一种黑蓝色PVD装饰薄膜及其制备方法与流程

本技术涉及pvd装饰薄膜，尤其涉及一种黑蓝色pvd装饰薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、物理气相沉积（pvd）装饰薄膜因其色彩丰富、金属质感强、环境友好等优势，广泛应用于高端消费品领域。近年来，随着消费者审美日益多元化和个性化，市场对兼具深邃黑色基调与幽蓝光泽的黑蓝色装饰镀膜需求快速增长。

2、然而，现有技术在制备黑蓝色pvd装饰薄膜时主要存在以下几方面不足：

3、（1）颜色单一。目前深色系pvd薄膜多采用铬、钛等单一金属靶材，在氩气工作气氛下与含碳气体（如甲烷、乙炔）反应，生成碳化铬（crc）、碳化钛（tic）等金属碳化物薄膜。其颜色主要集中在黑色、灰黑色或深灰色区间，蓝色调极弱。即便引入少量氮气形成碳氮化铬（crcn）或碳氮化钛（ticn），颜色也通常偏向棕色、紫色或暗灰色，颜色种类单一，难以满足装饰的定制化需求；

4、（2）颜色调控难度大，批量稳定性差。传统工艺中，薄膜颜色的实现极度依赖碳源气体流量、靶面中毒程度和沉积温度的精准匹配，工艺窗口十分狭窄。碳源气体流量的微小波动（如±1sccm）即可导致颜色从蓝黑偏离为纯黑或灰黑。同时，由于反应溅射或电弧蒸发过程中靶面状态存在明显的滞后效应，连续生产时靶材刻蚀与反应化合物覆盖的动态平衡不断漂移，使得批次间颜色一致性难以保证，色差值（δe）波动大，严重制约了批量化稳定生产；

5、（3）耐磨性与蓝黑色调难以兼顾。为在碳化物薄膜中引入更明显的蓝色色调，通常需要调整碳元素含量或加入氮等元素，但膜层成分的微调极易改变其微观结构。碳含量偏高时，薄膜内应力显著增大、脆性增加，膜基结合力下降，在摩擦或冲击载荷下容易开裂或剥落；碳含量偏低时，膜层硬度不足，耐磨及耐刮擦性能难以达到高端装饰件的使用寿命要求。

6、综上，现有pvd装饰薄膜技术难以获得颜色纯正、蓝中带黑、耐磨性优异且颜色调控灵活、适于批量稳定生产的高品质黑蓝色薄膜。因此，亟需开发一种颜色调控更加灵活的黑蓝色pvd装饰薄膜及其制备方法，满足高端装饰领域的迫切需求。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本技术提供了一种黑蓝色pvd装饰薄膜及其制备方法，通过精确控制氧气与乙炔的比例，可实现从深蓝到黑蓝的连续可调。

2、为达此目的，本技术采用以下技术方案：

3、第一方面，本技术提供了一种黑蓝色pvd装饰薄膜，所述黑蓝色pvd装饰薄膜包括层叠设置的打底层和颜色层；

4、所述打底层包括钛层；

5、所述颜色层包括ti-si-o-c复合膜层。

6、本技术所述黑蓝色pvd装饰薄膜的颜色层，是一种tisio/tisic复合膜层，颜色层中同时包含钛硅氧化物和钛硅碳化物，二者协同作用最终呈现黑蓝色效果。钛硅氧化物（tisio）赋予膜层蓝色外观，钛硅碳化物（tisic）赋予膜层黑色调并提高膜层硬度和耐磨性。通过精确控制氧气与乙炔的比例，可实现从深蓝到黑蓝的连续可调。

7、作为本技术优选的技术方案，所述打底层的厚度为0.2-0.4μm，例如可以是0.2μm、0.24μm、0.28μm、0.32μm、0.36μm或0.4μm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

8、和/或，所述颜色层的厚度为0.4-0.8μm，例如可以是0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm或0.8μm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

9、作为本技术优选的技术方案，所述黑蓝色pvd装饰薄膜的基材材质包括不锈钢。

10、第二方面，本技术提供了一种黑蓝色pvd装饰薄膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

11、在基材表面沉积钛层，形成打底层；

12、在含氧气和乙炔的混合气氛中，以钛硅合金为靶材进行沉积，在所述打底层上共沉积形成包含钛、硅、氧、碳四种元素的ti-si-o-c颜色层，获得所述黑蓝色pvd装饰薄膜。

