贵金属和铜合金表面均质且透明的保护涂层及其制备方法技术

提供一种用于贵金属和铜合金表面的均质且透明的保护涂层以及在贵金属和铜合金上制备涂层的技术。在一个实施例中，使用脉冲化学气相沉积(PCVD)将离子氧化物薄膜沉积在包括诸如贵金属和/或铜合金的金属衬底表面上。基于该沉积，在金属衬底表面上形成的离子氧化物薄膜具有均质兼透明的特性。

【技术实现步骤摘要】

本申请通常涉及用于贵金属和铜合金表面的均质且透明的保护涂层。
技术介绍
贵金属和铜合金通常被用作手表、珠宝、纪念品和硬币等的装饰。例如，金(Au)可以添加少量其它金属元素，诸如铜(Cu)、锌(Zn)和银(Ag)等，从而产生其它流行的颜色，如玫瑰金。作为软金属，金在外力作用下可以产生变形且容易磨损。此外，当与化学物质、湿气、废气或手汗接触时，镀金表层由于有限的抗氧化性和耐腐蚀性而会失去其原有亮度或颜色。用于贵金属和铜合金的传统表面保护技术，诸如电镀和有机涂层，不能满足现代装饰设计的严格要求。虽然诸如电弧蒸发和溅射的物理气相沉积(PVD)表面保护技术较环保，且成功地应用于硬质涂层的制备，但是当应用于以贵金属和铜合金为衬底的产品时，PVD具有一些固有的缺点。例如，一些结构缺陷，诸如针孔和液滴不可避免地掺入到沉积的涂层中，使其表面质量下降。另外，由于所沉积粒子的定向性(即阴影效应)，PVD涂层在具有非平面表面和复杂形状的物体上不是均匀分布的。
技术实现思路
为了在更详细的描述和附图中有助于能够基本或大体理解后文的示例性、非限制实施例的各方案，本文提供了简化概要。然而，该概要不旨在为广泛概述或穷尽概述。替代地，该概要的目的是作为后文公开内容中的各种实施例的更详细描述的引言而以一种简化的方式提出与一些示例性非限制实施例有关的一些概念。根据一个示例实施例，本文提供一种物体，该物体包括：金属表面；以及透明涂层，形成在所述金属表面上且包括离子氧化物的一个或更多个均质层。根据另一个示例实施例，本文提供一种用于在衬底上形成透明保护涂层的方法，包括：使用脉冲化学气相沉积PCVD在所述衬底的表面上沉积离子氧化物；以及基于所述沉积，在所述衬底的表面上形成均质的离子氧化物固体膜。根据又一个示例实施例，本文提供一种用于在衬底上形成透明保护涂层的方法，包括：使用等离子体增强脉冲化学气相沉积PE-PCVD在所述衬底的表面上沉积离子氧化物；以及基于所述沉积，在所述衬底的表面上形成均质且透明的离子氧化物固体膜。下文参照附图来更详细地描述这些和其它实施例或实施方式。附图说明本专利技术的许多方案、实施例、目的和优点将参考以下详细描述并结合附图变得显而易见。其中类似的附图标记指代类似的部分，在附图中：图1示出根据本文描述的各个方案和实施例的用于将均质且透明的保护涂层施加在三维(3D)金属物体上的示例性脉冲化学气相沉积(PCVD)系统；图2示出根据本文描述的各个方案和实施例的用于将均质且透明的保护涂层施加在3D金属物体上的示例性等离子体增强脉冲化学气相沉积(PE-PCVD)系统；图3示出根据本文描述的各个方案和实施例的具有非平面表面形态且具有形成在其表面上的均质且透明的保护膜的示例性3D金属物体；图4示出根据本文描述的各个方案和实施例的用于将均质且透明的保护涂层施加在3D金属物体的表面上的示例性系统。图5示出根据本文描述的各个方案和实施例的用于将均质且透明的保护涂层施加在3D金属物体的表面上的示例性方法。图6示出根据本文描述的各个方案和实施例的用于将均质且透明的保护涂层施加在3D金属物体的表面上的另一种示例性方法。图7示出根据本文描述的各个方案和实施例的用于将均质且透明的保护涂层施加在3D金属物体的表面上的另一种示例性方法。图8示出根据本文描述的一个或多个实施例的基于外部设备的振动利用可植入式设备进行遥测操作的计算机框图。具体实施方式将参照附图描述各实施例，其中类似的附图标记用以指代类似的元件。在以下描述中，为了说明的目的，许多具体细节被列出以提供对各实施例的彻底理解。然而，显而易见的是，各实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在其它示例中，公知的结构和组件以框图形式示出，以便于描述各实施例。以介绍的方式，在本公开中描述的主题涉及用于贵金属和铜合金的均质且透明的保护涂层。在各实施例中，使用在相对低的温度下(例如，大约100℃到300℃)执行的具有精确和动态控制气流的PCVD技术将包括离子氧化物的保护膜或涂层合成在物体的表面上。在沉积过程中，两个或两个以上气态前驱体填充到真空密封反应腔室中并在衬底表面上产生化学反应，从而形成固体薄膜。由于前驱体是气相分子，它们填满所有空间而不依赖于衬底几何形状(geometry)，因而无需与衬底对准(而在PVD中需要)。衬底表面对前驱体的化学吸附提供了极好的粘合性，表面控制的反应和生长允许均匀的薄膜沉积。此外，PCVD工艺可以通过等离子体来增强，这为控制沉积膜的结构和性质提供了更大的灵活性。通过等离子体来增强的PCVD技术在本文中被称为等离子体增强PCVD(PE-PCVD)。衬底材料可以变化，但公开的涂层和用于形成所公开的涂层的方法尤其适用于贵金属和/或铜合金的衬底。经由PCVD形成的以离子氧化物为基础的涂层增加了衬底的表面硬度，从而显著提高了表面的耐磨损性和耐久性。此外，公开的涂层能防止引起表面腐蚀和氧化的因素，如湿度、化学品、海水和出汗。另外，当形成在包括贵金属或铜的金属表面上时，本透明涂层维持了金属表面的原有亮度和光泽，甚至使表面外观更加优雅和光亮。本透明涂层是通用的，并且可以适用于许多需要抗磨损表面的工业。例如，公开的涂层可被应用到各种产品，如手表、珠宝、模具、透镜、眼镜、显示装置、生物医学植入物等。由于本涂层经由PCVD形成，涂层材料经由气相沉积，从而无论衬底的结构或几何形状如何，涂层材料均匀地覆盖整个衬底的所有表面。因此，公开的涂层特别适用于具有不规则或非平面表面的产品。此外，当施加到包括诸如珠宝的贵金属产品时，本涂层不仅可防止刮伤而且在熔化后不会影响饰品的克拉(纯度)值。根据各实施例，提供一种物体，该物体包括：金属表面；以及透明涂层或膜，形成在金属表面上，其中透明涂层或膜包括离子氧化物的一个或多个均质层(homogenouslayer)。在一个方案中，该金属表面包括如下中的至少一种：金、银、铂、钯、铜或铜合金。透明涂层或膜被配置为使金属表面免受氧化、腐蚀和/或变色。一个或多个均质层可以包括如下氧化物中的一种或多种：氧化铝、氧化钛、包含氧化铝的化合物，或包含氧化钛的化合物。在一个实施例中，通过PCVD工艺在金属表面上形成透明的离子氧化物涂层或膜。在另一个实施例中，通过PE-PCVD工艺在金属表面上形成透明的离子氧化物涂层或膜。在大约100℃到300℃之间的温度下实施PCVD或PE-PCVD工艺。由于PCVD或PE-PCVD，透明涂层或膜的厚度在物体的表面上基本上是均匀分布的。在一个方案中，透明涂层或膜的厚度大约在10纳米到100纳米之间。在其它实施例中，公开一种用于在衬底上形成透明保护涂层的方法。该方法包括：使用PCVD在衬底的表面上沉积离子氧化物；以及基于该沉积，在衬底的表面上形成均质的离子氧化物固体膜。在一个方案中，衬底材料包括金、银、铂、钯、铜或铜合金中的至少一种。离子氧化物包括氧化铝、氧化钛、包含氧化铝的化合物，或包含氧化钛的化合物中的至少一种。在一个方案中，在大约100℃到300℃的温度下实施PCVD。在另一个实施例中，公开一种用于在衬底上形成透明保护涂层的另一种方法。该方法包括：使用PE-PCVD在衬底的表面上沉积离子氧化物膜；以及基于该沉积，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物体，包括：金属表面；以及透明涂层，形成在所述金属表面上且包括离子氧化物的一个或更多个均质层。

