镀膜件及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种具有装饰效果的镀膜件及其制备方法。

背景技术

现有技术中，为了使外观件(如手机外壳、珠宝首饰、眼镜架等)获取具有光泽或者无光泽的金属外观，同时实现丰富多彩的颜色和视觉冲击，通常采用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)的方法在外观件的表面沉积一层铬金属层或者碳氮化铬/碳氮化钛陶瓷层。然而，由于PVD工艺本身的局限性，PVD膜层通常不够致密且保型性(与外观件的表面的形状保持一致)较差。此外，外观件表面的PVD膜层在人工汗液以及盐雾测试过程中容易被腐蚀导致脱膜。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种镀膜件，包括：

基底；

打底层，设置在所述基底的表面；

过渡层，设置在所述打底层背离所述基底的表面；

防腐装饰层，设置在所述过渡层背离所述基底的表面，所述防腐装饰层采用原子层沉积技术形成，所述防腐装饰层的材料为氧化物、碳化物以及氮化物中的至少一种；以及

防静电层，设置在所述防腐装饰层背离所述基底的表面，所述防静电层采用原子层沉积技术形成，所述防静电层的材料为导电氧化物、导电碳化物和导电氮化物中的至少一种。

本申请还提供一种镀膜件的制备方法，包括如下步骤：

提供基底，采用物理气相沉积方法在所述基底的表面形成打底层；

采用物理气相沉积方法，在所述打底层背离所述基底的表面形成过渡层；

采用原子层沉积技术，在所述过渡层背离所述基底的表面形成防腐装饰层，所述防腐装饰层的材料为氧化物、碳化物以及氮化物中的至少一种；

采用原子层沉积技术，在所述防腐装饰层背离所述基底的表面形成防静电层，所述防静电层的材料为导电氧化物、导电碳化物或者导电氮化物种的至少一种。

本申请的镀膜件，通过在打底层和防腐装饰层之间设置一层过渡层，有效增强打底层与防腐装饰层之间的结合力，防止防腐装饰层脱落。同时防腐装饰层和防静电层膜层致密，均具有较佳的防腐蚀能力；此外，防腐装饰层的多层膜系结构可通过调节膜层的材料种类以及膜层的厚度以呈现不同颜色的效果，极大地提升镀膜件的装饰效果。最外层的导电的防静电层能够有效地减少电荷的积累，起到防静电的作用，有效地防止空气中灰尘和杂质的吸附，提升抗电磁干扰的能力以及降低静电放电造成的损坏。

附图说明

图1为本申请实施例的镀膜件的剖面示意图。

主要元件符号说明：

镀膜件 100

基底 10

打底层 20

过渡层 30

多功能层 40

防腐装饰层 41

防静电层 43

具体实施方式

请参阅图1，本申请实施例提供一种镀膜件100，包括依次层叠设置的基底10、打底层20、过渡层30和多功能层40。多功能层40包括防腐装饰层41和防静电层43，其中防静电层43为镀膜件100的最外层。即，打底层20设置在基底10的一表面，过渡层30设置在打底层20背离基底10的表面，防腐装饰层41设置在过渡层30背离基底10的表面，防静电层43设置在防腐装饰层41背离基底10的表面。

本申请中，打底层20和过渡层30均采用物理气相沉积的方法形成，而防腐装饰层41和防静电层43均采用原子层沉积技术形成。

原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)是通过气相前驱体及反应物脉冲交替的通入反应腔并在基底上发生表面化学反应形成薄膜的一种方法，通过自限制性的前驱体交替饱和反应获得厚度、组分、形貌及结构在纳米尺度上高度可控的薄膜。该方法对基材不设限，尤其适用于具有高深宽比或复杂三维结构的基材。采用原子层沉积制备的薄膜具有高致密性(无针孔)、高保形性及大面积均匀性等优异性能。

本申请中，基底10可为各类塑料、金属、陶瓷材质。金属材质可为不锈钢、铝合金、钛合金等，但不以此为限。

打底层20的材料可为金属铬、碳氮化铬或者碳氮化钛，但不以此为限。打底层20可在一定程度上呈现金属的颜色与光泽。打底层20的设置，可使后续形成的过渡层30和防腐装饰层41能够更好地与基底10结合。本申请实施例中，打底层20的厚度为10nm-2000nm。

