【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于表面处理，具体涉及一种表面功能装饰涂层及其制备方法。
技术介绍
1、智能健康家居朝着更高舒适性、可靠性及更低co2排放的方向发展，这对智能健康家居尤其内外功能装饰件的性能和制造提出了更高要求。功能装饰涂层是在装饰的基础上赋予涂层一种或几种特殊功能需求的涂层。围绕功能装饰涂层的制备技术，迄今，以电镀、涂装和阳极氧化等为主的传统表面处理技术已在行业获得广泛应用，但这些技术在工艺过程中均存在不同程度的环境污染问题，随着人们健康意识的提高和环保政策的收紧，传统表面处理技术已不能满足家居行业的需求，亟需发展新型的表面强化技术。
2、同时随着现代“简约主义”或“极简主义”的盛行，家装的搭配更加的简洁化，在这样的背景下，枪色、枪黑色、黑色、深黑色等装饰色越来越受消费者的欢迎，其市场份额也越来越大。目前深色涂层表面处理主要采用电镀+pvd+钝化的工艺，其过程对环境造成较大的压力，因此开发一种集环保、功能、装饰一体化的表面功能装饰涂层工艺势在必行。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种表面功能装饰涂层，通过调配不同形态的涂层表面，从而改变经过复合涂层的光的通路，从而得到具有环保、功能、装饰一体化的多功能装饰涂层。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种表面功能装饰涂层，包括由下到上依次设置的me层、mealsix陶瓷层、折叠mealsix陶瓷层和织构mealsix陶瓷层，其中x为n或c，me为ti和/或cr，且所述织构mealsix
3、专利技术人经过长期探索得知，影响材料表面颜色的除了染料和颜料等色素分子，有些颜色来源于其结构与光的相互作用，与通过电子跃迁吸收光线而显色的色素分子不同，结构色源于其微结构对光的散射、反射、干涉和衍射等多种相互作用，如周期性堆叠的多层膜、有序排列的颗粒或微球等，本专利技术采用上述成分和形貌的陶瓷层，能通过改变光的通路，得到本专利技术用于表面装饰的多功能涂层。
4、作为优选，所述mealsix陶瓷层、折叠mealsix陶瓷层和织构mealsix陶瓷层均具有面心立方体fcc结构，且具有（200）择优取向，晶粒的平均尺寸为74~87nm。本专利技术mealsix陶瓷层、折叠mealsix陶瓷层和织构mealsix陶瓷层具有上述结构、择优取向和晶粒平均尺寸，能使得到的涂层具有装饰功能。
5、作为优选，所述表面功能装饰涂层具有多瓣层花朵结构形貌，且颜色范围值如下：l：25-50，a:±2，b: ±2。本专利技术表面功能装饰涂层表面具有多瓣层花朵结构形貌，且进一步限定了颜色范围值，使得得到的涂层具有表面装饰的功能。
6、作为优选，所述表面功能装饰涂层厚度为500-10000nm，且纸带摩擦3000次后未见基体。
7、本专利技术的第二个目的在于提供一种表面功能装饰涂层的制备方法，具体包括如下步骤：
8、s1、将基体放置于真空腔体中，抽真空至本底真空小于3.0×10-5torr，腔体温度为25 ℃；
9、s2、使用离子束对基体表面进行刻蚀；
10、s3、使用磁控溅射技术，以高纯me为靶材，腔体里通入ar气，在基体表面沉积me层；
11、s4、使用磁控溅射技术，以高纯mealsi为靶材，腔体里通入ar气及反应气体，在步骤s3得到的me层表面沉积mealsix陶瓷层；
12、s5、使用磁控溅射技术，以高纯mealsi为靶材，腔体里通入ar气及反应气体，在步骤s4得到的mealsix陶瓷层表面沉积折叠mealsix陶瓷层；
13、s6、使用磁控溅射技术，以高纯mealsi为靶材，腔体里通入ar气及反应气体，在步骤s5得到的折叠mealsix陶瓷层表面沉积织构mealsix陶瓷层，最终得到表面功能装饰涂层。
14、本专利技术采用磁控溅射技术，不仅能替代现有技术中的电镀+pvd+钝化工艺，实现绿色环保的目的，且通过上述制备步骤、制备顺序和制备的工艺参数，得到多层复合的装饰涂层，从而实现本专利技术表面功能装饰涂层的目的。
15、作为优选，所述步骤s2中，刻蚀的具体参数如下：刻蚀时间为10min，氩气流量为32~37sccm，离子束电流为0.1~0.3a，离子束功率为100~300w。本专利技术在沉积me层之前对基体进行刻蚀处理，可有效去除基体表面的疏松层和氧化皮，相当于原子级别的微喷丸，活化基体表面，提高膜基结合强度，也为后续镀膜起到了高效预离化作用。
