DLC類金(jīn)剛石也叫非(fēi)晶金剛石。是一種由碳元素構成(chéng)、在性(xìng)質上和鑽(zuàn)石類似,同時又具有石墨原子組成結構的物質(zhì)。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,低摩擦因數,耐磨損以(yǐ)及良好的(de)真空摩擦學特性,已成為(wéi)高速鋼和硬質合(hé)金刀具(jù)的理想塗層材料,也(yě)可廣泛應用於機械、工模具、刀(dāo)具、汽車、電(diàn)子、光學、生物醫學、航空航天等行業。
1、耐磨性
DLC膜(mó)不僅具有優異的(de)耐磨性,而且(qiě)具有很低的摩擦係(xì)數,一般低於0.2,是一種優異的表麵抗磨損改性膜。DLC的摩擦係數隨製備工藝的不同和膜中成分的變化而變化,其摩擦係數可達0.005。摻雜金屬元素可能降(jiàng)低其摩擦係數,但加入H能提高潤滑作用,環境也對摩擦(cā)係(xì)數有一定的影響。
2、硬度高
DLC薄膜(mó)具有很高的硬度(dù),不同的沉積方法製備的DLC薄膜(mó)硬度差異(yì)很大,尤其是用激(jī)光濺射(shè)或磁過(guò)濾陰極電弧法製備出的DLC薄(báo)膜,其硬度高達70-110GPa,與金剛石相當。
3、耐腐蝕性
純DLC膜具有優異的耐(nài)蝕性(xìng),各類(lèi)酸、堿甚至王水都(dōu)很難侵蝕(shí)它。但摻雜有其他元(yuán)素的DLC膜的耐蝕性有所(suǒ)下降,這是由於摻雜的元素首先(xiān)被侵蝕,從而破壞了膜的連續性所致。作為機化學塗(tú)層,在運用中存有(yǒu)很大的可能觸碰一些酸堿性(xìng)物料,而dlc塗層的優良性能能夠很好的應對這些(xiē)物質。
4、摩擦性
DLC膜與傳統的硬(yìng)質薄膜(如上述的TiN、TiC、TiAlN等)相比(bǐ),在摩(mó)擦係數方麵具有明顯優勢,這些傳統硬質薄膜(mó)的摩擦係數都在0.4以上。因此,DLC膜(mó)有可能在許(xǔ)多摩擦學領域替代這些傳統硬膜。製備的摻金屬DLC膜具(jù)有良好的抗摩擦磨損性(xìng)能及低達0.13-0.15的摩擦係(xì)數。
5、抗粘結性
dlc膜具有很(hěn)好的抗(kàng)粘(zhān)結性,特別是對有色金屬(如銅(tóng)、鋁、鋅等(děng)),對塑料、橡膠(jiāo)、陶瓷等也有抗粘結性。DLC膜表麵一般較光潔,對基材的表麵光(guāng)潔度沒有太大的影響,但隨著膜厚的增加,表麵光(guāng)潔度會下降。不同的沉積方法所(suǒ)得到的(de)dlc膜表麵光潔度也是(shì)不同的,采用離子源技術沉積(jī)的DLC膜(mó)表麵質量明顯優於電弧離子鍍。
6、電學性能
DLC薄膜具有優(yōu)異的電學性能,一般來說(shuō),含(hán)氫DLC薄膜電阻率比不含氫(qīng)的DLC薄膜的高,可能是由於氫穩定了(le)薄膜中sp3相的緣故。由於DLC中的sp2相和(hé)薄膜的電阻率有直接的關係,因此沉積工藝和離子束的能量都對DLC薄(báo)膜層電阻率有著很(hěn)大的影響。
二、dlc塗層的缺點
1、昂貴的成(chéng)本
與一些傳(chuán)統塗層和材(cái)料相比,dlc塗層的製(zhì)備成本較高。製備dlc塗層所需的設備和工藝較為複雜,這可能使其在一些應用中不太經濟實用。
2、需要特殊技術
dlc塗層的製備(bèi)和應用需(xū)要特殊的技術和設備。製備過程需要嚴格控製製(zhì)備條件,包括溫度、氣(qì)氛和(hé)沉積速率等,以獲得高質量的塗層。因此,塗層的應用可能需要額外的投資和培訓。
3、對製(zhì)備條件的敏感性
dlc塗層的性能受到製(zhì)備條件的影(yǐng)響。不同的製備條件可能導致塗(tú)層的結構、硬度和附著力等方麵的差異。因此,確保適當的製備條件(jiàn)對於獲得優質的dlc塗層(céng)至關重要。
4、脆性和厚度限(xiàn)製
dlc塗層的結構相對脆性(xìng),對於大幅度的形變和撞擊(jī)可能會發(fā)生剝落(luò)。此外,由於塗(tú)層的厚度通常較薄,一些應用中可能存在對塗層厚度的限製。
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