【技术特征摘要】
2015.10.06 US 14/876,1561.一种物体，包括：金属表面；以及透明涂层，形成在所述金属表面上且包括离子氧化物的一个或更多个均质层。2.根据权利要求1所述的物体，其中所述金属表面包括金、银、铂、钯、铜或铜合金中的至少一种。3.根据权利要求1所述的物体，其中所述透明涂层被配置为使所述金属表面免受氧化、腐蚀或变色中的至少之一。4.根据权利要求1所述的物体，其中所述一个或更多个均质层包括氧化铝、氧化钛、包含氧化铝的化合物或包含氧化钛的化合物中的至少一种。5.根据权利要求1所述的物体，其中所述透明涂层通过脉冲化学气相沉积PCVD在所述金属表面上形成离子氧化物，从而在所述金属表面上形成所述透明涂层。6.根据权利要求5所述的物体，其中所述金属表面具有非平面表面形态，且所述透明涂层与所述金属表面的非平面表面形态相一致。7.根据权利要求1所述的物体，其中所述透明涂层具有在10纳米到100纳米之间的均匀厚度。8.根据权利要求5所述的物体，其中所述PCVD在大约100℃到300℃之间的温度下进行沉积。9.根据权利要求1所述的物体，其中所述透明涂层通过等离子体增强脉冲化学气相沉积PE-PCVD形成离子氧化物在所述金属表面上，从而在所述金属表面上形成所述透明涂层。10.一种用于在衬底上形成透明保护涂层的方法，包括：使用脉冲化学气相沉积PCVD在所述衬底的表面上沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国恩，周志烽，沈步云，
申请(专利权)人：香港城市大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;81