專利名稱：有淡玫瑰紅色調(diào)的物品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在構(gòu)成其本體的基質(zhì)上有一個(gè)淡玫瑰紅色覆蓋層的物品，所述覆蓋層包含第一層，其組成為從包括Ti、Zr、Hf或這些元素的混合物的這一組中選擇的一種元素的氮化物，所述第一層包括從Al、C和Ⅴb族與Ⅵb族元素中選擇的至少一種元素。
已經(jīng)有人提出一種淡玫瑰紅色覆蓋層，屬于如上所定義的單一氮化物層。這一方面可以參閱Leybold AG公司(德國(guó))于1991年2月出版的資料，題為“What you ever wanted to know about deco coatings”(關(guān)于deco涂層，你曾經(jīng)想要知道什么)，PartⅢ。這個(gè)出版物中有一章涉及所謂“淡玫瑰紅”(rosy pink)的色調(diào)對(duì)照，這是一種有淡紅色調(diào)的桃紅，也是一種目前流行用來(lái)覆蓋觀覽物支座的桃紅。直至現(xiàn)在，還沒(méi)有人提出這樣一種足夠硬以致能耐磨損和耐劃傷的覆蓋層，已提出的合金都相當(dāng)軟并包含諸如金屬間組合物(主要包括鈀和銦)，這種組合物的顏色各異，從淺黃色到金色或玫瑰金色。這樣一種組合物的硬度幾乎不大于350HV1，其描述詳見(jiàn)US-A-4804517。
一種顏色可以用其色澤，其清晰度及其飽和程度來(lái)表征。諸如Minolta CR200比色儀和配備了積分球的Perkin-Elmer 555分光光度計(jì)等儀器能把人類知覺(jué)范圍內(nèi)的所有顏色轉(zhuǎn)換成一種數(shù)字代碼，使人們能非常精確地表達(dá)他們所討論的顏色。這種代碼是在國(guó)際照明委員會(huì)的建議(CIE.1976)中定義的。這個(gè)系統(tǒng)表達(dá)了色空間L＊a＊b＊。當(dāng)用這個(gè)系統(tǒng)表達(dá)一種顏色時(shí)，清晰度用L＊值表示，而色澤和飽和程度則用a＊和b＊指出2個(gè)色軸，a＊是紅-綠軸，b＊是黃-藍(lán)軸。a＊的正值對(duì)應(yīng)于紅色，負(fù)值對(duì)應(yīng)于綠色，而b＊的正值對(duì)應(yīng)于黃色，負(fù)值對(duì)應(yīng)于藍(lán)色。清晰度L＊的數(shù)值可在0(黑)至100(白)之間變化。
以上提到的Leybold公司的出版物用下列數(shù)值定義“淡玫瑰紅”色調(diào)L＊＝73，a＊＝8，b＊＝5。為了達(dá)到這種色調(diào)，已經(jīng)提出了若干種組合物，它們?nèi)际怯梦锢碚魵獬练e(PVD)法沉積到基質(zhì)上的一層硬(＞600HV1)氮化物，其中每一層都只略微接近于對(duì)淡玫瑰紅所指出的顏色定義。這些組合物連同對(duì)應(yīng)色調(diào)給出如下
除這些組合物外，本申請(qǐng)者還將加上已經(jīng)成功地生產(chǎn)出的下列組合物
如果已知鈦的氮化物(TiN)有接近于金色的黃色，那么，添加鋁或鉻或碳到這種氮化物中就會(huì)引起紅色勢(shì)頭的出現(xiàn)，最后產(chǎn)生一種接近于所希望的淡玫瑰紅的色澤。然而，在上述所有情況下都要注意的是，清晰度L＊低得太多，會(huì)導(dǎo)致一種不醒目的、黯淡的顏色?，F(xiàn)在已經(jīng)注意到，要使這種色調(diào)引人注目，清晰度L＊有至少70的數(shù)值是絕對(duì)必要的。
為了達(dá)到這一點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)想在第一層氮化物上涂上由鈀(Pd)和(In)的混合物構(gòu)成的第二層。
現(xiàn)在將詳細(xì)解釋本發(fā)明。
把一個(gè)淡玫瑰紅色覆蓋層沉積在物品的本體上，該物品可以是觀覽物支座或表殼構(gòu)造另件(肩寬、月牙形飾物、棱邊等)。這個(gè)覆蓋層包括第一層，其組成是選自包含鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)或這些元素的其它混合物的這一組中的一種元素的氮(N)化物，這第一層包括從鋁(Al)、碳(C)和Ⅴb族與Ⅵb族元素中選擇的至少一種元素。這一層較好通過(guò)PVD步驟沉積，其厚度可以在0.1-2.5μm之間變化。元素的選擇取決于人們希望得到的顏色(見(jiàn)上表)。要注意的是，在沉積期間可以加氧，這樣可以進(jìn)一步增強(qiáng)淡紅傾向。所得到的這一層非常硬，其硬度超過(guò)600HV1，使得該物品能耐磨損，而最重要的是耐劃傷。
在這個(gè)第一層上，沉積了第二層由鈀(Pd)和銦(In)構(gòu)成的混合物。這個(gè)第二沉積層旨在增加前面所說(shuō)的清晰度L＊，并提高可以得到的色澤a＊和b＊的精確度。
