डबल-लेयर वैक्यूम कोटिंगः कलर प्लेटिंग + चांदी, तांबा और स्टेनलेस स्टील के गहने पर पारदर्शी एंटी-फिंगरप्रिंट और एंटी-ऑक्सीडेशन परतें

1परिचय

वैश्विक आभूषण बाजार में, उपभोक्ता तेजी से ऐसे उत्पादों की तलाश करते हैं जो दीर्घकालिक कार्यक्षमता के साथ सौंदर्य की लालित्य को संतुलित करते हैं।और रंग फीका हो गया है चांदी के लिए लगातार दर्द बिंदु बन गए हैंवैक्यूम कोटिंग मशीन तकनीक इन चुनौतियों को एक दो-परत जमाव प्रणाली के माध्यम से संबोधित करती हैःरंग-विशिष्ट आधार परत(स्वर्ण, गुलाब स्वर्ण, चांदी) जो दृश्य अपील प्रदान करता है, और एकपारदर्शी विरोधी फिंगरप्रिंट & विरोधी ऑक्सीकरण शीर्ष परतयह लेख व्यवस्थित रूप से लक्ष्य सामग्री चयन, पूर्व उपचार प्रोटोकॉल, चरण-दर-चरण कोटिंग प्रक्रियाओं का विवरण देता है,और तीन मुख्य अनुप्रयोगों के लिए दो परत वाली फिल्म की विशेषताएं: सोने की चादरें + फिंगरप्रिंट/ऑक्सीडेशन रोधी परतें, गुलाबी सोने की चादरें + फिंगरप्रिंट/ऑक्सीडेशन रोधी परतें, और चांदी की चादरें + फिंगरप्रिंट/ऑक्सीडेशन रोधी परतें।प्रत्येक परत की सामग्री संरचना और कार्यात्मक तालमेल को स्पष्ट करके, यह आभूषण निर्माताओं के लिए उत्पाद स्थायित्व और बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता को बढ़ाने के उद्देश्य से कार्रवाई योग्य तकनीकी मार्गदर्शन प्रदान करता है।

2लक्षित सामग्री का चयनः रंग और सुरक्षा के लिए दो-परत तालमेल

दो-परत कोटिंग का प्रदर्शन पूरी तरह से रंग परत और पारदर्शी शीर्ष परत के लिए लक्ष्य सामग्री की संगतता और कार्यात्मक पूरकता पर निर्भर करता है।प्रत्येक लक्ष्य को सख्त आवश्यकताओं को पूरा करना होगा: रंग परत लक्ष्य स्पष्ट, सुसंगत रंगों और सब्सट्रेट के लिए आसंजन सुनिश्चित करते हैं, जबकि पारदर्शी एंटी-फिंगरप्रिंट / एंटी-ऑक्सीडेशन लक्ष्य ऑप्टिकल स्पष्टता सुनिश्चित करते हैं,कम सतह ऊर्जा (अंगूठे के निशान के खिलाफ), और घने बाधा गुण (एंटीऑक्सिडेशन) । सभी लक्ष्य "ज्वेलरी सतह कोटिंग सुरक्षा मानक" (EN 1811:2019) का अनुपालन करते हैं और ≥99 की शुद्धता रखते हैं।95% की दर से पिनहोल या धुंध जैसे दोषों से बचने के लिए.

2.1 सोने से ढकी + पारदर्शी एंटी फिंगरप्रिंट और एंटी ऑक्सीडेशन परतों के लिए लक्ष्य

•रंग परत लक्ष्य:

◦टाइटेनियम नाइट्राइड (टीआईएन) लक्ष्यः सोने की चढ़ाई के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि टीआईएन एक गर्म, 18K सोने की तरह फिल्म बनाता है, जिसकी कठोरता 2000-2500 एचवी है।थर्मल विस्तार असंगतता को कम करके और चांदी सल्फाइड के गठन को बाधित करके TiN-Al लक्ष्य चांदी के सब्सट्रेट के लिए आसंजन में सुधार करते हैं.

