银的保护性涂敷制造技术

本发明专利技术为银的保护性涂敷。在本方法中，使用原子层沉积方法来保护银不失泽。在原子层沉积方法中，通过沉积连续的涂层材料分子层在银的表面上形成5薄膜涂层。例如，可以使用氧化铝(Al2O3)或氧化锆作为涂层材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涂敷银产品的方法，更具体地，涉及一种用于保护银产品、物品或零件不失泽的涂敷银的方法。
技术介绍
银在大气中特别是在存在硫的情况下自然失泽。工业气氛和自然消化过程是银失泽的重要起因。当银失泽时，在银的表面上形成硫化物、氧化物或碳酸盐。例如，对于使用物品、珠宝和礼品工业以及对于银产品的最终用户来说，银和银器的失泽是一个问题。由于形成黑色或深灰色的层或斑点，因此失泽使产品的外观劣化。可以将所述层或斑点除去，但这通常是费力的过程，并且该过程会对产品外观产生不良影响。并且，在技术性应用中，银的失泽降低银和银产品及零件的光学性能，例如反射率。用于预先防止失泽的方法在现有技术中是已知的。一种用于防止失泽的现有方法包括使用设计为具有抗氧化性并涉及将诸如硅或锗的特殊添加剂与银混合的银合金。另一种用于防止失泽的现有方法包括用铑涂敷纯银。与上述使用银合金的配置相关的问题之一是所述方法需要在制造中小心地控制所有的因素，例如使用极纯的新金属和在熔融和退火过程中精确地控制温度。结果，制造工艺和实施该工艺的设备的建立非常昂贵。在用铑涂敷银的方法中成本也是非常高的。此外，铑涂层具有蓝-白色泽，因此用铑涂敷的银产品在视觉上可能与纯银不同。用于防止银失泽的其它现有方法包括利用在银产品、制品或零件上提供防止或阻止完成的银产品、制品或零件失泽的材料层的方法来涂敷完成的银产品、制品或零件。这些类型的现有技术方法包括给银产品上清漆。 与这些已知的涂敷方法相关的问题是被涂敷的整个产品或部分产品上的涂层不均匀。例如，由于干涉或其它光学变化，银产品上的涂层厚度变化导致颜色变化，这是不可取的。这些已知的方法还在银产品上产生相对较厚的涂敷材料层。这对银产品的外观也具有不利影响。清漆也会变黄并剥落。因此，用于防止银产品失泽的已知方法没有提供均匀的并且对人眼而言基本看不见的涂层，而是提供不均匀的涂层和/或使银产品变色的涂层。
技术实现思路
本申请的一个目的是提供一种方法以缓解上述缺点。本申请的目的通过使用ALD(原子层沉积)方法在银产品、物品或零件的至少部分表面上施用厚度为Inm IOOnm的薄的保护材料涂层的方法来实现。因此，本专利技术的特征在于通过使用ALD(原子层沉积)方法在银产品、制品或零件的至少部分表面上涂敷薄的保护材料涂层。本专利技术还公开了优选的实施例。术语薄层在本文中指厚度为1nm 1 μ m、优选为1 100nm、最优选为约2 20nm的层。在该方法中，将薄膜涂层沉积在银物体的表面上。在本方案中，用一个或更多个氧化铝Al2O3分子层来涂敷银。可以使用三甲基铝(CH3)3Al作为前体，使用AH2O作为氧源。每一个ALD周期所产生的薄膜厚度为约0.lnm，并且在约200°C的温度下进行涂敷。在实验中，在使用三甲基铝(TMA)和水的连续脉冲的情况下，通过使用30个ALD周期在银产品上沉积了约3nm的Al2O3涂层，从而获得了期望的结果。还试验了更厚的涂层以确定涂层颜色和涂层厚度之间的关系。发现另一良好的厚度范围为约70nm的范围。可以在使用TMA和水的连续脉冲的情况下通过使用700个ALD周期在银产品上沉积约70nm的Al2O3涂层来获得该厚度。本方案的优点在于可以产生有效防止银失泽而不改变银产品外观的薄涂层。而且，银的光学性质将基本保持不变。因此，涂层使银表面钝化。用该方法产生的涂层薄、致密、平滑并且基本无色，并且精确地形成与银产品的形状(而且是三维形状)相符合的形状，而没有涂层厚度变化。通过本方案，可以获得稳定、均匀并且吸引人的涂层。所产生的涂层与食品相容。涂层材料的消耗少，因此可以降低涂敷成本。可以通过改变涂层中的分子层数来控制涂层的厚度。涂敷工艺对工艺参数的微小变化不敏感，因此该方法的可重复性良好。该薄层足以防止银失泽，但是不像常规涂敷方法那样影响银产品的外观。涂层可以非常薄，以至于人眼看不到它。由于不能像ALD方法那样精密控制涂敷方法，所以使用例如CVD (化学气相沉积)方法或PVD (物理气相沉积)方法不可能在三维物体上提供这种均匀的层。为了在三维物体的整个表面上提供涂层材料，CVD和其它类似方法还需要转动被涂敷的物体。附图说明在下文中，将参照附图并通过优选的实施例来更详细地描述本专利技术，在附图中，图1是根据本申请方案的利用氧化铝涂覆银的涂敷方法示意图；图2是根据本申请方案的涂层结构示意图。具体实施例方式银在大气中特别是在存在硫的情况下自然失泽。