利用Al 2 O 3 /TiO 2 纳米薄膜改善银饰耐划擦和抗变色性能
发布时间：2021-08-04 00:07
925银是时尚首饰市场的主流材质,但在使用过程中会出现变色和划痕。原子层沉积纳米透明薄膜有望解决上述问题,遗憾的是,镀膜厚度与银饰的色差、力学性能和抗腐蚀变色性能之间的相互作用认识不足,这阻碍了纳米薄膜在贵金属饰品和文物保护方面的应用。本文利用原子层沉积技术,在925银表面沉积5 nm到30 nm厚的超薄氧化铝薄膜和氧化钛薄膜,考察其光学、力学和耐腐蚀性能评价和比较两种薄膜的差异,找到满足银饰品防护要求的薄膜厚度。籍此,揭示镀膜厚度对925银外观颜色、耐划擦性能以及抗腐蚀变色表现的影响机理。主要结论如下:（1）随ALD氧化铝膜变厚,925银的色差线性增加,膜厚24.8 nm是不影响银饰美观的临界值。薄膜厚度决定925银的耐腐蚀性能,膜厚增加耐腐蚀性能增强,膜厚达到15.5 nm时,可以抵抗硫化钠腐蚀溶液的侵蚀。镀氧化铝膜可显著改善925银抗划性能。拥有最佳综合性能的氧化铝薄膜厚度在24.8 nm左右。（2）随原子层沉积二氧化钛薄膜厚度增加,镀膜925银的L值显著下降,a值和b值无显著变化。膜厚为15 nm、20 nm、25 nm的镀膜925银观察到明显的颜色发黄。镀膜后的925银在可见...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１．?ＡＬＤ－５０３原子层沉积系统主要组成
?Ｃ?—?—?—?—?—?—?ｐｒ————??■?■?ｉ?卜?／？?１２?ｎｍ??ＪＤ?——Ｆｉｔｔｅｄ?ｏｆ?ｂ?；?ｙｒ?籲?１６?ｎｍ??月?７＿?｜?＾?撕／?２１?ｎｍ??＾?６１?１?２?＾ｎｍ??〇?＂５?ｍ?？?３１?ｎｍ??０?■?ｆｌ—ｉ?＾１￣＇－ｆｔ－—Ｊ?＾??Ｆｉｔｔｅｄ?ｃｕｒｖｅ??１?０?５?１０?１５?２０?２５?３０?°１０?１?５?２０?２５?３０??Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?（ｎｍ）?Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?（ｎｍ）??图３－１．镀膜样品的颜色参数和色差。（ａ）?ＣＩＥ?Ｌａｂ颜色坐标值。（ｂ）色差值。??以末镀膜的９２５银作为参照，根据色差公式（３－１），计算其他镀膜样品的??色差值（Ｋｒｕｇｅｒ，?Ｐｈｉｌｉｐ?Ｂ，１９９３）。当ＡＥ在０－１之间，色差肉眼是分辨不出来??的；若ＡＥ在１－２之间，人的眼睛轻微的察觉了，如果色差敏感度不高的话，还??是看不出来；如果ＡＥ在２－３之间，可以稍微清晰的辨别出物质间的色差，不过??相对来说还不是很明显。一旦ＡＥ达到了?３．５－５之间，色差就非常明显了。我们??以２．５为分界线判断是否满足外观要求。??Ａ￡?＝?＾（ＡＬ）：＋（Ａａ）：?＋?（Ａ／＞）：?（３－Ｄ??图３－ｌｂ示出不同镀膜厚度样品的色差。从图中可以看出，随薄膜的沉枳厚??度增加，色差的增大趋势非常明显。当薄膜的沉积厚度为１１．６ｎｍ、１５．５?ｎｍ、２１．１??ｎｍ、２５．０?ｎｍ、３０．５?ｎｍ?的银片的色差分别为?０．４６、１．１、１．７８、２．６１、３．６７。满足??色差要求的为１１．６ｎｍ、１５．５ｎｍ、２１．１ｎｍ镀膜样品。对五种样品的色差进
