TW201130584A - Colored metal - Google Patents
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201130584 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明的貫施例關於有色金屬。特別地,其等關於— 金屬複合物’其整個是有色的。 c 务好】 發明背景 目則,係以一種未能令人滿意的方式將顏色塗覆至金 屬。 顏色係八型地藉由陽極處理、鍍覆或添加一塗料的外 塗佈層或藉由添加_物理氣相沉積(pvD)層來塗覆。該等上 色很谷易又到磨損而有隨後的上色損耗,例如,在外部之 上色是失去的或損壞的。 【韻'明内容_】 發明概要 發明者等人已可成功地將有色粒子併入一金屬基質 來形成-有色金屬複合物。 依據不同的’但不需是本發明全部的實施例’提供一 有色金屬複合物包含:-金屬基質;及遍佈整個該金屬基 質的有色粒子。 依據不同的,但不需是全本發明部的實施例,提供— 方法包含:提供金屬粉末作為—複合物的第一相;提供有 色粒子以形成該複合物的第二相;混合該金屬粉末與有色 粒子’以及於該有色粒子周圍燒結該金屬粉末以形成-金 201130584 屬基質,其具有有色粒子遍佈於整個金屬基質。 依據不同的,但不需是本發明全部的實施例,提供一 由有色金屬製得之有色部份,該有色金屬為整個有色的, 其中該有色金屬形成一該有色部份之呈現表面,且其中, 該有色部份之呈現表面一部分的移除將顯露有色金屬。 依據不同的,但不需是本發明全部的實施例’提供一 方法包含:創造有色金屬,其整個為有色的;以及加工該 有色金屬。 圖式簡單說明 為了較佳地了解本發明不同的實施例例子,於此藉由 僅用於例示的隨附圖式做出參照,其中: 第1圖圖表式地繪示一塊有色金屬複合物; 第2圖圖表式地繪示一該塊有色金屬複合物的橫截面 視圖, 第3圖圖表式地繪示一製造該有色金屬複合物的方 法;及 第4A及4B圖圖表式地繪示一該有色金屬複合物的一 應用例子。 I:實施方式3 較佳實施例之詳細說明 第1圖圖表式地繪示一有色金屬複合物2包含:一金 屬基質4 ;及遍佈整個該金屬基質4的有色粒子6。 於此例子中,該金屬基質4為一經燒結的金屬基質, 藉由燒結金屬粉末來形成。該金屬基質4,可能,例如,由 201130584 任何合適的金屬來形成。一合適的類別的金屬為諸如ί呂、 鋼、或鈦之工程金屬。另一合適的類別的金屬為諸如金及 銀之貴金屬。 於該金屬基質4中有色粒子6的濃度,可能為任何合 適的濃度,且一合適的濃度可被實驗地決定。一合適的濃 度可落在以體積計25至50%的範圍内或可落在該範圍外。 該等有色粒子可被均勻地遍佈該整個金屬基質4。該等有色 粒子然後將具有一表面密度,其於該有色金屬複合物2之 任何表面皆係一致的。該於該表面的表面密度可為任何合 適的密度且一合適的密度可被實驗地決定。一合適的密度 可落在以表面積計25至50%有色粒子範圍内,或落在該範 圍外。一合適的密度可為一足夠令該有色金屬複合物對人 類眼睛產生一致的色相的密度。 第2圖圖表式地繪示一該繪示於第1圖中之該塊有色 金屬複合物2當其被沿線Α-Α切開時的橫截面視圖。第2 圖圖表式地繪示有色粒子均勻遍佈整個該金屬複合物2。 該等有色粒子6可具有一界於1 μηι及100 μηι的尺 寸。該等有色粒子6於該金屬基質4中,可為離散之個別 的粒子。 於該金屬基質4之燒結點,該等有色粒子6為惰性 的,且於此例子中,具有一高於該金屬基質之燒結點的熔 點。 對於在高溫下之惰性及穩定性的需求,意味著離子化 合物,特別是氧化物,用於作為該等有色粒子使用與礦物 201130584 一樣疋好的候選物,特別是變質礦物及寶石。