工业气氛和自然的消化过程是使银失泽的重要起因。当银失泽时，在银的表面上形成硫化物、氧化物或碳酸盐。由于形成黑色或深灰色的层或斑点，因此失泽使产品的外观劣化。而且，在技术性应用中，银的失泽降低银和银产品及零件的光学性能，例如反射率。为了防止银产品的表面失泽，可以在银产品的表面上设置薄的涂层。涂层应足够薄以防止银产品的外观变化，但涂层应当足够厚以提供良好的对抗失泽的钝化和/或保护。可以优选通过使用原子层沉积(ALD)方法将这种薄涂层涂敷到银产品的表面上。原子层沉积是允许制造具有纳米级厚度的薄膜涂层的薄膜技术。ALD技术也可被称为ALC (原子层涂敷)技术或ALE (原子层外延)技术。ALD基于通常使初始化合物蒸发并单独地脉冲进入反应室内的气相过程。在将从初级化合物之间的反应获得的材料沉积在待涂敷的表面上时产生薄膜。通过逐层沉积分子水平的连续层将材料沉积在表面上。这可被称为材料的“生长”。通过ALD技术获得的薄膜材料包括例如金属氧化物和金属氮化物。在原子层沉积方法中，通过沉积一种或更多种涂层材料的连续分子层来形成银表面上的薄膜涂层。根据本申请的方案，ALD技术适合于涂敷包含银的物体。在本方案中，用包含氧化铝Al2O3的涂层涂敷包含银的物体。但是,也可使用可任何无色金属氧化物,例如氧化锆ZrO2、氧化钛TiO2、氧化铬Cr2O3、氧化铟In2O3、氧化银Nb2O5或通过ALD技术可获得的任意其它材料。图1示出显示利用氧化铝Al2O3涂覆银表面S的本方案的实施例。涂层由氧化铝的分子层组成。图1显示使用三甲基铝(CH3)3Al和水H2O作为原材料的情况。例如，如果用ZrO2涂敷银，则可以使用ZrCl4和H2O作为原材料。在步骤1-1中，将表面S暴露于包含三甲基铝的气体，在该情况下，在表面S上形成三甲基铝分子(CH3)3Al层。在步骤1-2中，除去残留气体，而包含三甲基铝分子(CH3)3Al的层保留在表面S上。在步骤1-3中，将表面S进一步暴露于水H20。在三甲基铝(CH3)3Al和水H2O之间的反应中形成氧化铝Al2O315反应逐步进行，并且还可形成其它化合物，例如氢氧化招AlOH和甲烧CH4。在反应过程中，氧化招Al2O3被沉积到表面S上。步骤1_4显示已除去未反应的三甲基铝(CH3)3Al和最后的其它化合物并且将氧化铝Al2O3层沉积到表面S上的情况。通过材料的生长获得本方案的薄膜涂层。这是通过重复图1的步骤1-1 1-4若干次以在表面S上沉积连续的氧化铝分子层来实施的。可以通过改变分子层数来控制涂层的厚度。 图2示出银表面S上的涂层包含四个氧化铝Al2O3分子层的情况。实际上，连续的氧化铝Al2O3层数可以为除四个之外的数目。在涂敷过程中，通常希望得到尽可能薄的涂层，使其仍然足够厚以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保护银产品、物品或零件不失泽的方法，其特征在于，通过使用ALD(原子层沉积)方法在银产品、物品或零件的至少部分表面上施用厚度为1nm～100nm的薄的保护材料涂层。

【技术特征摘要】
2006.02.02 FI 200650821.一种用于保护银产品、物品或零件不失泽的方法，其特征在于，通过使用ALD(原子层沉积)方法在银产品、物品或零件的至少部分表面上施用厚度为Inm IOOnm的薄的保护材料涂层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于施用厚度为2 20nm的薄涂层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于施用厚度为40nm 90nm的薄涂层。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过利用ALD(原子层沉积)方法提供至少一个金属氧化物的层来施用所述薄涂层。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于金属氧化物包括选自氧化铝Al2O3、氧化钛TiO2、氧化铬Cr2O3、氧化锆ZrO2、氧化 铟In2O3、氧化铌Nb2O5的金属氧化物。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述保护膜是基本透明的非氧化物材料。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过利用ALD(原子层沉积)方法在银产品、...

【专利技术属性】
技术研发人员：米利娅·梅凯莱，佩卡·索伊尼宁，萨米·斯内克，
申请(专利权)人：BENEQ有限公司，
类型：发明
国别省市：