?－１。。＾?￣￣??？?９８，／＇?ｚ?一??〇?．?？?１６?ｎｍ??７?９ＳＪ?，?ｉ?—１２ｎｍ?运?Ｘ?？ｎｍ??ｒｏ?ｆ?，?：?—ｎｍ?ｃ?９９?、＼?＃?３１?ｎｍ??Ｉ?９４１／?ｉ?２５１?２?—Ｆｉｔｔｅｄ?ｃｕｒｖｅ??＾?９２?ｊ?：??３１?ｎｍ?２?Ｎ．??ｉ?Ｉ?Ｎ?ｈ?Ｘ??４００?５００?６００?７００?＜?１０?１５?２０?２５?３０??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?（ｎｍ）??图３－２．氧化铝薄膜的光学性质。（ａ）薄膜在可见光区的透射光谱。（ｂ）平均透射率。??镀膜银片的色差随薄膜厚度的增加而增加，原因有二：－方面，薄膜在可见??光波段的不均匀透射导致薄膜具有颜色。随膜厚增加，薄膜的颜色越加明显导致??镀膜银片都呈黄色色调；另一方面，随薄膜厚度的增加，薄膜的平均光透射率下??降导致镀膜银片亮度下降，导致了镀膜银片的光泽暗淡。在颜色的变化和亮度的??下降的双重作用下，导致薄膜的色差随膜厚增加而增大。幸运的是，当薄膜厚度??低于２４．８?ｎｍ时，镀膜银饰的色差＜２．５，这样微弱的色差是肉眼察觉不到的，??满足市场应用的要求。??３．２?ＡＬＤ二氧化钛光学性能??图３－３示出６种二氧化钛镀膜９２５银片的ＣＩＥ?Ｌａｂ颜色坐标值，镀膜厚度分??别为０、５ｎｍ、ｌ（）ｎｍ、Ｉ５ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ。由图可知，随着薄膜厚度的增加，??Ｌ值减小，ａ值和ｂ值基本不变。Ｌ值降低，表明随着镀膜厚度的增加，银饰的??亮度会有所下降，且趋势非常明显。对比氧化铝和二氧化钛两种薄膜的Ｌａｂ颜色??值，可以发现，膜厚相同时，二氧化钛薄膜的
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析传统银饰与现代首饰设计的融合[J]. 林如嫣. 工业设计. 2019(07)
[2]基于互联网的银饰品营销[J]. 李灏,张绍丞,王青. 中国民商. 2019(07)
[3]中国古代金银细金工艺钎焊技术的应用及影响[J]. 尹海洁,黄鹰航. 自然辩证法研究. 2019(06)
[4]银质文物变色行为研究[J]. 章月,徐飞. 文物鉴定与鉴赏. 2019(03)
[5]璀璨夺目的金银器[J]. 陆青松. 奇妙博物馆. 2019(Z1)
[6]装饰用铜锌仿金合金的研究进展[J]. 柳泉,赵宏达,刘革,常占河,于志凯,宋俊俊. 中国资源综合利用. 2018(11)
[7]唐代金银器中外交流初探[J]. 王美艳. 中国民族博览. 2018(07)
[8]银饰工艺主导的文创产品设计[J]. 张颖娉,刘芸. 大众文艺. 2018(06)
[9]旅游背景下大理银饰产业发展路径研究[J]. 李刚. 大理大学学报. 2018(01)
[10]微量铟和锡对银合金抗变色及耐烧损性能的影响[J]. 赵辰丰,张冠星,于奇,赵建昌,钟素娟. 贵金属. 2017(S1)
本文编号：3320590
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１．?ＡＬＤ－５０３原子层沉积系统主要组成
?Ｃ?—?—?—?—?—?—?ｐｒ————??■?■?ｉ?卜?／？?１２?ｎｍ??ＪＤ?——Ｆｉｔｔｅｄ?ｏｆ?ｂ?；?ｙｒ?籲?１６?ｎｍ??月?７＿?｜?＾?撕／?２１?ｎｍ??＾?６１?１?２?＾ｎｍ??〇?＂５?ｍ?？?３１?ｎｍ??０?■?ｆｌ—ｉ?＾１￣＇－ｆｔ－—Ｊ?＾??Ｆｉｔｔｅｄ?ｃｕｒｖｅ??１?０?５?１０?１５?２０?２５?３０?°１０?１?５?２０?２５?３０??Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?（ｎｍ）?Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?（ｎｍ）??图３－１．镀膜样品的颜色参数和色差。（ａ）?ＣＩＥ?Ｌａｂ颜色坐标值。（ｂ）色差值。??以末镀膜的９２５银作为参照，根据色差公式（３－１），计算其他镀膜样品的??色差值（Ｋｒｕｇｅｒ，?Ｐｈｉｌｉｐ?Ｂ，１９９３）。当ＡＥ在０－１之间，色差肉眼是分辨不出来??的；若ＡＥ在１－２之间，人的眼睛轻微的察觉了，如果色差敏感度不高的话，还??是看不出来；如果ＡＥ在２－３之间，可以稍微清晰的辨别出物质间的色差，不过??