某些共價化 合物或兀素,例如,鑽石,可能也是好的候選物。 相對於藉由一分離相而著色者,該等有色粒子可為固 有地有色的。在這種情況下,一基底材料可併入結構的調 整。该等結構的調整為對該基底材料之結構的調整’例如 以一雜I或摻雜物,來取代該基底材料之結構的一原子, 或該基底材料之結構的一原子於缺陷處為缺失的。該基底 材料可為清晰的(透明的)而沒有結構的調整,但可使用結構 調整而被強烈地上色。 於某些實施例,一粒子的基底材料係一單一的晶體且 該等結構調整可為將摻雜物併入晶體晶格中,自然地發生 雜質併入s亥晶體晶格中或是併入於該晶體晶格中的缺陷。 對合成單的,該粒子的顏色是藉由基底材料及摻雜物或缺 陷的選擇而控制。 於某些實施例’一粒子的基底材料為-非晶形的(如, 非晶質的)或多晶形的透明材料,諸如玻璃、玻璃陶究、炫 融石夕石、透賴£。該結構的調整為將摻雜物併入作為該 基底材料之結構的一部份。 人 於該金屬基質4中之該等有色粒子6,可包含僅單— 類型祕底材料而非類型之基底材料的混合物早然 而,於某③應用’—不同_之有色粒子6的遇合物可 被併入該金屬基質4中。 合適的單晶類型包括’例如,下列任一者:藍寶石 (AW剛玉)、立方氧化鍅(Zr〇2)、YAG (紀鋁柘榴石, 6 201130584 Y3AI5O12)、尖晶石(AlMg2〇4)以及鑽石。 該作為該等有色粒子6使用的單晶可為合成的晶體及 /或其等可為自然的晶體。自然的晶體為藉由自然地發生於 該晶體中的雜質(摻雜物)而被上色。 該等被作為該等有色粒子6使用的單晶可為他色的。 他色性為藉由一微量元素或雜質的存在而引起上色,該等 物質對於一晶體晶格是外來的。他色的上色可,例如,藉 由,於晶體的結構中發現的來自”過渡金屬”微量雜質(摻雜 物)的電子而引起。於合成的晶體,該微量雜質可被故意地 被加入該晶體晶格作為摻雜物,而其等成為併入該等單晶 的晶體晶格中。該等單晶當未摻雜時,可為清晰的(透明 的),但當摻雜時是強烈地上色的。合適的過渡金屬摻雜物 包括下列任一者:鉻、鈦、鐵、鈥、斜、鎳、钻、銅、鈒。 作為該等有色粒子6使用的該等單晶可為自色的。當 於該礦物的晶體晶格中存在之基本或主要成分決定哪些光 之波長被反射及哪些光之波長被吸收,來決定顏色而產生 自色性。 一特定的顏色可藉由使用有色粒子6而達成,該等粒 子是自單晶及摻雜物及/或單晶及缺陷之正確的結合而形 成。 下表指出對於單晶及摻雜物之不同的結合,以及對於 不同單晶及缺陷之不同的結合,可達成什麼顏色。該等單 晶包括立方氧化锆、藍寶石、尖晶石、YAG及鑽石。該表 的目的是代表性,而不是詳盡的。 201130584 立方氧 化锆 藍寶石 尖晶 石 YA G 鑽石 粉紅色 斜、銪、 鈥 鉻 鉻或 鐵 锰 不完善的碳結構 紅色 铒 鉻 鉻或 鐵 猛 撥色 鈽 黃色 鈽 鐵 鐵 鈦 氮 綠色 鉻、鍤、 飢 鐵 鉻 輻射 藍色 飾、在乙 鐵及鈦 兩者 钻 鈷 硼 紫色 鈷或錳 或鈥 釩 鈷 鈥 褐色 鐵或鈦 鐵 鐵 氮 灰色 硼 黑色 鉻 鉻 鉻 非-鑽石碳之包 裹體 一特定的顏色可藉由使用有色粒子6而被達成,該等 有色粒子是自單晶及缺陷之正確的結合而形成。例如,一 不完善的碳晶格可被上色為粉紅色、紫色或黃色。該不完 善的碳晶格可藉由使用熱處理及/或輻射將缺陷引入鑽石 而形成。 雖然已經描述粒子的特殊的例子,該等粒子包含基底 8 201130584 材料及結構的調整的結合,進一步的新結合是被期待將系 統地發展。合適的限制條件對於界定一降低的‘搜尋空間’, 其中合適的有色粒子為可識別的,包括:該等有色粒子6 於該有色金屬之適當的處理溫度(例如,於該金屬基質4的 燒結點)為惰性的。 一額外的限制條件可為,該等有色粒子6具有一高於 該處理溫度的熔點。 