发明名称 以真空电弧电浆沉积装饰性及耐磨涂层之方法及装置
摘要 本发明系关于利用阴极电弧电浆沉积技术之物理性蒸汽沉积之方法及装置,以在极低温度之装饰性成功能构件(基质)上沉积硬涂层(温度范围约50℃至约500℃)。膜由钛、锆、钛-锆、钛-铝之至少一种之氮化物,碳化物及碳氮化物(carbonitrides)系统及其经掺杂系统构成。本发明之装置及方法中,利用一阴极电弧源在视电要注入低压气体或掺杂气体之一真空室内蒸发金属,以在基质表面上形成硬涂层,其中电弧源可为脉动式。本发明之沉积方法增进在极低基质温度(大于或等于约50℃) 之颜色之再生性及耐磨性。涂层之固性可藉适宜偏压基质而进一步予以加强。膜组成及因而颜色能被适宜调整,以省除在装饰性用途中使用金。
申请公布号 TW132972 申请公布日期 1990.04.21
申请号 TW076106147 申请日期 1987.10.14
申请人 豪瑟工业公司 发明人 隆尼.尔.艾瑞克生;赫伯汉简.史.蓝德哈圭
分类号 C23C4/10 主分类号 C23C4/10
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 l.一种于基质上提供装饰涂层之方法,其包括下述步骤:提供一电弧于由钛、钛-铝、钴及钛-钴中之至少一种构成之一固体目标;提供一装饰性构件作为基质,构件之物料系选自塑胶、锌、锌合金、黄铜及不锈钢;提供一与该基质分隔之阳极;使该目标负倾斜于阳极;在阳极与目标间建立一电弧而因此使阴极电弧蒸发该目标;使蒸发物与氮或含碳气体中之至少一种反应;及沉积反应产物于基质上成为一装置涂层,其中该装饰涂层之厚度在0.5至5.0微米之范围内。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中装饰性构件主要为班级戒指、手表外壳、手表带、奖杯、眼镜架、笔帽及打火机。3.根据申请专利范围第1项之方法,其中基质为钛-锆合金及气体为氮,以在基质上提供其中0<X<1之TixZr1-xn之一金色涂层,及金色系在K随X之增加而增加时自约10K至24K而变化。4.根据申请专利范围第3项之方法,其中金色为约10K及X在约0.15与0.20之间变化。5.根据申请专利范围第3项之方法,其中金色为约14K及X在约0.25与0.30之间变化。6.根据申请专利范围第3项之方法,其中金色为约18K及X在约0.40与0.45之间变化。7.根据申请专利范围第3项之方法,其中金色为约24K及X在约0.50与0.55之间变化。8.根据由请专利范围第1项之方法,其中目标为钛及气体为含碳气体,以在基质上提供TiC之灰色涂层。9.根据申请专利范围第1项之方法,其中目标为钛及气体为氮与含碳气体混合物,以在基质上提供其中0<X<1之TiCxN1-x之一有色涂层,涂层色系根据X値而为棕色、青铜或深棕色。10.根据申请利范围第1项之方法,其中目标为钛-铝合金及气体为氮,以在基质上提供其中0<X<1之TixAl1-xN之一有色涂层,涂层色系根据X値而为深棕或黑色。11.根据申请专利范围第1项之方法,包括用O2或C或二者之混合物掺杂涂料。12.根据申请专利范围第11项之方法,其中目标为钛构成及气体为氮,故涂层为经掺杂之TiN。13.根据申请专利范围第12项之方法,其中经掺杂TiN之颜色为金色,金色视C及O2掺杂剂之相对比例而在约10K至24K之间变化。14.根据申请专利范围第13项之方法,其中金色为约10K,O2掺杂剂量为约4原子百分及C掺杂剂为约3原子百分。15.根据申请专利范围第14项之方法,其中Ti量为每一原子%N约1.25至1.40原子比。16.据申请专利范围第13项之方法,其中金色为约14K,及O2掺杂剂量为约4原子百分比。17.根据申请专利范围第16项之方法,其中Ti是为每一原子%N约1.15至1.20原子比。18.根据申请专范围第13项之方法,其中金色为约18K,O2掺杂剂量为约2原子百分及C掺杂剂为约5原子百分。19.根据申请专利范围第11项之方法,其中目标为成及气体为氮,故涂层为经掺杂之ZrN。20.根据申请专利范围第19项之方法,其中经掺杂ZrN之颜色为视C及O2掺杂剂之相对比例而自约10K变化至约24K之淡金色。21.根据申请专利范围第20项之方法,其中金色为约10K,及O2掺杂剂量为2原子百分。22.根据申请专利范围第20项之方法,其中金色为约14K,O2掺杂剂量为约1原子百分及C掺杂剂为约4原子百分。23.根据申请专利范围第19项之方法,其中经掺杂ZrN之颜色为淡金色。24.根据申请专利范围第23项之方法,其中掺杂剂量为约5原子百分O2。25.根据申请专利范围第1项之方法,其中该基质负倾斜于目标。26.根据申请专利范围第1项之方法,其中该电弧为脉动式。27.根据申请专利范围第1项之方法,其中该涂层为形成于基质上之唯一涂层。图示简单说明图1为用于本发明之阴极电弧电浆沉积装置之例示性具体实例之概图。图2为用于本发明之阴极电弧电浆沉积装置之例示性电弧源之概图。图3为显示本发明之电弧源之例示性工作周期之时间图。图3A为用于本发明之电弧供应之例示性控制电路之方块图。图3B为可用于图3A之控制电路之程式之例示性流程图。图4显示本发明之制造方法所产生之膜之反射剖面。图5及6为本发明之制造方法所产生之涂料膜之原子组成之剖面图。
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