类金刚石DLC薄膜是以sp3、sp2键结合为主体,这(zhè)种结构使得DLC薄膜具有一系列优(yōu)良的物理化学性能,如红外波(bō)段(duàn)透明、硬度高、摩擦系数(shù)小、化学性能稳定、热膨胀系数小等,从而使该薄(báo)膜在(zài)光学、电(diàn)学、机械、医学等领域引(yǐn)起了科研工作者的广泛(fàn)关注。目前DLC涂层应用广泛,接下来给大家整理一下关(guān)于DLC涂层的应(yīng)用以及制作方式。
DLC薄膜的(de)特殊结构决定了这种薄膜材(cái)料具有优良的特性和广泛的应用,主要表现在:
1)较高的硬度和优异的(de)抗磨损性能,因而适合作为(wéi)硬质工具(jù)、轴承、刀具等表面,不仅可以延长工具的(de)寿命,而且还可以提高功效;
2)电阻率高(102Ω·cm~1014Ω·cm)、介电常数大、击穿电压高。利用这些特点(diǎn),可将它制成理想的超高频和微波波段的介(jiè)质材料;
3)高掺杂性。由于其带隙宽,有利于高集成化电子器(qì)件(jiàn)在高温条件下使用,因此该薄膜在半导体行业应用广泛;
4)高频、高音速特性良好。用DLC涂层制作的高频扬声器振动膜频带宽,其频率特性(xìng)高达60KHz,目前我(wǒ)司的音膜DLC涂层工艺已成熟并且量(liàng)产。
5)具有良好的(de)化学稳定性,耐腐蚀(防酸、碱、盐)性能好,不仅可作为(wéi)光学元件的(de)增透膜和保护膜,防止光学(xué)元件被飞砂擦伤或被酸(suān)、碱、盐溶液腐蚀,还应用于光盘保护膜(mó)、手表玻璃保护膜、眼镜片(玻璃、树脂)保护膜以及汽车挡风玻璃保护膜等;
6)热导(dǎo)率高,约为铜的6倍,热膨胀系数小,具有好的抗热冲击性能。
7)具有良好的生物相容性,在医学方面也有广泛的(de)应用。涂镀(dù)在人工关节上转(zhuǎn)动部(bù)位上的DLC薄膜不会因摩擦而产生磨损(sǔn),更不会与(yǔ)肌肉(ròu)发生反应、可大幅度(dù)延长(zhǎng)人工关节的使用寿命;
8)DLC薄膜在室温下光致发光和电(diàn)致发光率都很高,有(yǒu)可能在整个可(kě)见光范围发(fā)光,因此可以用作性能极佳(jiā)的发光材料之一。
自20世纪70年代人们制备出DLC薄膜以来,目前已经开发了许多种沉积方法(fǎ),但大体上可(kě)以分为物理气相(xiàng)沉积(PVD)和化(huà)学气(qì)相沉积(CVD)两大类。PVD方法是在真空下加热或离化蒸发材料(石墨),使蒸发粒子沉积在基片表(biǎo)面形成薄膜的一(yī)种方法。按照加热方式不(bú)同,热蒸(zhēng)发有激光蒸发、电弧蒸发、电子束(shù)加热等方法。溅(jiàn)射沉积是用高能(néng)离子轰(hōng)击靶(bǎ)物质(石墨),与靶表面原子发生弹性或非(fēi)弹性碰撞,结果部(bù)分靶表面原子或原子团溅射(shè)出来,沉积在基板上形成薄膜。CVD方法是在真空室内通入碳的氢化物、卤化物(wù)、氧化物,通过气体放电,在一定条件下促使它们发生分解、聚合、氧化、还原等化学反应过程,在基板(bǎn)上形成DLC薄膜的方(fāng)法。
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