1973年,艾森伯格研究發明了類金剛石薄膜。DLC性能介於金剛石與石墨之間(jiān),表現(xiàn)為(wéi)既具有較高的硬度同時又具有優異的摩擦性,並且具(jù)有良好的抗粘結性能,類(lèi)金剛(gāng)石塗(tú)層剛開始進入(rù)市場時,主要是采用塗層技術可有效提高切削刀(dāo)具使用壽命,使刀具獲得優良的綜合(hé)機(jī)械性能,從而大幅度提高機械加(jiā)工效率(lǜ)。
塗(tú)層刀具是(shì)利用氣相(xiàng)沉積方法在(zài)高強度的硬質合金或高速鋼基體表麵塗覆幾(jǐ)個微米的高(gāo)硬度、高耐磨性的難熔金(jīn)屬或非金屬化合物塗層而獲得(dé)的。
但是DLC塗層也存在了很多問題(tí),內應(yīng)力大,一般情況下,塗層的內應力、彈性模量和(hé)硬度彼此成正比,這樣塗層的硬度越大,內應(yīng)力也越大。DLC薄(báo)膜的硬度很高,其內應力也很大(dà)這使得DLC薄膜對基(jī)體的附著力下降,另一方(fāng)麵限製了在襯底上所能沉積穩定的薄膜的最大厚度,另外(wài),膜厚的均勻性對內應力也有影響。熱穩定性差,DLC通常為非晶結構,是亞穩相,因此在(zài)溫度升高過程中,DLC塗層將發生石墨化,即sp3鍵向(xiàng)sp2鍵轉變。從而引起DLC塗層的結構(gòu)及(jí)性能的變化,所以DLC塗層目前的應用溫度大概在350°左右(yòu)。
但是有很多性能優勢,給很多(duō)金(jīn)屬件(jiàn)產品帶來福音,下麵就為大家介紹一下DLC塗層7大性能優勢
1、力學性能,高硬度、高彈性模量、高熱導率、熱膨脹係數小、密度低、優異耐磨性和低摩擦係數
2、電學性能,較低的電子親和勢、高電阻率、介電(diàn)常數較低
3、光學性能,在可見光及近紅外區具有很高的透過率、光學帶隙低、折射率在1.7~2.4之間、較高的激光損傷閾值
化學(xué)性能(néng),生物相容性好、極高化學惰(duò)性、耐(nài)酸耐堿、良(liáng)好的疏水性
4、內應力(lì)小,DLC塗層在機體上沉積製備多層膜Ti/TiC/DLC和Ti/TiN/TiCN/DLC,可大大降低DLC塗(tú)層與基體(tǐ)間的內應(yīng)力。
5、結合力強,DLC膜層使用離(lí)子源和濺(jiàn)射沉積技(jì)術在(zài)機體上製備梯度(dù)過渡層Cr/CrN/CrNC/CrC/Cr-DLC和(hé)Ti/TiN/TiCN/TiC/Ti-DLC,能使應力(lì)到有效釋放,有效提高塗層(céng)與基體間的結合力強度。
6、摩擦係數低,非金屬(N、B、Si)的摻雜(zá)有利於降低DLC塗層的內應力和改善其熱穩(wěn)定性;金(jīn)屬(Cr、Ti、W)的摻雜有利於(yú)提(tí)高DLC塗層的硬度和耐(nài)磨性,降低(dī)其摩擦係數。
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