离子镀黑色装饰膜.pdf

离子镀黑色装饰膜 1 1 2 苏东艺 梁献文 袁镇海 （1 广州今泰科技有限公司 510620； 2 广州有色金属研究院 510651） 摘要：本文综述近年来离子镀黑色装饰膜的发展状况，包括流行的黑色装饰膜系、应用、主要制备技术、反应离子 镀 TiC+C 膜的工艺参数、沉积黑色膜的主要缺陷形式与成因，最后就 TiC+C 膜层结构和产生颜色机理作初步探讨和 提出需深入研究的课题。 关键词：离子镀 黑色膜 装饰薄膜 TiC 非晶碳膜 1 前言 我国离子镀仿金色TiN 装饰膜于上世纪80 年代初实现商品化后，在80 年代后期研制成功枪黑 色 TiC 装饰膜，最早在深圳由原中科院沈阳金属研究所的科技人员实现了商品化，隨后广州有色金 属研究院所属的金泰公司（即现广州今泰科技有限公司）也推出枪黑色TiC 装饰膜产品。上世纪90 年代经过众多厂家的努力，完成了 TiC 膜系从枪黑向黑色、深黑到乌黑色的开发，同期也开发了 TiAlN、DLC 等黑色膜系。由于离子镀制备黑色膜的技术日臻成熟，进入二十一世纪后，特別近几 年来，TiC 黑色装饰膜己成为主流膜系之一，发展势头猛速，其价值更在仿金TiN 之上。 TiC 等黑色膜系比仿金色 TiN 制备技术复杂，生成黑色色调的再现性和稳定性难以控制，其膜 硬而脆，膜层内应力大，膜/基结合力弱，容易粉化、脱膜或崩膜，成品率比较低。人们一直在努力 开发更易控制和更稳定的镀膜技术和工艺，近年来已有了较大的进步。可能涉及知识产权和商业机 密，关于离子镀黑色膜系的工艺技术发展的报导不多，在本文中作者综合了一些已发表的资料和结 合工作中一些体会，提出一些肤浅见解，旨在抛砖引玉，引起同行的兴趣，促进交流，推动行业共 同进步。 2 常用的黑色膜系 自然界存在的物质有的颜色就是灰黑和黑色的，表 1 列出了某些化合物的颜色。而目前实际上 应用的黑色的膜系有TiC、TiC+iC、TiCN、TiAlN、Ti(C、O)和DLC 等(見表2)。 离子镀黑色膜系按所用的靶材料、膜层的化学和物理性质的不同，其黑的色调可以有若干变化， 示需要可应用在不同的产品上。 2.1 TiC 镀层 TiC 的颜色呈银灰色，由 Ti 电弧蒸发或 Ti 靶溅射与甲烷或乙炔反应离子镀生成，最高硬度 Hv3700，可用于作刀具涂层。上世纪80 年代末至90 年代初半透明灰黑色的TiC 膜被用于手表件装 饰镀层，其色调隨镀膜时所用碳烷气的分压大小有所变化，俗称“枪黑”膜，曾盛行一时。 表 1 某些化合物的颜色 表2 某些膜层的色调 膜 层 色 调 化 合 物 颜 色 TiC TiC 浅灰、深灰 明亮灰色 ZrC TiCN 黑色 灰色 WC 灰色 TiC+C 黑色 Ti Al N LaN 黑色 黑色 x 1-x MnN i ：C 黑色 黑色