相对来说还不是很明显。一旦ＡＥ达到了?３．５－５之间，色差就非常明显了。我们??以２．５为分界线判断是否满足外观要求。??Ａ￡?＝?＾（ＡＬ）：＋（Ａａ）：?＋?（Ａ／＞）：?（３－Ｄ??图３－ｌｂ示出不同镀膜厚度样品的色差。从图中可以看出，随薄膜的沉枳厚??度增加，色差的增大趋势非常明显。当薄膜的沉积厚度为１１．６ｎｍ、１５．５?ｎｍ、２１．１??ｎｍ、２５．０?ｎｍ、３０．５?ｎｍ?的银片的色差分别为?０．４６、１．１、１．７８、２．６１、３．６７。满足??色差要求的为１１．６ｎｍ、１５．５ｎｍ、２１．１ｎｍ镀膜样品。对五种样品的色差进
?－１。。＾?￣￣??？?９８，／＇?ｚ?一??〇?．?？?１６?ｎｍ??７?９ＳＪ?，?ｉ?—１２ｎｍ?运?Ｘ?？ｎｍ??ｒｏ?ｆ?，?：?—ｎｍ?ｃ?９９?、＼?＃?３１?ｎｍ??Ｉ?９４１／?ｉ?２５１?２?—Ｆｉｔｔｅｄ?ｃｕｒｖｅ??＾?９２?ｊ?：??３１?ｎｍ?２?Ｎ．??ｉ?Ｉ?Ｎ?ｈ?Ｘ??４００?５００?６００?７００?＜?１０?１５?２０?２５?３０??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?（ｎｍ）??图３－２．氧化铝薄膜的光学性质。（ａ）薄膜在可见光区的透射光谱。（ｂ）平均透射率。??镀膜银片的色差随薄膜厚度的增加而增加，原因有二：－方面，薄膜在可见??光波段的不均匀透射导致薄膜具有颜色。随膜厚增加，薄膜的颜色越加明显导致??镀膜银片都呈黄色色调；另一方面，随薄膜厚度的增加，薄膜的平均光透射率下??降导致镀膜银片亮度下降，导致了镀膜银片的光泽暗淡。在颜色的变化和亮度的??下降的双重作用下，导致薄膜的色差随膜厚增加而增大。幸运的是，当薄膜厚度??低于２４．８?ｎｍ时，镀膜银饰的色差＜２．５，这样微弱的色差是肉眼察觉不到的，??满足市场应用的要求。??３．２?ＡＬＤ二氧化钛光学性能??图３－３示出６种二氧化钛镀膜９２５银片的ＣＩＥ?Ｌａｂ颜色坐标值，镀膜厚度分??别为０、５ｎｍ、ｌ（）ｎｍ、Ｉ５ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ。由图可知，随着薄膜厚度的增加，??Ｌ值减小，ａ值和ｂ值基本不变。Ｌ值降低，表明随着镀膜厚度的增加，银饰的??亮度会有所下降，且趋势非常明显。对比氧化铝和二氧化钛两种薄膜的Ｌａｂ颜色??值，可以发现，膜厚相同时，二氧化钛薄膜的
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析传统银饰与现代首饰设计的融合[J]. 林如嫣. 工业设计. 2019(07)
[2]基于互联网的银饰品营销[J]. 李灏,张绍丞,王青. 中国民商. 2019(07)
[3]中国古代金银细金工艺钎焊技术的应用及影响[J]. 尹海洁,黄鹰航. 自然辩证法研究. 2019(06)
[4]银质文物变色行为研究[J]. 章月,徐飞. 文物鉴定与鉴赏. 2019(03)
[5]璀璨夺目的金银器[J]. 陆青松. 奇妙博物馆. 2019(Z1)
[6]装饰用铜锌仿金合金的研究进展[J]. 柳泉,赵宏达,刘革,常占河,于志凯,宋俊俊. 中国资源综合利用. 2018(11)
[7]唐代金银器中外交流初探[J]. 王美艳. 中国民族博览. 2018(07)
[8]银饰工艺主导的文创产品设计[J]. 张颖娉,刘芸. 大众文艺. 2018(06)
[9]旅游背景下大理银饰产业发展路径研究[J]. 李刚. 大理大学学报. 2018(01)
[10]微量铟和锡对银合金抗变色及耐烧损性能的影响[J]. 赵辰丰,张冠星,于奇,赵建昌,钟素娟. 贵金属. 2017(S1)
本文编号：3320590
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3320590.html
教材专著