一額外的限制條件可為,該等有色粒子,藉由於一基 底材料之結構中的結構的調整,為固有地有色的。 第3圖圖表式地繪示一形成一金屬基質4的方法,該 金屬基質具有有色粒子6遍佈其整個,諸如繪示於第1圖 及第2圖之該有色金屬複合物2。 方法10包含: 於塊體11提供金屬粉末作為一複合物的第一相; 於塊體12,提供有色粒子6作為該複合物的第二相; 於塊體13,該複合物金屬粉末與有色粒子被混合; 於塊體14,該金屬粉末於該等有色粒子的周圍被燒結 以形成一金屬基質4,該金屬基質具有有色粒子6遍佈其整 個。 該燒結為固體狀態燒結,其接合或聚結該金屬粉末, 而不熔化該金屬。該燒結點依金屬不同而不同。對於鋁, 其可介於500-550 °C。對於鋼,其可介於1200-1300 °C。對 於鈦,其可介於900-1200 °C。 於一實施例,該金屬粉末及有色粒子可於一坩堝或爐 201130584 子中被混合。於燒結期間,熱被施加於該金屬粉末及有色 粒子的混合物。壓力亦可被施加以輔助該燒結過程。 於另一實施例,來自一進料的金屬粉末及來自另一進 料的有色粒子被均勻地遍佈於一混合物,且接著雷射燒結 或電子束燒結。 雖然該金屬粉末的燒結是被認為比較佳的,其亦可能 藉由部分地或完全地炫化該金屬而亦達成一有色金屬複合 物。於此例子中,該等有色粒子6於其被使用之最高溫度 下,應為惰性的。該等有色粒子亦可具有一高於其被使用 之最高溫度的熔點。 第4A及4B圖圖表式地繪示一該有色金屬複合物2 的應用。於第4A圖中,一有色的部份20是自有色金屬4 製得,該有色金屬使用有色粒子6而被整個地上色。該有 色金屬4形成一該有色部份20的呈現表面22。於第4B圖, 該有色的部份之呈現表面22的一部分24的去除,將顯露 有色金屬4。 應被注意到的是,該等有色粒子6是均勻地遍佈整個 該有色金屬複合物2,包括該有色金屬複合物的内部。 該有色部份20之呈現表面22的一部份24的去除, 將顯露有色金屬4,不論該被去除之部分的尺寸。一通過呈 現表面22的刮傷是基本上不顯眼的,由於整個該有色外部 物體之有色金屬的存在。一旦被刮傷,該呈現表面20可容 易地藉由重新-拋光而修復。 該有色部份20對於作為用於一諸如汽車的車輛之一 10 201130584 物體部份使用是合適的。該有色的部份20對於作為用於金 屬物品,諸如閂、器皿等為之一物體(body)部份使用亦可為 合適的,其等為藉由接觸易於磨損者。 該有色的部份20對於作為一蓋或殼使用為合適的。 因此其可找到作為一用於一諸如:一膝上型電腦、一蜂窩 式移動電話、一個人音樂播放器、一個人數位助理、一電 子書閱讀器、一電視機、一控制台等之電子的裝置之一蓋 的應用。 回到第3圖,一額外的塊體30,可於該方法10創造 其整個是有色的有色金屬完成後,被加入於塊體14。於此 額外的塊體30,該有色金屬是被物理地加工的。此可涉及 機械加工、切片、鍛造、衝鍛等等。因該有色金屬為整個 是有色的,物理地加工該金屬不會影響其上色。 繪示於該等圖式中的該等塊體可代表一方法中的諸 步驟。對於該等步驟之一特定順序的繪示不一定暗指,對 該等步驟有一必須的或較佳的順序且該等步驟的安排可被 更改。此外對某些步驟的省略或加入為可能的。 雖然本發明的實施例已於前面的段落參照各種的例 子被描述,應被認知的是,對於所給出之該等例子的調整, 於不背離本發明申請專利範圍的範疇可被作出。 於前述描述所描述的特色,除被明確地描述的該等結 合外,可以結合被使用。 雖然功能已參照某些特色被描述,該等功能藉由其它 特色是可實行的,無論是否被描述。 201130584 雖然特色已參照某些實施例被描述,該等特色亦可被 呈現於其它實施例,無論是否被描述。 