随着现代科学技术的不断进步，普通硬质涂层和超硬涂层有了明显的发展，部分涂层已经在某些领域实现了应用。主要介绍了氮化物、碳化物、氧化物、硼化物等普通硬质涂层和金刚石、类金刚石(DLC)、cBN、纳米多层结构涂层及纳米复合涂层等超硬涂层的性能、应用、制备技术及其发展趋势，并对部分常见涂层面临的性能改进及其今后可能的发展方向进行了探讨。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薄膜具有优异的电学性能。绍兴齿轮刀具类金刚石

类金刚石又称为氢化非晶硬炭。它是一类sp3/sp2值很高的非晶硬炭。根据制备工艺及所用原料气体种类不同，其中氢含量会在0~50%范围内变化。这种硬质炭是美国，并于1971年报道时根据它的物理化学性能与金刚石相近而取名为类金刚石炭。后来德国，而称之为i-碳（i-C）。英国。国内对类金刚石的摩擦学特性研究也有了一定的关注，但是关于其实际应用的研究非常少。早的类金刚石主要是采用石墨作为靶材，采用TiN作为打底层。这种石墨型的类金刚石的摩擦系数大，与基体的结合力不好，所以限制了其实际应用。新型的类金刚石研究主要集中在降低摩擦系数，增加与基体的附着力，提高其硬度等方面。解决了这些问题，就会促使这一先进技术的大量应用。基于节能减排和提高产品性能的考虑。绍兴齿轮刀具类金刚石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。

类金刚石膜DLC因其具有抗磨性、化学惰性、沉积温度低、膜面光滑，可以将其作为一些电子产品的保护膜。如喷墨打印机墨盒加热层上、磁存储器的表面、录音机磁头极尖加一层类金刚石膜DLC保护层、不仅能有效的减少机械损伤，又不影响数据存储。类金刚石膜具有电阻率高、绝缘性强、化学惰性高和低电子亲和力等性能，且易在较大的基体上成膜。人们将类金刚石膜用作光刻电路板的掩膜，不仅可以避免操作过程中的机械损伤，还可以在去除薄膜表面的污染物允许用较激烈的机械或化学腐蚀方法，且同时不会破坏薄膜的表面，所以类金刚石膜有望代替SO2成为下一代集成电路的介质材料。近年来，类金刚石膜在微电子领域的应用，逐渐成为热点。采用类金刚石膜和碳膜交替出现的多层膜结构构造成的多量子阱结构，具有共振隧道效应的和独特的电特性，在微电子领域有着潜在的应用前景。类金刚石膜具有良好的表面平面光滑度，电子发射均匀性好，并且其具有负的电子亲和势，有效功函数相对较低的和较宽的禁带宽度，即使在较低的外电场作用下，也可产生较大的发生电流，这个性能在平板显示器中有着特殊的使用价值。

采用磁控溅射的方法,利用氩气和甲烷为气源,在中国较早汽车股份有限公司自主研发的发动机配气机构的挺柱上制备类金刚石(DLC)薄膜.利用摩擦磨损试验机和发动机配气机构试验台架,研究了DLC涂层挺柱的摩擦学行为及其对发动机节能的影响.试验结果表明,在边界润滑条件下,DLC涂层挺柱的摩擦因数比原零件降低67％,抗磨损性能大幅度提高；在实际使用工况下,配气机构的摩擦损失降低6％.DLC涂层零件可以降低发动机摩擦损失,适用于汽车低碳技术路线.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。Si控制了DLC涂层的石墨化。

类金刚石碳膜（diamond-likecarbonfilms，简称DLC膜），是含有类似金刚石结构的非晶碳膜，也是我们在这里真正需要介绍的一种。DLC膜的基本成分是碳，由于其碳的来源和制备方法的差异，DLC膜可分为含氢和不含氢两大类。DLC膜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，主要包含sp2和sp3两种杂化键，在含氢DLC膜中还存在一定数量的C-H键。我们从1996年起开始磁过滤真空弧及沉积DLC膜研究，正在完善工业化技术。如等离子体源沉积法、离子束源沉积法、孪生中频磁控溅射法、真空阴极电弧沉积法和脉冲高压放点等。大多数提升式配气机构的发动机采用类金刚石碳(DLC)涂层挺杆。绍兴齿轮刀具类金刚石

Ti-TiC-DLC多层膜的成分、结构及摩擦学特性。绍兴齿轮刀具类金刚石

涂层刀具结合了基体度高韧性以及涂层高硬度高耐磨性的特点,可以提高刀具寿命和加工效率.类金刚石薄膜(DLC)是由无序sp3键、sp2键、sp1键配位碳原子混合而成,具有一系列与金刚石膜相类似的性能(如热导率高,热膨胀系数小,化学稳定性好,硬度和弹性模量高,耐磨性好及摩擦系数低等)以及优异的耐摩擦性能和自润滑特性,因此成为高速钢和硬质合金刀具理想的表面改性膜.DLC薄膜起源于20世纪70年代,其沉积方法主要有物理相沉积法(包括磁控溅射沉积、离子束沉积、脉冲激光沉积)和化学气相沉积法,近几年还发展了液相电化学沉积法.其表征方法主要有拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)等.DLC薄膜的研究开发应用过程中存在两个主要问题:一是膜基结合力差;二是热稳定性差,这极大降低了工具的使用寿命.改变工艺参数、掺杂、制备中间过渡层、酸蚀法、机械处理等可以提高DLC膜的膜基结合力;在保证高膜基结合力的同时具有优异的热稳定性.随着薄膜制备技术的成熟,制备热稳定性好,sp3含量高同时内应力低。绍兴齿轮刀具类金刚石