一、基本概念

TAC類金剛石塗層是一（yī）種非晶態碳塗層，具（jù）有類（lèi）似金剛石的四麵（miàn）體鍵合結構（sp³ 鍵），因此兼（jiān）具高（gāo）硬度、低摩擦（cā）係數、耐磨（mó）損、耐腐蝕及良好的熱導（dǎo）性等特性。其性能介於類金剛石塗層（DLC）和傳統（tǒng）硬質塗層之間，屬於類金剛石（shí）塗層（DLC）的一種特殊類型，常用於對表麵性能要求極高的精密零部件、工具及電子器件等領域（yù）。

二、主要特點

三、製備工藝

TAC 塗層主要通過物理氣相沉積技（jì）術製備，常（cháng）見工藝包（bāo）括：

離子束沉積（jī）

利用高能離子束將碳源（如石墨靶材）分解為離子，直接沉積在基材表麵，形成高 sp³ 鍵含（hán）量的 TAC 塗層。

優點：塗層致密度高、結構均勻，性能接近天然（rán）金剛石。

缺點（diǎn）：沉積速率低，成本較高（gāo），適（shì）合小尺寸精密零件。

脈衝激光沉積

通過激（jī）光轟擊石墨靶材，產生等離子體並沉積到基材表麵，形成 TAC 塗層。

優點：可精（jīng）確控製塗層（céng）成分和厚度（dù），適合複（fù）雜曲麵沉積。

缺點：設備（bèi）複雜，大規模生產難度大。

磁控濺射沉（chén）積

利（lì）用磁控濺射技術將碳靶材濺射至基材表麵，通過調節工藝（yì）參（cān）數（如功率、氣壓）控（kòng）製 sp³ 鍵比例。

優點：沉積效率高，適合批量生產。

缺點：塗層（céng） sp³ 鍵含量相對較低，硬度略低於 IBD 法製備的 TAC 塗層。

四、應用領域

TAC 塗層憑借其獨特（tè）性能，廣泛應用（yòng）於以下領域：

機械加工工具

應用場景：銑刀、鑽頭、齒輪刀具等。

作用：減少刀（dāo）具（jù）磨損，提高加工（gōng）效（xiào）率，延長刀具壽命（可提升 3-5 倍（bèi）），尤其適合高硬度材料（如淬火鋼、鈦合金）加工。

汽車（chē）與航空航天

應用場景：發動機活塞環、氣門挺杆、渦輪葉片、軸承等。

作用：降（jiàng）低摩擦損耗，提升部件耐腐蝕性和（hé）可靠性，適用於高溫、高負荷工況（kuàng）。

電子與半導體

應用場景：硬盤磁頭、MEMS 器件、半導體封裝模具等（děng）。

作用：保（bǎo）護精密電子元件表麵，減少接觸電阻，提升器件穩定性和使用（yòng）壽命（mìng）。

醫療器械

應用場景：手術刀具、人工關節、牙科種植體等。

作用：增強表麵生物相容性，減少細菌附著，同時提高耐磨性和（hé）抗腐蝕能力。

光學器件

應（yīng）用場景：紅外窗口、光學透鏡、傳感器表麵等。

作用：提供高透光率（lǜ）、低反射率的耐磨塗層，保護光學元件表麵免受刮擦和汙（wū）染。

六、注（zhù）意事項

基材（cái）預處理

塗層附著力依賴（lài）於基材表（biǎo）麵清（qīng）潔度和粗糙度，需通過噴砂、超聲清洗等工藝去除油汙和（hé）氧化層。

塗層厚度選擇

需根據零件服役條件調整厚度：磨損嚴重場景（jǐng）（如刀具）可選（xuǎn） 2-5μm；精密配合件（如軸承）宜（yí）選 0.5-1μm，避免影響公差配合。

後處理工藝

部分應（yīng）用（yòng）場景需對（duì）塗層進行拋（pāo）光或（huò）鈍化處理，以進一步降低表麵粗糙（cāo）度或提升耐腐（fǔ）蝕（shí）性。

成本考量

TAC 塗層製備設備投資大，工藝複（fù）雜，成本高於普通DLC塗層，適用於對性能要求極高的高端領域。