16、作为优选，所述步骤s3中，沉积me层的具体参数如下：沉积时间为5-8min，气压为2.5-3.5mtorr，基体与靶材平行。在上述参数范围内，本专利技术可通过调控步骤s3中的沉积时间，改变me层的厚度。
17、作为优选，所述步骤s4中，沉积mealsix陶瓷层的具体参数如下：当x为n时，反应气体为氮气，ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，沉积时间为10~60min，气压为2.5~3.5mtorr，基体与靶材平行；或，当x为c时，反应气体为甲烷，ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，沉积时间为10~60min，气压为2.5~3.5mtorr，基体与靶材平行。本专利技术通过调控mealsix陶瓷层的沉积参数，如沉积时间、气压、基体与靶材的角度等工艺参数，本专利技术不仅可以得到需要沉积的mealsix陶瓷层的厚度，还可以进一步调控得到的mealsix陶瓷层的表面形貌。
18、作为优选，所述步骤s5中，沉积折叠mealsix陶瓷层的具体步骤如下：当x为n时，反应气体为氮气，ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，气压为2.5~3.5mtorr，磁控溅射靶电流为2～5a，基体偏压为-50～-300v，先调整基体与靶材的夹角为30-70°沉积10~30min，然后调整基体与靶材的夹角为120-160°沉积10~30min；或，当x为c时，反应气体为甲烷，ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，气压为2.5~3.5 mtorr，磁控溅射靶电流为2～5a，基体偏压为-50v～-300v，先调整基体与靶材的夹角为30-70°沉积10~30min，然后调整基体与靶材的夹角为120-160°沉积10~30min。本专利技术通过调控折叠mealsix陶瓷层的沉积参数，如沉积时间、气压、基体与靶材的角度等工艺参数、以及采用两步沉积的方法，不仅可以调控沉积的折叠mealsix陶瓷层的厚度，还可以进一步调控得到的折叠mealsix陶瓷层的表面形貌。
19、作为优选，所述步骤s6中，沉积织构mealsix陶瓷层的参数如下：当x为n时，反应气体为氮气，ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，沉积时间为10~60min，气压为2.5~本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种表面功能装饰涂层，其特征在于，包括由下到上依次设置的Me层、MeAlSiX陶瓷层、折叠MeAlSiX陶瓷层和织构MeAlSiX陶瓷层，其中X为N或C，Me为Ti和/或Cr，且所述织构MeAlSiX陶瓷层截面具有树叶形貌，所述折叠MeAlSiX陶瓷层截面具有折角形貌，所述MeAlSiX陶瓷层、折叠MeAlSiX陶瓷层和织构MeAlSiX陶瓷层中，各元素的原子百分比含量如下：X：35-40%，Al：20-30%，Me：25-35%，Si：5-12%。
2.如权利要求1所述的表面功能装饰涂层，其特征在于，所述MeAlSiX陶瓷层、折叠MeAlSiX陶瓷层和织构MeAlSiX陶瓷层均具有面心立方体fcc结构，且具有（200）择优取向，晶粒的平均尺寸为74~87nm。
3.如权利要求1所述的表面功能装饰涂层，其特征在于，所述表面功能装饰涂层具有多瓣层花朵结构形貌，且颜色范围值如下：L：25-50，a:±2，b: ±2。
4.如权利要求1所述的表面功能装饰涂层，其特征在于，所述表面功能装饰涂层厚度为500-10000nm，且纸带摩擦3000次后未见
5.一种如权利要求1-4任一所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，刻蚀的具体参数如下：刻蚀时间为10min，氩气流量为32~37sccm，离子束电流为0.1~0.3A，离子束功率为100~300W。
7.如权利要求5所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，沉积Me层的具体参数如下：沉积时间为5-8min，气压为2.5-3.5mTorr，基体与靶材平行。