雖然於前面之說明書所作之努力是引起對本發明的特 色的關注,該等特色被相信是具有特定的重要性,但應被 了解的是,申請人主張關於任何可專利的特色或於此之前 所提及及/或顯示於圖式中之特色的結合之保護,無論該等 是否有被強調。 【圖式簡單說明3 第1圖圖表式地繪示一塊有色金屬複合物; 第2圖圖表式地繪示一該塊有色金屬複合物的橫截面 視圖; 第3圖圖表式地繪示一製造該有色金屬複合物的方 法;及 第4A及4B圖圖表式地繪示一該有色金屬複合物的一 應用例子。 【主要元件符號說明】 13…塊體 20…有色的部份 22…呈現表面 24…部分 30…塊體 2···有色金屬複合物 4…金屬基質 6…有色粒子 10…方法 11…塊體 12…塊體 12
Claims (1)
- 201130584 七、申請專利範圍: 1. 一種有色金屬複合物包含: 一金屬基質;及 遍佈整個該金屬基質之有色粒子。 2. 如申請專利範圍第1項之有色金屬複合物,其中藉由一 基底材料之結構的調整,該等有色粒子為固有地有色 的。 3. 如申請專利範圍第1或2項之有色金屬複合物,其中該 等有色粒子為單晶。 4_如申請專利範圍第3項之有色金屬複合物,其中該等單 晶是選自於包含剛玉、立方氧化锆、釔鋁柘榴石、尖晶 石以及鑽石之群組。 5. 如申請專利範圍第3或4項之有色金屬複合物,其中該 等單晶為合成的晶體。 6. 如申請專利範圍第3或4項之有色金屬複合物,其中該 等單晶為天然的晶體。 7. 如申請專利範圍第1-6項任一項之有色金屬複合物,其 中該等有色粒子為他色的。 8. 如申請專利範圍第1-7項任一項之有色金屬複合物,其 中藉由將摻雜物併入該等有色粒子的一基底材料中,該 等有色粒子為固有地有色的。 9. 如申請專利範圍第8項之有色金屬複合物,其中該等有 色粒子的一基底材料當未摻雜時為透明的。 13 201130584 1〇·如申請專利範圍第8或9項之有色金屬複合物,其中 該摻雜物為一過渡金屬摻雜物。 h如申睛專㈣圍第1G項之有色金屬複合物,其中該過 渡金屬摻雜物係選自於包含下列之群組:鉻、鈦、鐵、 蝕、餌、鎳、鈷、銅、釩。 •如申明專他圍第Mi項任_項之有色金屬複合物, 其中s玄荨有色粒子為自色的。 3·如申睛專利範圍第M2項任一項之有色金屬複合物, 其中該金屬基質為一經燒結的金屬基質。 4. 如申清專利範圍帛M3項任一項之有色金屬複合物, 其中該金屬基質包含一工程金屬。 5. 如申晴專利範圍帛M3項任一項之有色金屬複合物, 其中該金屬基質包含-金屬選自於包含下列之群組: 鋁、鋼、鈦、金、銀。 16.如申请專利範圍帛115項任一項之有色金屬複合物, 其中該等有色粒子是均勻地遍佈其與該金屬基質共享 的整個體積。 如申請專利範圍帛M6項任一項之有色金屬複合物, 其中该有色金屬複合物具有一表面且該等有色粒子於 該表面具有一表面密度,其足夠令該有色金屬複合物對 人類眼睛產生一一致的色相。 U·如申請專利範圍第17項之有色金屬複合物,其中該等 有色粒子於該表面具有一基本上一致的表面密度,該密 度以表面面積計介於25及50%。 14 201130584 19· ^申請專利範圍第項任-項之有色金屬複合物, 其中該有色金屬複合物具有一以體積計介於25及50% 之間的濃度。 ° 20·如申請專利範圍帛M9項任一項之有色金屬複合物, 其中該等有色粒子具有一介於1及100 μηι的尺寸。 h如申睛專利範圍第υο項任—項之有色金屬複合物, 其中該等有色粒子於該金屬基質燒結點為惰性的。 22.如申請專利範圍第丨_21項任—項之有色金屬複合物, 其中該等有色粒子具有一高於該金屬基質燒結點之熔 點。 23·如申凊專利範圍第1-22項任一項之有色金屬複合物, 其中該等有色粒子於該金屬基質中是離散的粒子。 