13、本技术所提供的黑蓝色pvd装饰薄膜的制备方法，由钛硅靶在氧气和乙炔的混合反应气氛中通过离子镀膜制备得到tisio/tisic复合膜层，颜色层中同时包含钛硅氧化物和钛硅碳化物，通过调控氧气的比例实现蓝色基调，通过调控乙炔的比例调节明暗度和黑色深度，二者协同作用最终呈现黑蓝色效果。钛硅氧化物（tisio）赋予膜层蓝色外观，钛硅碳化物（tisic）赋予膜层黑色调并提高膜层硬度和耐磨性。通过精确控制氧气与乙炔的比例，可实现从深蓝到黑蓝的连续可调。

14、本技术在基材表面沉积钛层前，对基材依次进行除油、清洗、干燥处理，去除基材表面的油污和杂质；将处理后的基材置于pvd真空镀膜设备的真空室中，抽真空至真空度≤2×10-3pa，通入氩气，对基材施加偏压进行离子清洗，以进一步去除基材表面的氧化物和污染物，活化基材表面，偏压电压为800v，偏压占空比为70%-80%，例如可以是70%、72%、74%、76%、78%或80%等，清洗时间为30-240s，例如可以是30s、60s、90s、120s、150s、180s、210s、240s、270s或300s等。

15、作为本技术优选的技术方案，所述沉积钛层在氩气气氛下进行。

16、作为本技术优选的技术方案，所述沉积钛层的氩气流量为50-200 sccm，例如可以是50 sccm、70 sccm、90 sccm、110 sccm、130 sccm、150 sccm、170 sccm、190 sccm或200sccm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

17、作为本技术优选的技术方案，所述沉积钛层的基材偏压为390-410v，例如可以是390v、392v、394v、396v、398v、400v、402v、404v、406v、408v或410v等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

18、和/或，所述沉积钛层的靶材电流85-95a，例如可以是85a、86a、87a、88a、89a、90a、91a、92a、93a、94a或95a等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

19、和/或，所述沉积钛层的时间为300-480s，例如可以是300s、320s、340s、360s、380s、400s、420s、440s、460s或480s等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

20、和/或，所述沉积钛层的偏压占空比为70%-80%，例如可以是70%、72%、74%、76%、78%或80%等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

21、作为本技术优选的技术方案，所述钛硅合金靶材中钛的质量占比为60%-80%，例如可以是60%、64%、68%、72%、76%或80%等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

22、和/或，所述钛硅合金靶材中硅的质量占比为20%-40%，例如可以是20%、24%、28%、32%、36%或40%等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

23、和/或，所述含氧气和乙炔的混合气氛中还包括氩气。

24、作为本技术优选的技术方案，所述含氧气和乙炔的混合气氛中氧气的流量为500-600sccm，例如可以是500sccm、510sccm、520sccm、530sccm、540sccm、550sccm、560sccm、570sccm、580sccm、590sccm或600sccm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

25、和/或，所述含氧气和乙炔的混合气氛中乙炔的流量为150-200sccm，例如可以是150sccm、160sccm、170sccm、180sccm、190sccm或200sccm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

26、本技术将所述氧气和乙炔的流量控制在上述范围，能够通过精确控制氧气与乙炔的比例，可实现从深蓝到黑蓝的连续可调；但氧气含量过高，颜色易从绿色渐变成彩色；乙炔含量过高，颜色黑蓝渐变成黑色。

27、和/或，所述含氧气和乙炔的混合气氛中氩气的流量为10-50sccm，例如可以是10sccm、20sccm、30sccm、40sccm或50sccm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

28、作为本技术优选的技术方案，所述沉积颜色层的基材偏压为85-95v，例如可以是85v、87v、89v、91v、93v或95v等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

29、和/或，所述沉积颜色层的靶材电流为75-85a，例如可以是75a、77a、79a、81a、83a或85a等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

30、和/或，所述沉积颜色层的时间为20-40min，例如可以是20min、22min、24min、26min、28min、30min、32min、34min、36min、38min或40min等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

31、和/或，所述沉积颜色层的偏压占空比为70%-80%，例如可以是70%、72%、74%、76%、78%或80%等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

32、与现有技术方案相比，本技术至少具有以下有益效果：

33、（1）本技术所提供的黑蓝色pvd装饰薄膜，颜色层中同时包含钛硅氧化物和钛硅碳化物，钛硅氧化物（tisio）赋予膜层蓝色外观，钛硅碳化物（tisic）赋予膜层黑色调并提高膜层硬度和耐磨性，二者协同作用最终呈现黑蓝色效果；

34、（2）本技术所提供的黑蓝色pvd装饰薄膜的制备方法，由钛硅靶在氧气和乙炔的混合反应气氛中通过离子镀膜制备得到tisio/tisic复合膜层，通过精确控制氧气与乙炔的比例，可实现从深蓝到黑蓝的连续可调。