[其他]微疊薄層鍍覆

在審

• 申請號: 101985000006785
• 申請日: 1985-09-07
• 公開（公告）號: CN1003523B
• 公開（公告）日: 1989-03-08
• 發明（設計）人: 詹姆斯·R·斯尼德
• 申請（專利權）人: 帕克鋼筆公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 李勇

利用陰極濺射的方法把氮化鈦和金合金的微薄鍍層交替地沉積在一種物件上，以提供一種微薄鍍層，它具有鍍層很厚的金合金的色彩利明亮度，并且具有更優良的耐腐蝕和耐擦刮的性能。

一般地說本發明介紹一種采用兩種不同材料的微疊薄層涂鍍物件的方法，它特別涉及到一種具有高熔點金屬氮化物和貴金屬合金的微疊薄鍍層的物件，并涉及一個通過物理汽相沉積的方法沉積微疊薄層的過程。

在現有技術中我們已經得知，在含氮環境中沉積鈦。從而在耐熱襯底上形成氮化鈦鍍層便可制造出金色物件，通過控制能與鈦產生反應的氮氣的量，可以使氮化鈦鍍層的顏色接近于純金的顏色或者黃金合金的顏色，但是，由于在其表面上的可見光的干涉作用，比起所要模仿的金或黃金合金來，氮化鈦則沒有那么明亮，通過在氮化鈦鍍層上再鍍上一層金或黃金合金的附加鍍層的方法，可以防止氮化鈦的這個眾所周知的特性。美國專利4，252，862號說明了這種過程。在這種方法中，使用了氮化鈦薄膜以增加裝飾性黃金或金合金最后鍍層的表面磨損壽命。在此，氮化鈦薄膜代替鎳層或用于鎳基層上部，該鎳基層的使用對于電鍍技術領域的人員來說是熟知的。在使用者手中連續使用的條件下，比較軟的含金鍍層受到擦刮并形成表面漫反射。與此同時，該含金鍍層被磨損，特別是被鍍襯底的暴露部位或突出部位更是這樣，當含金鍍層完全從這樣的突出部位磨損掉并且露出了較黑的氮化鈦基層時，由此產生的可見對比度不如露出了鎳基層的情況中所產生的可見對比度大。但是不能完全隱瞞含金鍍層已被磨損這樣的事實，因為在尚存的明亮區域和漫反射區域之間，受擦刮的含金區域之間仍然存在著可見對比度，這些區域圍繞著較黑的和有金屬光澤的、擦刮和耐磨的氮化鈦基層。

本發明的薄膜鍍層避免了金或黃金合金的這種不良的磨損性質和氮化鈦的不良的外觀，作為這種結構，本發明的薄膜鍍層集中了金或黃金合金的良好的外觀和氮化鈦的良好的耐磨特性，當受到磨損時，本發明的微薄層薄膜仍保持它們明亮而有金屬光澤的外表，并且不產生可見對比區。

在有氮氣存在的情況下同時沉積鈦和金或黃金合金的技術也是為人們所熟知的。在共沉積方法產生出的薄膜鍍層中，構成的元素以原子等級（atomic scale）混合，薄膜鍍層的這種特性在整個厚度上是均勻的，然而，元素的這種原子等級混合的結果并非是所希望的氮化鈦和金的特性的簡單集合。相反地，根據現有的技術，在有氮氣存在的情況下把金或黃金合金與鈦共同沉積時，所產生的薄膜的特性在某些關鍵地方是欠缺的：混合薄膜所具有的顏色實際上不如氮化鈦那么黃，也不如原始金或金合金那么黃;混合薄膜的耐腐蝕性不如氮化鈦也不如原始黃金或金合金，正如下文中所詳述的那樣，這些不希望的性質是由于在共沉積薄膜生長期內產生出相當多數量的金-鈦金屬間化合物。此外，這些混合物薄膜也不如用來形成膜的金或金合金那么明亮。人們也知道如何制出下面這種薄膜，其中從原始氮化鈦基層到鍍膜的自由表面的原始金或金合金存在著一個連續的節梯狀的濃度梯度，這種類型的薄膜必須有一些過渡區域。在此，由于金和鈦相互作用的原子等級混合的結果，上述各自物質的所希望性質被降低了，這點上文中已有敘述。

對于受到磨損和擦刮的鍍件而言，所有的薄膜區域最終要作為自由表面而暴露出來，磨損過程降低了薄膜結構的質量，由此便開始了在膜中具有不良性質區域的使用時期。

本發明的特點是避免形成那些數量可觀的金-鈦金屬間化合物，使鍍上這些微疊薄層薄膜（而不是混合膜）的部件的質量在其整個使用期中保持一致的優良質量。

簡單地說，根據本發明的最佳實施方案的敘述，利用陰極磁控管濺射或其它物理汽相沉積方法，將極細微的、連續或非連續的金或金合金微疊薄鍍層和鈦氮化物微疊薄鍍層順序沉積在一個耐熱襯底上，在這個過程中至少有兩個相互獨立的濺射靶安裝在單一真空室中，用以分別沉積金的微疊薄鍍層和氮化鈦微疊薄鍍層。使鈦靶和金或金合金靶充分分離，以避免它們各自的涂覆角（coating fluxes）產生任何實質上的重疊。用這種方法避免了襯底表面上的材料產生原子等級的混合，而且并不促進金與鈦的反應。在這個實施方案中，利用隔離方法來達到涂覆角的分離。同樣，適當地設置屏蔽層或把屏蔽層與物理分離結合起來的方法也可以得到同樣的效果。