薄膜涂层色度分析设备及其应用、薄膜涂层分类方法技术

本发明专利技术提供了一种薄膜涂层色度分析设备及其应用、薄膜涂层分类方法，属于薄膜涂层色度分析技术领域。本发明专利技术提供了一种薄膜涂层色度分析设备，包括分光色度计、光源和待测样品；待测样品包括基材和设置在基材上表面的薄膜涂层；分光色度计和光源设置在待测样品的上方；光源与待测样品的距离为15‑35cm；直线A与直线B的夹角为1‑15°。通过薄膜涂层色度分析设备获得不同种类薄膜涂层的色度值，建立数据库，从而通过测定待测薄膜涂层色度值，结合数据库简单快速地判断薄膜涂层的种类，这种分类方法简单、快捷、实用，应用于类金刚石薄膜分类，可大幅度简化类金刚石薄膜分类过程，为实际应用于生产带来了极大的便利。

Chroma analysis equipment of thin film coating and its application, classification method of thin film coating

【技术实现步骤摘要】
薄膜涂层色度分析设备及其应用、薄膜涂层分类方法
本专利技术属于薄膜涂层色度分析
，具体涉及一种薄膜涂层色度分析设备及其应用、薄膜涂层分类方法。
技术介绍
类金刚石薄膜(Diamond-LikeCarbon，下文简称DLC)是一种由金刚石结构的sp3杂化碳、sp2杂化碳和键合于上述结构中少量氢元素构成的非晶亚稳态碳膜的统称。它具有高硬度、高弹性模量、耐摩擦磨损、耐腐蚀、表面光洁度高等诸多优异特性，可广泛用于机械、电子、光学、热学、声学、医学等领域，具有良好的应用前景。根据DLC薄膜中碳的sp2/sp3比例和氢含量的不同，DLC薄膜可以分为不同种类，例如：非氢四面体碳膜(ta-C)、含氢四面体碳膜(ta-C:H)、非氢碳膜(a-C)、含氢碳膜(a-C:H)、类高聚物碳膜(PLC)和类石墨碳膜(GLC)等，且并非所有种类DLC薄膜都具备高硬度、高弹性模量、耐摩擦磨损、耐腐蚀、表面光洁度高等优异特性。随着技术的不断发展和工业应用条件及使用场合的日益复杂，尤其是当前精密机械、航空航天、汽车零部件、手机和手表等便携式智能化设备、以及体育器材等其他高端装饰等对镀膜领域的要求越发苛刻，为提高产品观赏性和用户体验度，颜色和外观也越来越重要，因此，如何快速且简便地判断DLC薄膜的种类就变得越来越重要。国际上，对于DLC薄膜的分类最早是由英国剑桥大学J.Robertson教授在2002年前后提出的DLC薄膜种类三元图。虽然这一方案至今仍有较高的学术意义，但仅限于DLC薄膜定性分类，缺乏实际应用价值。2005和2012年德国工程师协会和日本钻石论坛分别提出了各自的DLC薄膜分类方案。尤其是2012年日本提出的利用基于同步辐射光源的近边X射线精细结构和基于静电加速器的卢瑟福背散射精确分析DLC薄膜中碳的sp2/sp3比例和氢含量Hwt.％来分类DLC薄膜的方案，具有一定的实际应有潜力。但是，此方案必须使用同步辐射光源和静电加速器等大型设备，对于实际生产的指导意义仍然存在诸多不便。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种薄膜涂层色度分析设备，能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。本专利技术的第二个目的在于提供上述薄膜涂层色度分析设备在薄膜涂层色度分析中的应用。本专利技术的第三个目的在于提供一种薄膜涂层色度分析方法。本专利技术的第四个目的在于提供上述薄膜涂层色度分析方法在薄膜涂层分类中的应用。本专利技术的第五个目的在于提供一种薄膜涂层分类方法。根据本专利技术第一个方面，提供了一种薄膜涂层色度分析设备，包括分光色度计、光源和待测样品；所述待测样品包括基材和设置在基材上表面的薄膜涂层；所述分光色度计和光源设置在待测样品的上方；所述光源与待测样品的距离为15-35cm；所述光源的中心点到待测样品的垂足为交点D；所述光源的中心点到交点D的直线为直线A，所述分光色度计的中心点到交点D的直线为直线B；所述直线A与直线B的夹角为1-15°。优选地，所述色度分析设备还包括样品台，所述待测样品放置在样品台表面；优选地，所述分光色度计和光源平齐，所述待测样品位于光源正下方。优选地，所述直线A与直线B的夹角为5-10°，优选为10°。优选地，所述光源为白色LED光源；优选地，所述分光色度计能够实现CIELAB和/或CIELUV颜色空间测试要求。优选地，所述基材包括单晶硅、石英、透明导电玻璃或硬质合金中的至少一种，优选为单晶硅。优选地，所述薄膜涂层的粗糙度小于10nm，所述薄膜涂层的厚度为20-3000nm；优选地，所述薄膜涂层包括无机非金属薄膜，优选为类金刚石薄膜或钻石薄膜，进一步优选为类金刚石薄膜。根据本专利技术第二个方面，提供了上述薄膜涂层色度分析设备在薄膜涂层色度分析中的应用。根据本专利技术第三个方面，提供了一种薄膜涂层色度分析方法，包括以下步骤：S1：将上述薄膜涂层色度分析设备置于黑暗环境中，放置待测样品，打开光源和分光色度计；S2：利用分光色度计得到L*、a*和b*，或，利用分光色度计得到L*、v*和u*；S3：根据公式(1)和公式(2)得到色度Cab和全色度CT：Cab＝[(a*)2+(b*)2]1/2(1)，CT＝[(L*)2+(a*)2+(b*)2]1/2(2)，或，根据公式(3)和公式(4)得到色度Cuv和全色度CT：Cuv＝[(u*)2+(v*)2]1/2(3)，CT＝[(L*)2+(u*)2+(v*)2]1/2(4)。根据本专利技术第四个方面，提供了在薄膜涂层分类中的应用；优选地，所述薄膜涂层包括无机非金属薄膜，优选为类金刚石薄膜或钻石薄膜，进一步优选为类金刚石薄膜。根据本专利技术第五个方面，提供了一种薄膜涂层分类方法，包括以下步骤：(a1)根据上述薄膜涂层色度分析方法得到已知种类的薄膜涂层的L*、a*、b*、Cab和CT，建立数据库；(b1)根据上述薄膜涂层色度分析方法得到待测薄膜涂层的L*、a*、b*、Cab和CT，结合步骤(a1)得到的数据库，对待测薄膜涂层进行分类；或者，(a2)根据上述薄膜涂层色度分析方法得到已知种类的薄膜涂层的L*、v*、u*、Cuv和CT，建立数据库；(b2)根据上述薄膜涂层色度分析方法得到待测薄膜涂层的L*、v*、u*、Cuv和CT，结合步骤(a2)得到的数据库，对待测薄膜涂层进行分类；优选地，所述薄膜涂层包括无机非金属薄膜，优选为类金刚石薄膜或钻石薄膜，进一步优选为类金刚石薄膜。本专利技术提供了一种薄膜涂层色度分析设备，该设备包括分光色度计、光源和待测样品。该设备通过光源照射到待测样品时产生散射光，利用分光色度计对散射光进行分析，得到薄膜涂层的色度值，得到不同种类的薄膜涂层与色度值之间的定量关系，建立数据库，之后只需要利用薄膜涂层色度分析设备对薄膜涂层色度进行分析，即可判断薄膜涂层的种类，利用薄膜涂层色度分析设备对薄膜涂层进行分类的方法简单、快捷、实用，大幅度简化了薄膜涂层分类过程，为实际应用于生产带来了极大的便利。薄膜涂层色度分析设备可应用于类金刚石薄膜的分类。通过薄膜涂层色度分析设备收集不同品相和不同种类的类金刚石薄膜的颜色及色度信息，获得不同种类类金刚石薄膜的色度值，建立类金刚石薄膜色度值与类金刚石薄膜种类之间的定量关系，从而通过测定待测类金刚石薄膜色度值，简单快速地判断类金刚石薄膜的种类，这种利用薄膜涂层色度分析设备对类金刚石薄膜进行分类的方法简单、快捷、实用，大幅度简化了类金刚石薄膜分类过程，能够缓解当前类金刚石薄膜分类需要依赖大型设备，操作复杂，实际应用困难等问题。为实际应用于生产带来了极大的便利。本专利技术提供了一种薄膜涂层色度分析设备，利用该薄膜涂层色度分析设备可对薄膜涂层色度进行分析，进而对类金刚石薄膜进行分类，这种分类方法简单快捷，无需使用同步辐射光源和静电加速器等大型设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜涂层色度分析设备，其特征在于，包括分光色度计、光源和待测样品；/n所述待测样品包括基材和设置在基材上表面的薄膜涂层；/n所述分光色度计和光源设置在待测样品的上方；/n所述光源与待测样品的距离为15-35cm；/n所述光源的中心点到待测样品的垂足为交点D；/n所述光源的中心点到交点D的直线为直线A，所述分光色度计的中心点到交点D的直线为直线B；/n所述直线A与直线B的夹角为1-15°。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜涂层色度分析设备，其特征在于，包括分光色度计、光源和待测样品；
所述待测样品包括基材和设置在基材上表面的薄膜涂层；
所述分光色度计和光源设置在待测样品的上方；
所述光源与待测样品的距离为15-35cm；
所述光源的中心点到待测样品的垂足为交点D；
所述光源的中心点到交点D的直线为直线A，所述分光色度计的中心点到交点D的直线为直线B；
所述直线A与直线B的夹角为1-15°。


