20世紀70 年代早（zǎo）期,類金（jīn）剛石(DLC)塗層才首（shǒu）次見諸報道。工業上應用這種塗層起源於汽（qì）車（chē）部件,如高壓柴油噴射係統和動力傳動（dòng）部件。當今，具有特殊優勢的（de）各種 DLC 塗層已在（zài）一些領域得到應用（yòng）。

DLC 塗層通（tōng）常由 sp與 sp鍵的比值和氫含量來分類。當碳元素通過（guò） sp鍵結合,就會形成金剛石;通過sp%鍵結合,就會（huì）形成石（shí）墨。當sp與sp?鍵的比值增大時，塗層的硬度（dù）通常會增加。

可在（zài） DLC 塗層內加入鎢（wū）(W-C:H)之類的金屬(此處 C為碳,H為氫): 還可以加入其（qí）他元素如矽(Si-DLC)來改變塗（tú）層的摩擦係數或抗（kàng）溫性能。一種已用於切削刀具的（de）複合塗層（céng）為高硬度的氮化物塗層(如TiAIN)加上較軟的、具有潤滑功能（néng）的頂（dǐng）層塗層（céng）(如W-C:H)。因為排屑（xiè）的（de）改善，這種複合塗層在攻絲和（hé）鑽削應用中顯示出優異的效果。本文將重點討論一種被稱（chēng）作四麵（miàn）體非晶碳（tàn）(ta-C)的 DLC塗層。

通過圓形電弧工藝（yì）塗覆 ta-C 塗層的立銑刀,其塗層具有典型的彩虹色彩Ta-C 塗層是一種無氫碳元素塗層，其（qí） sp與sp?鍵的比值較高。與其他 DLC 塗層相比,taC膜層具有更高的硬度和抗溫性能,並可顯著降（jiàng）低摩擦係數該塗（tú）層（céng）首次應用在汽車工業的（de）挺杆(氣門頂筒),並一直應用至今。

Ta-C 塗層應用於諸如汽車頂杆零件的目的之一是為了減小摩擦，其帶來的效果是改善了發動機效率、更少的燃（rán）油消耗和更低的 CO，排放。對更佳燃油經濟性和（hé）更少汙染的推動，已將 taC 塗層應用在切削刀具和成形工具上（shàng）。增（zēng）大汽車行駛裏程數的措施（shī）之一是（shì）降低汽車自身重量。除（chú）了采用超高強度（dù）合金鋼,在（zài）車身和發動機上采用鋁合（hé）金已在過去（qù）幾年以來日益增（zēng）長。在汽車和航空航（háng）天業，塑料（liào）的應用也在日益增長。在切（qiē）削這些材料（liào）時,刀具的磨損機理完全不同於切削合金鋼。切削這些材料的主（zhǔ）要挑戰（zhàn）之（zhī）一在於保持切削刃鋒利和減小積屑瘤。因為切削這些材（cái）料的（de）刀具刃口半徑很小（xiǎo）,需要刀具塗（tú）層厚度也盡可能小。所有這些挑戰可通過刀具塗覆性能優異的（de） ta-C塗層並專用於切削非鐵金屬和塑料來應對。

高功率脈衝（chōng）磁控濺射，工藝利用碳靶來沉積ta-C 塗層

Ta-C 塗層的切削刃對鋁幾（jǐ）乎沒有親和力。如果ta-C塗層硬度很高,遠小於（yú）1um 的塗層厚度通常足夠用（yòng）於鑽頭和立（lì）銑（xǐ）刀這樣的切削工具。在航天航空（kōng）業鑽削和CFRP疊層材料的首次試驗表明,ta-C 塗層延長了刀具壽命,並顯著改善了鑽孔質量。