多年来,对需要提高涂层光洁度的解决方法是采用过滤式电弧气相沉积工艺。该方法采用磁场过滤器来驾驭碳离子轰击刀具,而中性的碳颗粒却不受控制而轰击磁场管道。阴极与真空腔的夹角小于90°。碳颗粒将沿直线运动而轰击弯曲的磁场管道,而碳离子将在磁场的作用下沿管道抵达基体材料。该方法的缺点是沉积速度相对较慢、沉积区域相对较小,以及每次沉积的设备成本较高。此外,一些碳颗粒仍可在管道内偏转并抵达基体材料。大约10年前,出现了一种新的沉积工艺:高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)。采用HiPIMS工艺,可同时兼得离子产生和获得光滑溅射涂层的益处。但直到比较近这种方法才可使用石墨靶。 类金刚石涂层的可控制备及其性能。浦东新区刃具类金刚石
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。松江滚齿刀类金刚石厂类金刚石膜的制备性能与应用。
多数实验研究表明:DLC在大气环境下可以表现出低的摩擦系数,如果制备工艺恰当,其摩擦因数比较低可达,且类金刚石膜具有良好的自润滑特性,所以人们可较好的将其使用在高真空、高温等不适于液体润滑的情况以同时又有清洁要求的环境中,如航天航空领域。上个世纪70年代末前苏联将DLC技术应用于宇航仪表中的动压气浮轴承,成功研制出高精度且**磨损型陀螺动压马达。1990年欧洲空间中心摩擦实验室在评价了空间使用的各种固体材料之后,明确指出今后太空空间的固体材料涂层应该是以金刚石膜和类金刚石膜为主。通过分析比较,他们认为DLC是适合未来的太空空间润滑摩擦表面的涂层。研究还发现,类金刚石膜在超高真空中的磨损更为缓和,同时产生的磨损粒子更少,摩擦状态更稳定。故DLC作为固体润滑膜应用到宇航具有比其他材料更为突出的潜力,必将在航天航空领域留下浓墨重彩的一笔。
类金刚石涂层是一种在微观结构上含有金刚石成分的涂层。构成类金刚石的元素为碳。碳原子和碳原子之间的不同结合方式,使其终产生的物质也不同,如在金刚石中碳原子与碳原子之间是以sp3键的形式结合的,在石墨中碳原子与碳原子之间是以sp2键的形式结合的,而在类金刚石中碳原子与碳原子之间则是以sp3和sp2键的形式结合的。类金刚石涂层由于含有金刚石成分,具有硬度高(能达到-60GPa或Hv6000以上);摩擦系数低();膜层致密性极好;化学稳定性好以及光学性能好等很多优良的性能。因此,类金刚石涂层作为一种理想的涂层材料广泛应用于硬质合金刀具,成为现代机械加工业的新生力量。类金刚石薄膜的问世始于20世纪70年代,由德国科学家Sol和Ronald在室温下采用离子束沉积法将单价的碳离子沉积在基体上制成。我国科学家林锡刚等人在1984年采用低能离子束沉积技术制成类金刚石薄膜,并对其力学、电学、光学性能进行了初步测试。随着现代科学技术的发展,类金刚石薄膜的制备方法也不断进步。DLC涂层是在电离和分解的碳或烃类物质以通常为10-300eV的能量降落在基底表面时形成的。
研究结果表明,采用射频等离子体增强化学气相沉积方法,可以在不锈钢表面沉积一定厚度的DLC碳膜,但是由于薄膜与基材之间存在较大的内应力,薄膜牢度较小,易剥落,且不耐磨。用旋转磁控电弧离子镀技术,在不锈钢金属表面先制备了Ti/TiC、Ti/TiN等中间过渡层,然后再用射频等离子体化学气相沉积(rfPEVCD)方法在过渡层上制备了DLC薄膜,发现所制备的DLC碳膜的附着牢度、摩擦性能、硬度均有很大提高。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??梢越饩鯬VD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。类金刚石镀膜方法与流程。镇江类金刚石
类金刚石涂层的用处什么?浦东新区刃具类金刚石
为实现低摩擦和高燃油效率,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.但是,由于低黏度机油的使用和更高的发动机输出功率要求,使得摩擦学环境变得更为严苛,因而对涂层的坚固耐用性提出了更高的要求.为获得较高的涂层效率并提高耐磨性,利用等离子体辅助化学气相沉积法开发了添加5%~9%Si的Si-DLC涂层挺杆,尽管Si-DLC硬度和粘着力等机械性能有所下降,但其热稳定性和耐磨性比DLC涂层有极大提高.Si阻碍了DLC涂层的石墨化,涂层表面的薄层氧化硅起到了阻碍氧化或快速导热的作用.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??梢越饩鯬VD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。浦东新区刃具类金刚石