2.根据权利要求1所述的薄膜涂层色度分析设备，其特征在于，所述色度分析设备还包括样品台，所述待测样品放置在样品台表面；
优选地，所述分光色度计和光源平齐，所述待测样品位于光源正下方。


3.根据权利要求1所述的薄膜涂层色度分析设备，其特征在于，所述直线A与直线B的夹角为5-10°，优选为10°。


4.根据权利要求1-3任一项所述的薄膜涂层色度分析设备，其特征在于，所述光源为白色LED光源；
优选地，所述分光色度计能够实现CIELAB和/或CIELUV颜色空间测试要求。


5.根据权利要求1-3任一项所述的薄膜涂层色度分析设备，其特征在于，所述基材包括单晶硅、石英、透明导电玻璃或硬质合金中的至少一种，优选为单晶硅。


6.根据权利要求1-3任一项所述的薄膜涂层色度分析设备，其特征在于，所述薄膜涂层的粗糙度小于10nm，所述薄膜涂层的厚度为20-3000nm；
优选地，所述薄膜涂层包括无机非金属薄膜，优选为类金刚石薄膜或钻石薄膜，进一步优选为类金刚石薄膜。


7.权利要求1-6任一项所述的薄膜涂层色度分析设备在薄膜涂层色度分析中的应用。


8.一种薄膜涂层色度分析方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，周小龙，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44