8.如权利要求5所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，沉积MeAlSiX陶瓷层的具体参数如下：当X为N时，反应气体为氮气，Ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，沉积时间为10~60min，气压为2.5~3.5mTorr，基体与靶材平行；或，当X为C时，反应气体为甲烷，Ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，沉积时间为10~60min，气压为2.5~3.5mTorr，基体与靶材平行。
9.如权利要求5所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，沉积折叠MeAlSiX陶瓷层的具体步骤如下：当X为N时，反应气体为氮气，Ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，气压为2.5~3.5 mTorr，磁控溅射靶电流为2～5A，基体偏压为-50～-300V，先调整基体与靶材的夹角为30-70°沉积10~30min，然后调整基体与靶材的夹角为120-160°沉积10~30min；或，当X为C时，反应气体为甲烷，Ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，气压为2.5~3.5 mTorr，磁控溅射靶电流为2～5A，基体偏压为-50～-300V，先调整基体与靶材的夹角为30-70°沉积10~30min，然后调整基体与靶材的夹角为120-160°沉积10~30min。
10.如权利要求5所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中，沉积织构MeAlSiX陶瓷层的参数如下：当X为N时，反应气体为氮气，Ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，沉积时间为10~60min，气压为2.5~3.5mTorr，基体与靶材平行；或，当X为C时，反应气体为甲烷，Ar气与反应气体的流量比为（1-3）:1，沉积时间为10~60min，气压为2.5~3.5mTorr，基体与靶材平行。
...【技术特征摘要】
1.一种表面功能装饰涂层，其特征在于，包括由下到上依次设置的me层、mealsix陶瓷层、折叠mealsix陶瓷层和织构mealsix陶瓷层，其中x为n或c，me为ti和/或cr，且所述织构mealsix陶瓷层截面具有树叶形貌，所述折叠mealsix陶瓷层截面具有折角形貌，所述mealsix陶瓷层、折叠mealsix陶瓷层和织构mealsix陶瓷层中，各元素的原子百分比含量如下：x：35-40%，al：20-30%，me：25-35%，si：5-12%。
2.如权利要求1所述的表面功能装饰涂层，其特征在于，所述mealsix陶瓷层、折叠mealsix陶瓷层和织构mealsix陶瓷层均具有面心立方体fcc结构，且具有（200）择优取向，晶粒的平均尺寸为74~87nm。
3.如权利要求1所述的表面功能装饰涂层，其特征在于，所述表面功能装饰涂层具有多瓣层花朵结构形貌，且颜色范围值如下：l：25-50，a:±2，b: ±2。
4.如权利要求1所述的表面功能装饰涂层，其特征在于，所述表面功能装饰涂层厚度为500-10000nm，且纸带摩擦3000次后未见基体。
5.一种如权利要求1-4任一所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，刻蚀的具体参数如下：刻蚀时间为10min，氩气流量为32~37sccm，离子束电流为0.1~0.3a，离子束功率为100~300w。
7.如权利要求5所述的表面功能装饰涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，沉积me层的具体参数如下：沉积时间为5-8min，气压为2.5-3.5mtorr，基体与靶材平行。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王丽，汪爱英，王振玉，柯培玲，谭诗瑶，张美琪，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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