◦ज़िरकोनियम नाइट्राइड (ZrN) लक्ष्य: तांबे के गहने के लिए पसंदीदा, ZrN तांबे के अंतर्निहित ऑक्सीकरण के खिलाफ बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करता है, वर्षों तक एक उज्ज्वल सुनहरा टोन बनाए रखता है।

◦टीआईएन-आउ मिश्र धातु लक्ष्य (आउ सामग्रीः 10 ¢ 15%): स्टेनलेस स्टील के गहने के लिए उपयोग किया जाता है, सोने के अतिरिक्त प्राकृतिक सोने से मेल खाने के लिए रंग संतृप्ति को बढ़ाता है,जबकि टीआईएन सिरेमिक चरण बुनियादी पहनने के प्रतिरोध प्रदान करता है.

•पारदर्शी एंटी-फिंगरप्रिंट और एंटी-ऑक्सीडेशन लक्ष्य:

◦फ्लोरिन-डोपेड सिलिकॉन ऑक्साइड (F-SiO2) लक्ष्यः शीर्ष परत के लिए मुख्य विकल्प, F-SiO2 सतह ऊर्जा के साथ एक नैनोस्केल (15 ¢ 25 एनएम) पारदर्शी फिल्म जमा करता है।फ्लोरिन डोपिंग हाइड्रोफोबिक/ओलेओफोबिक गुणों को पैदा करता है (अंगूठे के निशान के खिलाफ), जबकि सिलिका मैट्रिक्स ऑक्सीजन और नमी (एंटी-ऑक्सीडेशन) के खिलाफ एक घनी बाधा बनाता है।

◦फ्लोराइड डायमंड-जैसे कार्बन (एफ-डीएलसी) लक्ष्यः उच्च अंत अनुप्रयोगों के लिए, एफ-डीएलसी बढ़े हुए पहनने के प्रतिरोध (कठोरताःपारदर्शिता (प्रकाश पारगम्यता ≥95%) और फिंगरप्रिंट विरोधी प्रदर्शन के साथअकार्बनिक कार्बन संरचना आयन प्रसार को रोकती है, जिससे सब्सट्रेट ऑक्सीकरण और रंग परत के क्षरण को रोका जा सकता है।

2.2 गुलाबी सोने से ढकी + पारदर्शी एंटी फिंगरप्रिंट और एंटी ऑक्सीडेशन परतों के लिए लक्ष्य

•रंग परत लक्ष्य:

◦टाइटेनियम-क्रोमियम (Ti-Cr) मिश्र धातु लक्ष्य (Cr सामग्रीः 30~40%): नाइट्रोजन के वातावरण में छिड़का हुआ, Ti-Cr-N चांदी के गहने के लिए आदर्श एक नरम गुलाबी सोने की फिल्म बनाता है। क्रोमियम चांदी के लिए आसंजन को बढ़ाता है,जबकि नाइट्रोजन डोपिंग गुलाबी रंग को ठीक करता है (उच्च नाइट्रोजन सामग्री गुलाबी रंग को गहरा करती है) ।

◦नाइट्रोजन-डॉप किए गए Ti-Cr (Ti-Cr-N) लक्ष्य: तांबे के गहने के लिए इस्तेमाल किया जाता है, पूर्व-नाइट्राइड लक्ष्य कक्ष में नाइट्रोजन उतार-चढ़ाव को समाप्त करता है,एक समान रंग सुनिश्चित करना और सतह पर तांबे के आयनों के प्रसार को बाधित करने वाला एक नाइट्राइड बाधा बनाना.

◦सिलिकॉन-क्रोमियम (सीआई-सीआर) मिश्र धातु लक्ष्य + टीआईएन कम्पोजिटः स्टेनलेस स्टील के गहने के लिए, टीआईएन के साथ स्पटर किए गए सीआई-सीआर (सीआईः 20%, सीआरः 80%) बेहतर कठोरता के साथ गुलाबी सोने की फिल्म बनाते हैं।सिलिकॉन बेहतर ऊपरी परत आसंजन के लिए सतह पूर्व शर्तों.

•पारदर्शी एंटी-फिंगरप्रिंट और एंटी-ऑक्सीडेशन लक्ष्य:

◦सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4) लक्ष्यः एक अत्यधिक पारदर्शी (प्रसारण क्षमता ≥96%) सिरेमिक लक्ष्य जो एक घनी, संक्षारण प्रतिरोधी फिल्म बनाता है। Si3N4 ′′ की कम छिद्रशीलता नमी और ऑक्सीजन को रोकती है,जबकि इसकी सतह को फ्लोरिन के साथ बदल दिया जा सकता है ताकि फिंगरप्रिंट विरोधी गुण प्राप्त हो सकें (पानी संपर्क कोण > 115°).

