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。DLC膜不仅具有优异的耐磨性,而且具有很低的摩擦系数。奉贤区电镀类金刚石技术
简单说来,石墨态的C原子就是sp2型杂化,金刚石态的C原子就是sp3型杂化。类金刚石膜DLC,就是C原子以石墨态和金刚石态两种形态混合的碳膜。这种复杂形态对的碳膜,既有金刚石膜的高硬度,又具有石墨膜的润滑性。DLC的制备由于类金刚石膜的优异性能,自它面世以来,人们就在世界范围掀起了碳膜的研究热潮,相继出现了一系列的碳膜制备技术。总的来说,制备类金刚石膜现在主要是用各种气相沉积法,根据制备原理的不同,大体上可以分为物相沉积和化学气相沉积,根据离化碳原子和加热方法的不同,DLC的制备方法可分为:真空电弧沉积,喷射沉积,等离子沉积,脉冲激光沉积,电子加入CVD法等等。DLC的制备方法不同,工艺条件不同,制造出来的类金刚石膜也是不一样。青浦区钻头类金刚石哪个好类金刚石薄膜研究进展。
以Cr作为中间过渡层,采用磁控溅射的方法在ZL114合金表面制备了类金刚石(DLC)硬质涂层,对比分析了母材与涂层的硬度、耐蚀性能和干/湿摩擦学性能.结果表明:在ZL114合金表面制备了Cr过渡层厚度约为2μm、表面DLC涂层约为10μm的Cr-DLC涂层;Cr-DLC涂层具有DLC薄膜的特性,显微硬度和纳米硬度分别为母材的(%NaCl溶液)条件下仍然具有较好的耐磨性.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。
类石墨碳是含氢类金刚石中的一类,它具有类似于石墨的特性,sp2在含量较高在百分之七十左右。现代,类金刚石碳膜因同时具有高硬度和低摩擦系数而引起多关注, 然而, 它与工业中常用的铁基材料存在“ 触媒效应” ,即, 镀的刀具在加工黑色金属的过程中高硬度砂键会转化成软的护键, 使耐磨性急剧下降, 因此限制了它的应用范围年限, 柳襄怀等采用离子束辅助沉积功技术制备出了用于满足电磁功能要求的“ 石墨化” 的膜年, 提出存在高硬度“碳结构”,其后,英国及公司采用全封闭非平衡磁控溅射制备出了高硬度碳膜一镀层阅研究表明一以砂结构为主, 在与钢铁材料摩擦时未出现“ 触媒效应” 且硬度适中、摩擦系数小、比磨损率较低一个数量级, 具有极其优越的摩擦学性能碳膜的结构和性能很大程度上与其制备工艺有关方法便于控制辅助轰击参数以改变镀层的结构, 磁控溅射沉积速率较高, 可制备厚镀层,此类碳膜既非又非普通石墨, 暂称之为类石墨碳膜。类金刚石薄膜材料结构特点。
类金刚石薄膜的制备方法较多,相关的工艺层出不穷,因而对于不同应用场合,有相应的工艺方法,制备出对应性能要求的薄膜。通过改变制备方法的相关参数,调控薄膜中的sp3,sp2杂化键的比例及不同的氢含量可获得不同性能特征的DLC薄膜。如含氢与不含氢的DLC薄膜在不同湿度环境中会呈现不同的摩擦学特性。针对在特殊环境服役的DLC薄膜,如高承载,高速运转的零部件,也会对DLC薄膜进行适当的掺杂来改变薄膜内部交联碳基质混合网络的成键方式与薄膜表面的化学状态,进而提高薄膜的性能,以实现在实际工况中的应用。其中掺杂的金属主要有Ti、Cr、W、Mo、Al、Ni、Cu、Co、Nb等,非金属有Si、N、F等,化合物有过渡态金属氮化物,氧化物及其硫化物等。通过掺杂能一定程度上缓解DLC薄膜的高内应力,热稳定性差等缺陷,进而改善DLC薄膜的环境敏感性,扩大其应用场合。为增强薄膜与基材之间的结合力,减小薄膜脱落失效的可能性,通常采用过渡层和多层梯度结构设计。如在金属基材上镀制薄膜时。类金刚石涂层的用处。金山区金刚石类金刚石厂家
类金刚石膜的制备性能与应用。奉贤区电镀类金刚石技术
类金刚石薄膜又称山膜。碳的一种亚稳态,组成主要是碳,也含有氢,其量随工艺条件而异,多时可达20%。类金刚石具有很高的硬度、高导热性、高绝缘性、良好的化学稳定性、从红外到紫外的高光学透过率等。这与金刚石相似,但其性能数值均低于金刚石膜。类金刚石膜已开始用作耐磨涂层。类金刚石碳(DLC)是非晶结构,碳原子主要以sp3和sp2杂化键结合。含氢DLC又称为α-C:H,其中氢含量在20%到50%之间。无氢类金刚石膜包括无氢非晶碳(α-C)和四面体非晶碳(ta-C)膜。α-C膜含有一些sp3键;ta-C膜中以sp3键为主(sp3>70%)。结构类金刚石薄膜通常又被人们称为DLC薄膜,是英文词汇DiamondLikeCarbon的简称,它是一类性质近似于金刚石,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。奉贤区电镀类金刚石技术