本申请中，设置过渡层30位于打底层20与防腐装饰层41之间，可增强打底层20与防腐装饰层41之间的结合力，有效避免防腐装饰层41与基底10由于结合力不够而导致防腐装饰层41脱落的问题。本申请中，过渡层30的厚度为0.1nm-20nm。

过渡层30可为单质、氧化物、氮化物、碳化物中的一种。单质具体可选自Si、Ti、Zr、Nb、Hf、Ta、Ir、Zr、W、Pt、Au、Ag中的一种。氧化物具体可选自Al

防腐装饰层41的材料为氧化物、碳化物以及氮化物中的至少一种。氧化物具体可选自Al

最外层的防静电层43的材料为导电氧化物、导电碳化物和导电氮化物中的至少一种。所述导电氧化物为ZnO、TiO

由于防腐装饰层41采用原子层沉积技术形成，因而具有致密的结构，且厚度均匀，具有比PVD膜层更少的缺陷，能够有效阻挡腐蚀液侵蚀，同时有助于腐蚀液在防腐装饰层41表面均匀分散与吸附，消除局部浓度偏高而引发的局部反应导致的整体失效另外，本申请通过对防腐装饰层41的膜系结构的材料和厚度等进行调配设计，使防腐装饰层41呈现所需的颜色的外观效果，起到装饰效果，可按需调整特定的光学性能。同时，外层的交替叠层设计，利用不同膜层之间不同的晶体结构和化学键，交替叠加生长可以产生不同的应力状态，从而降低整体膜层的应力。

防静电层43具有优异的导电性，能够有效地降低静电的积累，从而降低空气中尘埃和杂质的吸附，提升抗电磁干扰的能力以及降低静电放电造成的损坏。另外，防静电层43的厚度较薄，不会影响防腐装饰层41的颜色效果。

该镀膜件100可为各类装饰品或外观件，包括但不限于手机中框、电脑框架、手表壳、手表带、珠宝首饰、眼镜架、灯饰、箱包五金等。

防腐装饰层41可为单层或者不同材料的多层结构。当防腐装饰层41设计为多层结构时，任意相邻两层的材质不同，由于多层结构薄膜表面的反射光和在薄膜界面处的反射光发生光的干涉，可使防腐装饰层41呈现五彩斑斓的颜色，实现美化装饰品的外观效果。

防腐装饰层41的膜系结构可以根据需要进行选择。防腐装饰层41为至少两种材料层层叠的结构、至少两种材料层交替层叠排布的多层结构、或者多种材料层无规律层叠排布的多层结构。例如，防腐装饰层41可包括不同的氧化物层的叠层、不同的碳化物层的叠层、不同的氮化物层的叠层、氧化物层和碳化物层的叠层、氧化物层和氮化物层的叠层、碳化物层和氮化物层的叠层、或者氧化物层、碳化物层和氮化物层的叠层。此外，对防腐装饰层41的叠层的具体的层数可根据需要进行设计，例如可设计不同材料层的交替排布或者仅为不同材料层的一次排布。

表一列出过渡层30与防腐装饰层41的多组搭配以及防腐装饰层41的膜系结构的多种设计，作为示例。

如下表一所列，例如过渡层30采用Si层而防腐装饰层41采用SiO

如下表一所列，防腐装饰层41采用单层结构的SiO

防腐装饰层41采用双层层叠的TiO

防腐装饰层41可采用交替层叠排布的多层，如ZrO

防腐装饰层41可采用无规律层叠排布的多层，如TiC层、Si

表一

本申请实施例还提供上述镀膜件的制备方法，包括如下步骤：

提供基底，采用物理气相沉积方法在基底的一表面形成打底层；

采用物理气相沉积方法，在打底层背离基底的表面形成过渡层；

采用原子层沉积技术，在过渡层背离基底的表面形成防腐装饰层，防腐装饰层的材料为氧化物、碳化物以及氮化物中的至少一种；

采用原子层沉积技术，在所述防腐装饰层背离所述基底的表面形成防静电层，所述防静电层的材料为导电氧化物，导电碳化物或者导电氮化物种的至少一种。

物理气相沉积法通常包括以下步骤：第一步，将基底置于物理气相沉积系统内，抽真空；第二步，开启加热或者直流/射频电源，通过蒸镀或者磁控溅射的方式，将靶材材料沉积于基底的表面；第三步，薄膜沉积至一定厚度，沉积结束。

