DLC類金剛石也叫非(fēi)晶金剛石。是(shì)一種由碳元(yuán)素構成、在性質上和鑽石類似,同時(shí)又具有石墨原子組成結(jié)構的物(wù)質。類金剛石薄膜(DLC)是一種非晶態薄膜,由於具有高硬度和高彈性模量,低摩擦(cā)因(yīn)數,耐磨損以及良好的真空摩擦學特性,已成為高速鋼和硬質合金(jīn)刀具的理想塗層材料,也可廣泛應用(yòng)於機(jī)械、工模具、刀具、汽車、電子、光學、生物醫學、航(háng)空航天等行業(yè)。
1、耐磨性
DLC膜不僅具有(yǒu)優異的耐磨(mó)性,而且具有很(hěn)低(dī)的摩擦係數,一般低於0.2,是一種優異的表麵抗磨損改性膜。DLC的摩擦(cā)係數隨製備工藝的不(bú)同和膜中成分(fèn)的變化而變化,其摩擦係數可達0.005。摻(chān)雜金屬(shǔ)元素可能降低其摩擦係數,但加入H能提高(gāo)潤滑作用(yòng),環境也對摩擦係數有一定的影響。
2、硬度高
DLC薄膜具有很高的硬度,不同的沉積(jī)方法製備的DLC薄膜硬度差異很大,尤其是用激光濺射或磁過濾陰極電弧法(fǎ)製備出的(de)DLC薄膜,其硬度高達70-110GPa,與金(jīn)剛石相當。
3、耐腐(fǔ)蝕性
純DLC膜(mó)具有優異的耐蝕性,各(gè)類酸、堿甚至王水都很難侵蝕它。但摻雜有其他元素的DLC膜的耐蝕(shí)性有所下降,這是由於摻雜的元素(sù)首先被侵蝕,從而(ér)破壞了膜的連續性所致。作為機化(huà)學塗(tú)層,在運用中存有(yǒu)很大的可能觸碰一些酸堿(jiǎn)性物料,而dlc塗層的優良性(xìng)能能夠(gòu)很好的應對這些物質(zhì)。
4、摩擦性
DLC膜與傳統的硬質薄膜(如上述的TiN、TiC、TiAlN等(děng))相比,在摩擦係數方麵具有明顯優勢,這些傳統硬質薄膜的(de)摩擦係(xì)數都在0.4以上。因此,DLC膜有可能在許多摩(mó)擦學領域替代這些傳(chuán)統硬膜。製(zhì)備的摻金屬DLC膜具有良好的抗摩擦磨損性能及低(dī)達0.13-0.15的(de)摩擦係數。
5、抗(kàng)粘結性
dlc膜具有很好的抗粘結(jié)性,特別是對有(yǒu)色金屬(如銅(tóng)、鋁、鋅等),對塑料、橡膠、陶瓷等(děng)也有抗粘結性。DLC膜(mó)表(biǎo)麵一般較光潔,對基材的表麵光潔度沒有太大的影響,但隨著膜厚(hòu)的增加(jiā),表麵光潔度會下降。不同的沉積(jī)方法所得到的dlc膜表(biǎo)麵光潔度也是不同的,采用離(lí)子源技術沉積的DLC膜表(biǎo)麵質量明顯(xiǎn)優於電(diàn)弧離子鍍。
6、電學性(xìng)能
DLC薄膜具有優異的電學性能,一般來說,含氫DLC薄膜電阻(zǔ)率比(bǐ)不含氫的DLC薄膜的(de)高(gāo),可能是(shì)由於(yú)氫穩定了薄膜中sp3相的緣故。由(yóu)於DLC中的sp2相和薄膜(mó)的電阻率有直接的關係,因此沉積工藝(yì)和(hé)離子束的能量都對DLC薄膜層電阻率有著很大的影響。
二、dlc塗層的缺點
1、昂(áng)貴的成本(běn)
與一些傳統塗層和材料相比,dlc塗(tú)層的製備成本較高。製備dlc塗層所需的設備和工(gōng)藝較為複雜,這(zhè)可能使其在一些應用中(zhōng)不太經濟實用。
2、需要特殊技術
dlc塗層的製備和應用需要特殊的技(jì)術和設(shè)備。製備過程需要嚴格控製製備條件,包括溫度(dù)、氣氛和沉積速率等,以獲得高質量的塗層。因此,塗層的應用可(kě)能需要額外的(de)投(tóu)資和培訓。
3、對製備條(tiáo)件的敏感(gǎn)性
dlc塗層的性(xìng)能受(shòu)到製備條件的影(yǐng)響。不同(tóng)的製備條件(jiàn)可能導致塗層的結構、硬(yìng)度和附著力等方麵的差異。因(yīn)此,確保適當的製備條件對於獲得優質的dlc塗層至關重要。
4、脆性(xìng)和(hé)厚度限製
dlc塗(tú)層的結構相(xiàng)對脆性,對於(yú)大幅度的形變(biàn)和撞擊(jī)可(kě)能會發生剝落。此外,由於塗層(céng)的(de)厚度通常較薄(báo),一些應用中可能(néng)存在對塗層厚度的限製。
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