24·如申請專利範圍第12及^幻項任一項之有色金屬複 合物,其中該等有色粒子是非晶形的。 25. 如申請專利範圍第丨_24項任一項之有色金屬複合物, 其中該等有色粒子包含一離子化合物。 26. 如申請專利範圍第丨_25項任一項之有色金屬複合物, 其中該等有色粒子包含氧化物。 27_如申請專利範圍第丨_26項任一項之有色金屬複合物, 其中該等有色粒子為一礦物、變質礦物或寶石。 28. —種有色金屬複合物包含: . —金屬基質;及 遍佈整個該金屬基質之有色的單晶。 29. —種方法包含: 15 201130584 提供金屬粉末作為一複合物的第一相; 提供有色粒子以形成該複合物的第二相; 混合該金屬粉末與有色粒子;及 於該等有色粒子周圍燒結該金屬粉末以形成一具有 遍佈的有色粒子之金屬基質。 30. 如申請專利範圍第29項之方法,其中該燒結為固態燒 結。 31. 如申請專利範圍第29或30項之方法,其中於燒結期 間,壓力及熱被施加至該金屬粉末及有色粒子的混合 物。 32. 如申請專利範圍第29至31項任一項之方法,其中該 金屬基質包含一金屬,其係選自於包含下列之群組: 在呂、鋼、鈦、銀或金。 33. 如申請專利範圍第29至32項任一項之方法,其中該 有色金屬複合物具有一以體積計介於25與50%的濃 度。 34. 如申請專利範圍第29至33項任一項之方法,其中該 等有色粒子具有一介於1與1〇〇 μηι的尺寸。 35. 如申請專利範圍第29至34項任一項之方法,其中該 等有色粒子於該金屬粉末的燒結點是惰性的。 36. 如申請專利範圍第29至31項任一項之方法,其中該 等有色粒子具有一高於該金屬粉末燒結點之熔點。 37. 如申請專利範圍第29至36項任一項之方法,其中該 等有色粒子是固有地有色的。 16 201130584 38. 如申請專利範圍第29至37項任一項之方法,其中該 等有色粒子是單晶。 39. 如申請專利範圍第38項之方法,其中該等單晶是選自 於包含下列之群組:剛玉、立方氧化鍅、釔鋁柘榴石、 尖晶石及鑽石。 40. 如申請專利範圍第38或39項之方法,其中該等單晶 為合成的晶體。 41. 如申請專利範圍第29至40項任一項之方法,其中該 等有色粒子是他色的。 42·如申請專利範圍第29至40項任一項之方法,其中該 等有色粒子包令—過渡金屬摻雜物。 43.如申請專利範圍第42的方法,其中該過渡金屬摻雜物 是選自於包含下列之群組:鉻、鈦、鐵、鈥、铒、鎳、 钻、銅及飢。 44. 如申請專利範圍第29至43項任一項之方法,其中該 等有色粒子包含氧化物。 45. —種由整個是有色的有色金屬製得之有色的部份,其 中該有色金屬形成該有色部份之一呈現表面,且其中該 有色部份之呈現表面之一部分的去除,將顯露有色金 屬。 46. 如申請專利範圍第45項之有色的部份,其中該有色的 部分之呈現表面的一部分的去除,將顯露有色金屬,無 論該被去除部分的尺寸。 17 201130584 47. 如申請專利範圍第45或46項之有色部份,其中一通 過該呈現表面的刮傷,基本上是不顯眼的,因為該整個 該有色的外部物體之該有色金屬的存在。 48. 如申請專利範圍第45至47項任一項之有色部份,形 成用於一車輛的一體部部份。 49. 如申請專利範圍第45至47項任一項之有色部份,形 成一蓋或殼。 50. —種方法包含: 創造有色金屬,其使用遍佈的有色粒子而為有色 的;及 加工該有色金屬。 51. 如申請專利範圍第50的方法,其中加工包含下列一或 更多者:機械加工、切片、鍛造、衝锻。 52. 如申請專利範圍第50項的方法,其中創造該有色金屬 包含一如申請專利範圍第29至34項中任一項之方法。 18
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