类金刚石(Diamond-likecarbon,DLC)涂层具有良好的减摩、耐磨性能,已成为当前研究的热点.由于受基体材料的成分,以及DLC涂层材料与基体材料的性质不同的影响,制备的涂层内应力较大,与基体的结合力差.添加过渡层,掺杂第三元素和制备多层结构涂层是提高界面结合力与热稳定性的有效措施.介绍了类金刚石薄膜的性质、制备工艺以及在金属加工、汽车零部件、医疗器械、航空航天等领域的应用,展望了类金刚石涂层的应用前景与发展趋势.上海英屹涂层技术有限公司引进美国PE-CVD设备技术制备的类金刚石DLC膜层沉积速率快膜厚可达60um膜层硬度高膜层摩擦系数低小于结合力好耐腐蚀性能好优异的耐磨性膜层具有自润滑性的优点。可以解决PVD涂层镀不到的工件内孔的问题。公司涂层已经应用于航空机械模具电子医疗汽车发动机部件等领域。DLC薄膜的功能特性是什么。永康工具DLC涂层厂
类金刚石薄膜(DLC)是1种非晶薄膜,可分为无氢类金刚石碳膜(a-C)和氢化类金刚石碳膜(a-C:H)(图2)两类。无氢类金刚石碳膜有a-C膜(主要由sp3和sp2键碳原子相互混杂的三维网络构成),以及四面体非晶碳(tetrahedralcarbon,简称ta-C)(主要由超过80%的sp3键碳原子为骨架构成);氢化类金刚石碳膜(a-C:H)又可分为类聚合物非晶态碳(polymer-likecarbon,简称PLC)、类金刚石碳、类石墨碳3种,其三维网络结构中同时还结合一定数量的氢.类聚合物非晶态碳是含氢金刚石薄膜的一种它是非晶体又有类似于聚合物那种通过相同简单的结构单元通过共价键重复连接而成的化合物。这种类金刚石薄膜因为sp2键占据了主要数量,所以比较软,又不具备石墨的特性,使得它的用途受到了限制,在摩擦学的应用上还处在起步阶段。浙江金属DLC利用颜色快速分辨类金刚石(DCL)薄膜。
类金刚石(英文:Diamond-likeCarbon缩写DLC)是一种非晶碳,这种材料表现出很多与金刚石相类似的性质,DLC常常作为涂层材料使用。类金刚石的微观结构为了弄清楚类金刚石的概念,我们首先研究一下碳元素。碳元素存在于自然界当中,我们平时看到的钻石、石墨、富勒烯、碳纳米管等等都是碳元素形成的。当碳原子以sp3键的杂化轨道行程共价键的时候,就会形成金刚石。当碳原子以sp2键的杂化轨道行程共价键的时候,就会形成石墨。当以碳原子sp2、sp3键混合杂化的时候,形成的就是类金刚石了。类金刚石常常是以薄膜形式使用的,类金刚石薄膜具有高硬度.高电阻率.良好光学性能等,同时又具有自身独特摩擦学特性的非晶碳薄膜。碳元素因碳原子和碳原子之间的不同结合方式,从而使其终产生不同的物质:金刚石(diamond)—碳碳以sp3键的形式结合;石墨(graphite)—碳碳以sp2键的形式结合;而如同绪论里所述类金刚石(DLC)—碳碳则是以sp3和sp2键的形式结合,生成的无定形碳的一种亚稳定形态,它没有严格的定义,可以包括很宽性质范围的非晶碳,因此兼具了金刚石和石墨的优良特性;所以由类金刚石而来的DLC膜同样是一种亚稳态长程无序的非晶材料,碳原子间的键合方式是共价键。
DLC应用:特殊的耐腐蚀性应用:DLC膜可以在一些特殊的场合作为耐腐蚀性涂层,可以很好的保护基体。某种类型模具上沉积总厚度为2.5um的DLC膜层后,在100℃的强碱溶液中可以保持10小时以上不腐蚀。结论DLC膜具有相对适中的硬度,较低的摩擦系数、低磨损率和优异的抗腐蚀性能。添加Me元素后,可以调节高硬度类石墨膜的硬度和韧性,并能提高膜基结合强度,Me含量在一定范围内,膜基结合强度能够达到非常理想的结果,而且具有良好的摩擦磨损性能。在一定载荷范围内,类石墨膜的摩擦系数随着载荷的提高而降低。DLC膜具有抗磨减摩的特性,是一种具有广阔应用前景的抗磨减摩镀层。DLC真空镀膜生产工艺影响的膜层原因。
DLC薄膜本身没有颜色,不具备色素显色(如花朵的颜色)的条件,其显色都来源于结构的不同,属于典型的结构显色(如彩虹的颜色)。其中,氢元素和sp2杂化碳的含量直接影响DLC薄膜颜色的鲜艳程度,薄膜显色可以归结于等距层状结构的薄膜干涉;而随着氢含量的降低和sp2杂化碳一定程度的增加,使得薄膜光吸收增加,DLC颜色变得暗淡,薄膜干涉不能完全解释,需引入非晶光子晶体显色机制。当sp3含量明显增加时,DLC薄膜接近于透明的金刚石薄膜时,非晶光子晶体显色机制占主导作用。据此,研究人员成功发展出利用DLC薄膜颜色快速分析DLC薄膜种类和结构的新方法。该方法不需要传统DLC分类手段的苛刻实验条件,通过简单的颜色规律实现DLC薄膜的快速初步分类,将推动其在多个重要应用领域的快速发展。为什么DLC薄膜内应力大?永康工具DLC涂层厂
DLC薄膜的机械性能怎么样?永康工具DLC涂层厂
DLC应用:汽车零部件:DLC在发动机部件成功应用的是掺杂金属的DLC(a-C:H:Me),Me-DLC的典型应用是涡轮增压柴油机燃油喷射器部件和轴承。Me-DLC涂层硬度在1200~2000Hv之间变化,与钢干磨摩擦系数通常在0.1~0.2之间。Me-DLC涂层的抗冲击疲劳的能力特别地得到了认可。切削刀具:钻头、铣刀DLC膜可以应用于钻头和铣刀上,特别是掺杂金属的DLC膜,它不仅具有高的硬度,还具有低的摩擦系数、抗有色金属粘结。许多具有延展性的金属或合金,在切削时容易出现沾粘刀具现象。高温时更与刀具产生反应造成加工困难,工具寿命减短。像这类的刀具如镀上DLC膜后可解决问题。镀有DLC膜的刀具适合用来加工铜合金、铝镁合金、陶瓷、碳化钨、铅合金、含碳材料(石墨、塑料及复合材料、橡胶)等。但由于碳原子会溶到铁系材料内,因此不适合用来加工含铁、钴、镍等材料。永康工具DLC涂层厂