◦F-SiO2-TiO2 कम्पोजिट लक्ष्यः TiO2 घटक पारदर्शिता का त्याग किए बिना खरोंच प्रतिरोध (कठोरताः 2000 HV) को बढ़ाता है, जिससे यह दैनिक पहनने के लिए प्रवण गहने (जैसे, कंगन,अंगूठी).

2.3 सिल्वर-प्लेटेड + पारदर्शी एंटी फिंगरप्रिंट और एंटी ऑक्सीडेशन परतों के लिए लक्ष्य

•रंग परत लक्ष्य:

◦शुद्ध टाइटेनियम (टीआई) लक्ष्यः चांदी के गहने के आधार को चढ़ाने के लिए आदर्श, टीआई एक पतली (0.1 ¢ 0.2 μm) घनी बाधा परत बनाता है जो चांदी के ऑक्सीकरण को रोकता है जबकि एक उज्ज्वल, चिंतनशील चांदी के स्वर को बनाए रखता है।

◦एल्यूमीनियम (अल) लक्ष्य: तांबे के गहने के लिए उपयोग किया जाता है, अल के उच्च प्रकाश परावर्तनशीलता (≥ 92%) शुद्ध चांदी की नकल करती है, और तांबे के साथ इसकी संगतता गैल्वैनिक संक्षारण से बचती है।

◦Ti-Si मिश्र धातु लक्ष्य (Si सामग्रीः 15~20%): स्टेनलेस स्टील के गहने के लिए, Ti-Si बढ़ी हुई एंटी-टर्निंग गुणों के साथ एक चांदी की फिल्म जमा करता है। सिलिकॉन सतह की असमानता को कम करता है,पारदर्शी ऊपरी परत के लिए एक चिकनी आधार बनाने.

•पारदर्शी एंटी-फिंगरप्रिंट और एंटी-ऑक्सीडेशन लक्ष्य:

◦एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al2O3) लक्ष्यः उत्कृष्ट पारदर्शिता (प्रसारण क्षमता ≥ 94%) और ऑक्सीकरण विरोधी प्रदर्शन के साथ एक लागत प्रभावी विकल्प।Al2O3 की हेक्सागोनल क्रिस्टल संरचना एक अपारगम्य बाधा बनाती है, जबकि पर्फ्लोराइड यौगिकों (पीएफसी) के साथ सतह उपचार से एंटी-फिंगरप्रिंट कार्यक्षमता मिलती है।

◦F-SiO2-ZrO2 कम्पोजिट लक्ष्यः ज़िरकोनियम ऑक्साइड (ZrO2) थर्मल स्थिरता को बढ़ाता है, जिससे ऊपरी परत तापमान में उतार-चढ़ाव के लिए प्रतिरोधी हो जाती है (उदाहरण के लिए, गहने की सफाई के दौरान) ।फिल्म 150°C के संपर्क में आने के बाद भी पारदर्शिता और एंटी फिंगरप्रिंट गुणों को बरकरार रखती है.

3पूर्व उपचार प्रक्रियाः दोहरी परत आसंजन के लिए नींव

पूर्व उपचार सतह प्रदूषकों (तेल, ऑक्साइड, चमकाने के अवशेषों) को खत्म करने और सब्सट्रेट को सक्रिय करने के लिए महत्वपूर्ण है, बेस धातु, रंग परत के बीच मजबूत आसंजन सुनिश्चित करना,और पारदर्शी ऊपरी परतसभी प्रक्रियाएं आईएसओ 12944-4:2018 संक्षारण सुरक्षा मानकों का पालन करती हैं और चांदी, तांबा और स्टेनलेस स्टील के अद्वितीय गुणों के अनुरूप हैं।

3.1 चांदी के आभूषणों के लिए पूर्व उपचार

चांदी की सल्फिडेशन (ब्लैक सिल्वर सल्फाइड) के प्रति उच्च संवेदनशीलता को लक्षित सफाई की आवश्यकता होती हैः

