[发明专利]复合金属薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合金属薄膜，其特征在于，包括：

用于设于基材表面的打底层，所述打底层的材料为Cr和Ti中的至少一种；

直接设于所述打底层上的硬膜层；所述硬膜层的材料为ASiCN，所述硬膜层中A、Si、C和N的摩尔比为1:(0.5~1):(0.5~1.5):(0.1~0.2)；

设于所述硬膜层上的颜色层，所述颜色层的材料为ASiCN，所述颜色层中A、Si、C和N的摩尔比为1:(1.5~2.5):(3~8):(0.2~0.3)；

其中，A为Cr或Ti ；

所述复合金属薄膜中：

所述打底层的厚度为0.1 μm ~ 0.2 μm；

所述硬膜层的厚度为1 μm ~ 1.5 μm；

所述颜色层的厚度为20 nm ~ 110 nm。

2.根据权利要求1所述的复合金属薄膜，其特征在于，所述颜色层的厚度为40nm ~ 70nm；或者

所述颜色层的厚度为70 nm ~ 110 nm；或者

所述颜色层的厚度为20 nm ~ 40 nm。

3.一种复合金属薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基材上沉积形成打底层；沉积形成所述打底层所采用的靶材提供Cr源和Ti源中的至少一种；

通入碳源反应气体和N₂，在所述打底层上反应沉积形成硬膜层；沉积形成所述硬膜层所采用的靶材提供Si源和A源；并控制所述硬膜层中A、Si、C和N的摩尔比为1:(0.5~1):(0.5~1.5):(0.1~0.2)；

通入碳源反应气体和N₂，在所述硬膜层上反应沉积形成颜色层；沉积形成所述颜色层所采用的靶材提供Si源和A源；并控制所述颜色层中A、Si、C和N的摩尔比为1:(1.5~2.5):(3~8):(0.2~0.3)；

其中， A源为Cr源或Ti源；

所述复合金属薄膜中：

所述打底层的厚度为0.1 μm ~ 0.2 μm；

所述硬膜层的厚度为1 μm ~ 1.5 μm；

所述颜色层的厚度为20 nm ~ 110 nm。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述沉积形成所述打底层所采用的靶材为Cr靶和/或Ti靶；

沉积所述打底层的工艺条件为：通入工作气体Ar，Ar的流量为200 sccm~800 sccm，压强≤8.0×10^-3 Pa，偏压为50 V ~ 300 V，弧电流为40 A ~ 100 A，所述靶材的功率为3 kW~ 12 kW。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述沉积形成所述硬膜层所采用的靶材为Si靶和A靶，其中，A靶为Cr靶或Ti靶；

沉积所述硬膜层的工艺条件为：通入工作气体Ar，Ar的流量为200 sccm ~800 sccm，碳源反应气体的流量为100 sccm ~ 300 sccm、N₂流量为30 sccm ~ 80 sccm，偏压为50 V ~400 V，A靶功率为1.5 kW ~ 5 kW，Si靶功率为8 kW ~ 12 kW，且A靶和Si靶的功率之比为(2~5):10。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述形成所述颜色层所采用的靶材为Si靶和A靶，其中，A靶为Cr靶或Ti靶；

沉积所述颜色层的工艺条件为：通入工作气体Ar，Ar的流量为200 sccm ~800 sccm，碳源反应气体的流量为150 sccm ~ 300 sccm、N₂流量为50 sccm ~ 100 sccm，偏压为50 V ~400 V，A靶功率为0.5 kW ~ 2.5 kW，Si靶功率为4 kW ~ 6 kW，且A靶和Si靶的功率之比为(1~4):10。