原子层沉积技术包括时间型和空间型两种不同的方式。

时间型原子层沉积技术包括如下步骤：

第一步，将表面形成有打底层和过渡层的基底置于原子层沉积腔体中，抽真空到0.01-0.1torr；

第二步，在20℃-400℃范围内以脉冲的形式通入金属有机化合物或者金属无机化合物的前驱体，使前驱体通过化学吸附于基底具有过渡层的表面；

第三步，通入1sccm-10000sccm惰性气体(如N

第四步，向原子层沉积腔体内通入反应物，使反应物与吸附的前驱体反应；

第五步，通入1sccm-10000sccm惰性气体(如N

第六步，重复第二到第五步，循环沉积，形成防腐装饰层和防静电层。

上述步骤中，前驱体为金属有机化合物或者金属无机化合物，反应物为含氧、含氮、含碳的反应物中的至少一种，惰性气进行吹扫是为了把多余气体和副产物带出反应腔。

空间型原子层沉积技术包括如下步骤：

第一步，将表面形成有打底层和过渡层的基底置于空间型原子层沉积系统内，抽真空后，在20-400℃范围内，将隔离气体、前驱体、反应物，依次或同时通入空间型原子层沉积系统中；

第二步，启动移动装置，使基底移动经过系统的沉积区域至少一次，以形成防腐装饰层和防静电层。

上述步骤中，前驱体为金属有机或者金属无机化合物，反应物为含氧、含氮、含碳的反应物中的至少一种，隔离气体为非活性气体。所述隔离气体的通入速度为0.1sccm-100000sccm，使基底移动的移动装置的移动速度为0.1m/min-200m/min，或者转动速度为0.1°/s-720°/s。

上述步骤中，根据所需制备的防腐装饰层和防静电层的材料成分，选择合适的前驱体和反应物。

前驱体为金属有机或者金属无机化合物。表二列举几种制备防腐装饰层和防静电层的步骤采用的前驱体。例如，防腐装饰层为钛的化合物，则前驱体可选自四(二甲氨基)钛、四(乙基甲基胺基)钛、四氯化钛中的至少一种。防腐装饰层为硅的化合物，则前驱体可选自双(二乙氨基)硅烷、四(乙基甲氨基)硅烷、三甲氧基硅烷醇中的至少一种。防腐装饰层为钒的化合物，则前驱体可选自乙酰丙酮钒、四(二乙氨基)钒、双(环戊二烯基)钒中的至少一种。防腐装饰层为锆的化合物，则前驱体可选自四(二甲基氨基)锆、双(环戊二烯基)二甲基锆、二甲基双(叔丁基环戊二烯基)锆中的至少一种。防腐装饰层为铪的化合物，则前驱体可选自乙醇铪、二氯化二(异丙基环戊二烯基)铪、四(二甲基氨基)铪中的至少一种。防腐装饰层为铝的化合物，则前驱体可选自三甲基铝、三乙基铝、乙醇铝中的至少一种。

表二

表三列举了制备防腐装饰层和防静电层步骤采用的反应物。氧化物对应的反应物可为含氧的反应物，具体可为H

表三

本申请的镀膜件，通过在打底层和防腐装饰层之间设置一层过渡层，有效增强打底层与防腐装饰层之间的结合力，防止防腐装饰层脱落。同时防腐装饰层膜层致密，具有较佳的防腐蚀能力；此外，防腐装饰层的多层膜系结构可通过调节膜层的材料种类以及膜层的厚度以呈现不同颜色的效果，极大地提升镀膜件的装饰效果。最外层的导电的防静电层能够有效地减少电荷的积累，起到防静电的作用，有效地防止空气中灰尘和杂质的吸附，提升抗电磁干扰的能力以及降低静电放电造成的损坏。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。