1.सटीक चमकाने: खरोंचों को हटाने के लिए मैकेनिकल पॉलिशिंग के लिए 0.5-1 माइक्रोन डायमंड पेस्ट का उपयोग करें, इसके बाद दर्पण खत्म के लिए 0.1 माइक्रोन एल्यूमिना पेस्ट का उपयोग करें।

2.अल्ट्रासोनिक डिवाक्सिंग: 55±5°C पर एक क्षारीय घोल (सोडियम हाइड्रॉक्साइड: 50 g/L, सोडियम कार्बोनेट: 30 g/L, गैर आयनिक सर्फेक्टेंटः 5 g/L) में डुबोया जाता है 12 ̊15 मिनट के लिए।अल्ट्रासोनिक आवृत्ति (40 kHz) दरारों से चमकाने मोम के अवशेषों को हटाने सुनिश्चित करता है.

3.ऑक्साइड निकालना: Ag2S को भंग करने के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर 6 ¢ 8% साइट्रिक एसिड समाधान में 3 ¢ 4 मिनट तक डुबोएं, फिर एसिड को बेअसर करने के लिए 40 डिग्री सेल्सियस पर डीआयनयुक्त पानी (DI पानी) से कुल्ला करें।

4.प्लाज्मा सक्रियण: एक आर्गन (Ar) प्लाज्मा कक्ष (आरएफ शक्तिः 350 450 W, दबावः 5 × 10 -2 Pa) में 2.5 3 मिनट के लिए उपचार। उच्च ऊर्जा Ar आयनों अवशोषित पानी और कार्बनिक पदार्थ को दूर करते हैं,बेहतर परत आसंजन के लिए सतह ऊर्जा को 35 mN/m से बढ़ाकर ≥50 mN/m करना.

5.वैक्यूम ड्राईंग: पुनः ऑक्सीकरण को रोकने के लिए वैक्यूम ओवन (दबावः 1×10−1 Pa) में 15 मिनट के लिए 70±5°C पर सूखें।

3.2 तांबे के गहने के लिए पूर्व उपचार

तांबे की हरी पटीन (CuO/CuCO3) बनाने की प्रवृत्ति कठोर ऑक्साइड हटाने की आवश्यकता हैः

1.ग्रेडेड ग्राइंडिंग: मोटी ऑक्साइड परतों को हटाने के लिए 400-मेश सैंडपेपर से शुरू करें, फिर सतह को चिकना करने के लिए 1000-मेश और 2000-मेश सैंडपेपर।

2.क्षारीय वसा घटाने: गरम स्नान में डुबोया जाता है (सोडियम हाइड्रॉक्साइडः 100 g/L, सोडियम फॉस्फेटः 50 g/L, सोडियम सिलिकेटः 20 g/L) 75±5°C पर 18~20 मिनट के लिए। हलचल (50 rpm) समान degreasing सुनिश्चित करता है।

3.एसिड सक्रियण: अवशिष्ट ऑक्साइडों को हटाने के लिए 25°C पर 10% सल्फ्यूरिक एसिड सॉल्यूशन में 1.5 से 2 मिनट तक उपचार करें, फिर एसिड के निशान को खत्म करने के लिए डीआई पानी से तीन बार (हर 2 मिनट) कुल्ला करें।

4.दो-गैस प्लाज्मा सफाई: एक Ar-H2 प्लाज्मा (Ar:H2 = 3:) का उपयोग करें1हाइड्रोजन शेष CuO को शुद्ध तांबे में कम करता है, जबकि Ar ions बेहतर यांत्रिक बंधन के लिए सतह को उत्कीर्ण करते हैं।

5.वैक्यूम ड्राईंग: पुनः धुंधलापन से बचने के लिए नाइट्रोजन से शुद्ध वैक्यूम कक्ष में 75°C पर 20 मिनट तक सूखें।

3.3 स्टेनलेस स्टील के गहने के लिए पूर्व उपचार

स्टेनलेस स्टील की निष्क्रिय क्रोमियम ऑक्साइड (Cr2O3) फिल्म को परत संगतता के लिए संशोधित किया जाना चाहिए:

