shù)進(jìn)行編號(hào)。對(duì)比例以玻璃為基材,從最靠近基材的那一層編號(hào)為1,依次對(duì)層數(shù)進(jìn)行編號(hào)。層號(hào)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(duì)以上實(shí)施例和對(duì)比例使用公知的方法進(jìn)行耐摩擦測(cè)試、鹽霧測(cè)試和人工汗測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如下:本發(fā)明的鋁合金基材的鍍膜具有以下優(yōu)勢(shì):1、不采用污染環(huán)境嚴(yán)重的陽(yáng)極氧化和水電鍍,直接在鋁合金基底上進(jìn)行pvd,可以有效地防腐蝕耐鹽霧和人工汗等。2、采用無(wú)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(yīng)的發(fā)生。從而實(shí)現(xiàn)了鋁合金基底上直接進(jìn)行pvd。3、采用sio2多層間隔隔離的結(jié)構(gòu),杜絕原電池效應(yīng)發(fā)生。4、采用弧源在鋁合金基材表面沉積化學(xué)穩(wěn)定性好的鉻層,同時(shí)保證了與sio2層的良好的結(jié)合力。5、間隔制作多層sio2,使得應(yīng)力大的sio2的應(yīng)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(xiàn)有技術(shù)。盡管以上較多使用了表示結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ),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(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì);把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域:
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12