类金刚石在DLC薄膜在汽车发动机领域的应用。为了降低发动机的燃油消耗,减轻发动机滑动部位的摩擦,(特别是活塞、活塞环与气缸之间以及凸轮与从动件之间的摩擦)非常重要。DLC薄膜材料作为一种高硬度减摩抗磨表面?;け∧げ牧?,具有优异的耐磨性能、低摩擦特性以及与发动机润滑油良好的协同复配特性,它在发动机滑动摩擦副上的应用是发动机节能降耗表面处理技术的一个重要研究方向。DLC薄膜在发动机上的应用效果,在技术上DLC薄膜将极低的摩擦阻力和极高的硬度完美地结合在一起,该技术已被初步应用于汽车零部件的各个运动系统中,尤其是自20世纪90年代中期以来,作为汽车零部件保护性薄膜材料得到快速发展。除上述性能与应用外,DLC薄膜的润湿性能也受到了人们的关注。某些需要疏水的领域如电子元器件、窗口等都对DLC薄膜的润湿性能提出了新的要求,目前主要通过对其进行化学改性来改善DLC薄膜的疏水性能。利用DLC薄膜的耐腐蚀性和低温合成的特点!既可以将其镀在塑料饰件上,防止酸、碱及有机试剂的侵蚀,又可以在橡胶、树脂等有机材料上镀一层DLC薄膜。从而增加其柔软性,这在对有机材料有滑动性和密封性要求的领域用途很广。DLC薄膜的功能特性是什么。温州铣刀DLC技术
20世纪70年代早期,类金刚石(DLC)涂层才见诸报道。工业上应用这种涂层起源于汽车部件,如高压柴油喷射系统和动力传动部件。当今,具有特殊优势的各种DLC涂层已在一些领域得到应用。DLC涂层通常由sp3与sp2键的比值和氢含量来分类。当碳元素通过sp3键结合,就会形成金刚石;通过sp2键结合,就会形成石墨。当sp3与sp2键的比值增大时,涂层的硬度通?;嵩黾?。可在DLC涂层内加入钨(W-C∶H)之类的金属(此处C为碳,H为氢);还可以加入其他元素如硅(Si-DLC)来改变涂层的摩擦系数或抗温性能。一种已用于切削刀具的复合涂层为高硬度的氮化物涂层(如TiAlN)加上较软的、具有润滑功能的顶层涂层(如W-C∶H)。因为排屑的改善,这种复合涂层在攻丝和钻削应用中显示出优异的效果。本文将重点讨论一种被称作四面体非晶碳(ta-C)的DLC涂层。 温州铣刀DLC技术类金刚石薄膜通常又被人们称为DLC薄膜。
采用高功率脉冲磁控溅射技术制备DLC膜层,研究了偏压的变化对膜层结构及主要力学性能的影响.利用扫描电镜、原子力显微镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、纳米压入仪、划痕仪和磨擦磨损试验仪分析检测了DLC膜结构与性能.结果表明:偏压的提高,有利于改善DLC膜的表面光洁度及致密性,DLC膜表面均方根粗糙度Rq由不施加偏压时的9nm降低至偏压为-350V的7nm;致密性的提高使沉积速率略有下降,膜层厚度减小.偏压的增加,DLC膜内部sp3含量先增加后减小趋势,在偏压为-250V时,DLC膜中sp3含量比较高.偏压的增大,DLC膜的硬度、杨氏模量和摩擦磨损等主要力学性能均呈先增大后减小的趋势,并在偏压为-250V时达到比较高值,与微观结构变化趋势相吻合.。
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。如何改善金属基体沉积DLC薄膜的工业化应用。
陶瓷因其耐蚀、耐热、耐磨等优点,被多用于热涂在金属材料的表面,目前陶瓷涂层的方法主要有:热喷涂、等离子喷涂等,但工艺成本高,且陶瓷和衬材之间只是机械结合,结合层的力学性能差,特别是陶瓷和衬材之间的热膨胀系数差异较大,在冷态时,陶瓷受到衬材的压缩应力,时常发生裂纹,而运用原位反应技术在衬材的表层产生一层陶瓷层,其结合界面是冶金结合,原子相互扩散,结合强度高,工艺成本低,厚度可达数毫米,可用于要求耐蚀、耐磨、耐热的输送管道,如输送水泥、煤气、液化气以及具有固体颗粒的粉体的管道等。类金刚石涂层(DLC)钻头较小。苏州刃具DLC
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由于DLC属亚稳态的材料,热稳定性差是限制DLC膜应用的一个重要因素,在300°C以上退火时即出现了sp3键向sp2键转变,为此,人们进行了大量的工作试图提高其热稳定性。有研究发现:Si的加入可以明显改善DLC膜的热稳定性,含20 at%Si的DLC膜在740°C退火时才出现sp3键向sp2键转变。同样,金属(如Ti、W、Cr)的掺入也可提高DLC膜的热稳定性,我们正在对这方面进行研究。纯DLC膜具有优异的耐蚀性,各类酸、碱甚至王水都很难侵蚀它。但掺杂有其他元素的DLC膜的耐蚀性有所下降,这是由于掺杂的元素首先被侵蚀,从而破坏了膜的连续性所致。
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