1.अल्ट्रासोनिक सफाई: धूल और तेल को हटाने के लिए 10 मिनट के लिए 45±5°C (अल्ट्रासोनिक आवृत्तिः 60 kHz) पर एक तटस्थ डिटर्जेंट समाधान (pH 7 ¢ 8) में साफ करें।

2.निष्क्रिय फिल्म उत्कीर्ण: Cr2O3 फिल्म को उत्कीर्ण करने के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर 5% हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान में 2 से 2.5 मिनट के लिए डुबोया जाता है, जिससे एक ताजा Fe-Cr-Ni सब्सट्रेट सामने आता है।

3.ऑक्सीजन प्लाज्मा उत्कीर्ण: ऑक्सीजन (O2) प्लाज्मा कक्ष (RF शक्तिः 550 ¢ 650 W, दबावः 4 × 10−2 Pa) में 3 ¢ 4 मिनट के लिए उपचार करें। ऑक्सीजन सतह प्रदूषकों को ऑक्सीकृत करता है और हाइड्रॉक्सिल समूह (- OH) बनाता है,कोटिंग सामग्री की गीलापन में सुधार.

4.शीघ्र सूखना: नमी मुक्त सतह सुनिश्चित करने के लिए साफ हवा वाले ओवन में 80°C पर 10 मिनट तक सूखें।

4वैक्यूम कोटिंग प्रक्रियाः चरण-दर-चरण दोहरी परत अवशेष

इस प्रक्रिया में मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग को अपनाया गया है जो समान फिल्म मोटाई, सटीक संरचना नियंत्रण के लिए मान्यता प्राप्त है।और रंग परत और पारदर्शी विरोधी फिंगरप्रिंट/विरोधी ऑक्सीकरण परत जमाव के लिए अलग-अलग चरणों के साथ मजबूत आसंजनस्थिरता सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक सब्सट्रेट-रंग संयोजन के लिए प्रमुख मापदंडों को अनुकूलित किया जाता है।

4.1 प्री-कोटिंग तैयारी

1.लोड और कक्ष सीलिंग: एक समान कोटिंग सुनिश्चित करने के लिए पूर्व-उपचारित गहने एक घूर्णन स्थिरता (घुमाव की गतिः 1015 आरपीएम) पर रखें। वैक्यूम कक्ष को सील करें और एक रिसाव परीक्षण (रिसाव दर ≤ 1 × 10−6 Pa·m3/s) करें।

2.वैक्यूम पम्पिंग:

◦प्राथमिक पंपिंग: 7.0 Pa तक दबाव कम करने के लिए एक यांत्रिक पंप का प्रयोग करें (वायु/पानी वाष्प का 90% हटाता है) ।

◦उच्च वैक्यूम पम्पिंग: 3×10−3 Pa के अंतिम दबाव तक पहुंचने के लिए एक टर्बोमोलेक्यूलर पंप को सक्रिय करें। यह उच्च शुद्धता वाला वातावरण स्पटर किए गए लक्ष्य परमाणुओं के साथ गैस अणुओं के हस्तक्षेप को रोकता है,दोनों परतों में छिद्रों से बचने.

4.2 प्लाज्मा बमबारी (पंपिंग के बाद सक्रियण)

आर्गन गैस 220 ̊280 वर्गमीटर की प्रवाह दर से पेश की जाती है और आभूषण के लिए एक नकारात्मक पूर्वाग्रह वोल्टेज (-350 से -450 वी) लागू किया जाता है। उच्च ऊर्जा आयनों 6 ̊9 मिनट के लिए सतह पर बमबारी करते हैंः

•चांदी / तांबे के गहनेः 6 ̊7 मिनट (सतह क्षति से बचने के लिए) ।

•स्टेनलेस स्टील के गहनेः 8-9 मिनट (सतह सक्रियण को गहरा करने के लिए) ।

यह चरण अवशिष्ट प्रदूषकों को हटा देता है और सूक्ष्म-कठोरता बनाता है, जो सब्सट्रेट और रंग परत के बीच यांत्रिक इंटरलॉकिंग को बढ़ाता है।

4.3 रंग परत अवशेष (पहली परत)

लक्ष्य सामग्री और सब्सट्रेट के आधार पर स्पटरिंग मापदंडों को समायोजित करेंः