如以上也已經(jīng)說(shuō)過(guò)的，其厚度可限制在0.05-1μm之間的這個(gè)第二層并非特別耐劃傷。如果這個(gè)第二層不是在第一層之后進(jìn)行，就會(huì)有必要使其厚度增加(例如)到大于10μm，以確保它具有合理的壽命。不過(guò)，要理解的是，厚層中的劃傷比在薄層中更容易看得見(jiàn)，在薄層的情況下劃痕不會(huì)那樣深。結(jié)果，在本發(fā)明的第二薄層上劃出的傷痕不會(huì)很深，因而不太容易看得見(jiàn)，因?yàn)樗鼈兪艿交旧喜粫?huì)劃傷的第一個(gè)氮化物層的限制。至于正常磨損，例如摩擦引起的磨損，這在本發(fā)明的覆蓋層中也不太容易看得見(jiàn)，因?yàn)橐坏┑诙酉?，基本上不?huì)磨損的第一層依然存在，其顏色與第二層的顏色是相匹配的。
現(xiàn)在來(lái)看以上提到的第二層PdIn，測(cè)定表明，如果該混合物具有論量組成，就是說(shuō)Pd的重量為48.3%，In的重量為51.7%，則色調(diào)就可定義為L(zhǎng)＊＝70，a＊＝14且b＊＝3。
為了得到一種接近于所希望的淡玫瑰紅的色調(diào)，提出了一種主要由鈀和銦構(gòu)成的混合物，并向其中添加一種選自Mg、Al、Si、Sn、Sb、Zn、Cu、Ag、Au、Zn、Y、Ti、Zr、Hf和Ni的第三元素。
具體地說(shuō)，包含46-58%(重量)鈀、42-54%(重量)銦和0.5-5%(重量)鋁的混合物提供了令人滿意的結(jié)果。更準(zhǔn)確地說(shuō)，47.49%(重量)Pd、51.25%(重量)In和1.26%(重量)Al的混合物給出的硬度為284HV1，色調(diào)L＊＝70、a＊＝8、b＊＝5，這非常接近于以上定義的淡玫瑰紅色調(diào)(L＊＝73，a＊＝8，b＊＝5)。
同樣，包含42-52%(重量)鈀、42-54%(重量)銦和0.5-6%(重量)銅的混合物也提供令人滿意的結(jié)果。更準(zhǔn)確地說(shuō)，45.15%(重量)Pd、52.52%(重量)In和2.33%(重量)Cu的混合物給出的硬度為242HV1，色調(diào)L＊＝71，a＊＝8，和b＊＝4，這也接近于淡玫瑰紅色調(diào)，其數(shù)值詳見(jiàn)前段。
應(yīng)進(jìn)一步說(shuō)明的是，姑且不論對(duì)淡玫瑰紅色調(diào)的追求，PdIn合金，尤其處于金屬間化合相β-PdIn的合金，也能產(chǎn)生接近于金色的色調(diào)，因此，出于經(jīng)濟(jì)上的原因，人們對(duì)于它的使用產(chǎn)生了興趣，也屬于貴金屬類的鈀比金廉價(jià)數(shù)倍。
這里考慮的第二層同第一層一樣也是用PVD工藝沉積的。其原理是用離子，一般是Ar+轟擊要沉積的材料靶的表面，這些離子具有足以轟出該靶的一個(gè)或若干個(gè)原子的能量;而這些原子就這樣射向基質(zhì)，在基質(zhì)上它們以覆蓋層形式沉積。
權(quán)利要求
1.在形成其本體的基質(zhì)上有一個(gè)淡玫瑰紅色覆蓋層的物品，所述覆蓋層包含第一層其組成為從由Ti、Zr、Hf或這些元素的混合物組成的這一組中選擇的一種元素的氮化物，所述第一層包括從Al、C和Ⅴb族與Ⅵb族元素中選擇的至少一種元素，其特征在于如下事實(shí)所述第一層被由鈀和銦所構(gòu)成的混合物組成的第二層所覆蓋。
2.按照權(quán)利要求1的物品，其特征在于如下事實(shí)鈀和銦的混合物具有論量組成。
3.按照權(quán)利要求1的物品，其特征在于如下事實(shí)該混合物主要由鈀和銦以及選自Mg、Al、Si、Sn、Sb、Zn、Cu、Ag、Au、Y、Ti、Zr、Hf和Ni的一種第三元素構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求3的物品，其特征在于如下事實(shí)該混合物包含46-58%(重量)鈀、42-54%(重量)銦和0.5-5%(重量)鋁。
5.按照權(quán)利要求3的物品，其特征在于如下事實(shí)該混合物包含42-52%(重量)鈀、42-54%(重量)銦和0.5-6%(重量)銅。
6.按照權(quán)利要求1-5之一的物品，其特征在于如下事實(shí)它是一個(gè)表殼或者是表殼的一個(gè)構(gòu)成部件。
全文摘要
本物品有一個(gè)覆蓋層，包括第一層為從Ti、Zr、Hf或這些元素的混合物組成的這一組中選擇的一種元素的氮化物，這個(gè)第一層包括從Al、C和Vb族與VIb族元素中選擇的至少一種元素，和第二層為鈀(pd)和銦(In)構(gòu)成的混合物。某些第三元素如Al或Cu可以添加到混合物PdIn中。這種覆蓋層可以用于珠寶、光學(xué)儀器(optimotery)或鐘表制造業(yè)。
文檔編號(hào)G04B37/22GK1089996SQ9311266
公開日1994年7月27日 申請(qǐng)日期1993年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月23日
發(fā)明者R·里爾, J·-P·蘭丁 申請(qǐng)人:Eta草圖制造公司