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.。类金刚石镀膜方法与流程。苏州金属表面类金刚石
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。常州电镀类金刚石涂层厂DLC(类金刚石镀膜(Diamond-like carbon)) 。
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,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,主要包含sp2和sp3两种杂化键,而在含氢的DLC膜中还存在一定数量的C-H键。
DLC薄膜制备技术的研究开始于七十年代。1971年Aisenberg和Chabot成功地利用碳离子束沉积出DLC薄膜以来,离子束沉积法(Ionbeamdeposition)是开始用于制备DLC膜。其后研究者发现了一系列生成DLC薄膜的办法。Maissel等在《薄膜工艺手册》一书中指出,大多数能够在气相中沉积的薄膜材料也能在液相中通过电化学方法合成,反之亦然。给DLC薄膜的制备带来了新的思路,现在除了常见的化学气相沉积(CVD)和物相沉积(PVD),也可以通过液相的电化学沉积来制备DLC膜。因此通常在两个电极之间施加很高的电压,即利用强电场使溶液中的C-H、C-O和O-H等键发生断裂生成碳碎片,从而使含碳的成分以极性基团或离子的形式到达基片,并且在基片所处的高电位下得以活化,进而生成含一定sp3成分的类金刚石薄膜。什么是类金刚石薄膜?
物相沉积是在真空状态下,将被沉积元素变成原子进相沉积。用于制备类金刚石薄膜的物相沉积法包括经典的离子束沉积法(通过等离子体溅射石墨靶产生碳离子,经电磁场的加速作用沉积在基体表面)、新兴的直流磁控溅射技术(电子在磁场的作用下将Ar原子变成Ar离子,轰击石墨靶面,溅射出的碳原子在基体表面形成膜)、射频溅射技术(电子在射频振荡的作用下将Ar原子变成Ar离子,轰击石墨靶面,溅射出的碳原子在基体表面形成膜)以及脉冲激光沉积法(在真空条件下,利用脉冲激光束使石墨靶释放碳离子,在基体表面沉积成膜)。化学气相沉积是在热能、光能或等离子体等各种能源的作用下,通过发生化学反应,使蒸汽状态的化学物质形成固态沉积物。用于制备类金刚石薄膜的化学气相沉积法包括直流辉光放电效应(碳氢气体在直流辉光的作用下分解形成等离子体,与基体表面相互作用形成膜)、射频辉光放电法(碳氢气体在射频辉光放电下分解形成等离子体沉积在基体表面形成膜)、微波-射频法(采用微波等离子体形成膜)以及等离子体增强化学气相沉积法。类金刚石薄膜的损耗严重吗?浦东新区金属表面类金刚石公司
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由于天然金刚石储量有限,人造金刚石成为人们工业应用的优先,但仍然存在制备温度高、成膜面积有限、基材结合性差等缺点。为此,科学家发明了几乎可以媲美金刚石的材料:类金刚石碳基(英文:Diamond-likeCarbon,缩写DLC)薄膜。在很多方面DLC有着和金刚石相近的性能,这也正是DLC名字——像金刚石一样的碳——由来的主要原因。当前,DLC薄膜,由于具有优异的机械性能、良好的化学稳定性、生物相容性、独特的光学特性,已广泛应用于精密仪器、汽车电子、医疗器材、**工业等重要领域。然而,DLC薄膜是一种非晶态薄膜碳材料,从成键形式来看,其结构中不仅存在着碳元素的3种杂化键,sp、sp2、sp3,同时,由于制备技术的影响,结构中还存在少量的氢元素。这几种成键形式和元素的不同组合,构成不同形态的DLC结构,从而表现出不同的性质。苏州金属表面类金刚石