DLC表麵(miàn)處理即類金剛石碳(Diamond-Like Carbon)塗層工藝,是通過物理或化學(xué)方法在材料表麵塗覆一層具有類似金剛石特性的非晶態碳膜(mó)的技術。具體介紹如下:
1.原理
DLC 塗層的結構中含有金剛石結構(sp³ 鍵)和石墨(mò)結構(sp² 鍵)的亞穩非晶態物質。在(zài)製備過程中,通過(guò)物理或化學(xué)手段將碳源物質轉化為碳原子或碳離子,然(rán)後使其(qí)沉積(jī)在基底材料表(biǎo)麵(miàn),這些碳原(yuán)子或碳離子通(tōng)過化學鍵合(hé)形成具有特定性能的DLC薄膜。
2.製備方法
物理氣相沉積(PVD)
濺射法:利用高(gāo)能粒子轟擊碳靶(bǎ)材,使靶材表(biǎo)麵的碳原子被濺射出來(lái),在基底(dǐ)表麵沉積形成 DLC 塗層。
電弧(hú)放電法:借助電弧放電(diàn)產(chǎn)生的高溫(wēn),讓碳源物質蒸發並在基底上沉積。
離子束沉積(IBAD):使用離子(zǐ)束轟(hōng)擊碳源目標,釋放出碳離子,使其沉積在基底表麵。
化學氣相(xiàng)沉積(CVD)
熱解 CVD:在高溫條件下,將含碳的氣體如甲(jiǎ)烷、乙炔等分解為碳原子,進(jìn)而沉(chén)積在基底表麵。
光催(cuī)化 CVD:利用光催化作用,促使含碳氣體在基底表麵發生化學反應,生(shēng)成 DLC 塗層。
射(shè)頻等離子體增強化學氣相沉積(PECVD):在沉積(jī)過(guò)程中引(yǐn)入射頻等離(lí)子體,增強反應活性,實現低溫下 DLC 薄膜(mó)的生長。
3.特性
高硬度:DLC 塗層的硬度極(jí)高,維氏硬(yìng)度可高達 8000-9000HV,接近天然金剛石的硬度,能(néng)有效提高材料表麵(miàn)的抗刮擦和耐磨性能。
低摩(mó)擦係數:塗(tú)層表麵光滑,摩擦係數通常小於 0.2,可減少機械部件之間的(de)摩擦(cā)和磨損,降低能量損耗。
耐腐蝕:具有(yǒu)良好的化學惰性,在酸(suān)、堿等化學腐蝕介質中表現出較高的穩定性,能(néng)保護基材不受環境因(yīn)素的影響。
生物相容性好:無細胞毒性,適合用於(yú)製作醫療器械,在醫療領域如人工關節、植入物等方麵(miàn)有廣泛應用前景。
光學性能優良(liáng):高透明且具有良好的紅外透過率,在光(guāng)學元件表麵塗層方麵具有潛在應用價值。
4.應用(yòng)領域
汽(qì)車(chē)領(lǐng)域:用於發動機(jī)、傳動係(xì)統、刹車係統、離合器等部(bù)件,可增強耐磨性,延長使用壽命,提高發動機效率,減少噪(zào)音。
航空(kōng)領域:能在航空零部(bù)件表麵形成保護,降低機械磨損和氧化(huà)腐蝕,提(tí)高使用壽命(mìng)和可靠性,減少(shǎo)維護成本(běn)。
醫療領域:可用於(yú)醫療器械表麵塗層,提高潤滑性和(hé)抗菌(jun1)性,降低手術感(gǎn)染風險,還適用於生物醫學設備(bèi)、人(rén)工關(guān)節、植入物等。
機械(xiè)製(zhì)造領域:能提高傳動係統、齒輪(lún)、軸承、機器刀具等機械製(zhì)造部件的耐磨性和耐腐蝕性,減少維護成本。
電子領域:可作為電子芯片、納米器件(jiàn)等(děng)表麵的塗層,提高抗靜電(diàn)和耐磨性能。
光學領域:用於光學元件(jiàn)表麵,可改善抗反射、硬度(dù)和耐磨性。
【責任編輯】小編