随着技术及航空航天技术的发展,红外技术越来越受到人们的重视,在及航天领域有着举足轻重的作用。红外光学元件的工作环境往往非常恶劣,如空-空导弹、超音速飞机等装备光电系统的红外窗口,需要承受灰尘、高温、高压、雨淋、冰雹撞击、热冲击等严峻考验,因此对红外窗口材料的性能要求越来越苛刻,既要求材料在工作波段具有优良的光学性能,还要求材料具有优良的力学、耐磨损、耐高温、耐腐蚀等性能。常作为红外窗口的材料有锗(Ge)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、砷化镓(GaAs)、氟化镁(MgF2)、蓝宝石(sapphire)、尖晶石等,但这些材料在应用中都存在着一些问题,例如,Ge在高温时透过率下降;GaAs制备成本高且难制成大尺寸窗口;ZnS红外透过率较低,耐湿性差;ZnSe虽然红外透过率较高,但强度和耐腐蚀性差,等等,很难找到一种材料既有较高的红外透过率,又有很好的综合性能抵抗恶劣的环境且制备成本低。于是人们考虑在材料表面镀上具有保护性能的红外增透膜,而DLC膜恰恰顺应了时代的需求。类金刚石薄膜的损耗严重吗?宝山冲压模具类金刚石价格
DLC薄膜处于热力学非平衡状态,其原子排布呈现出近程有序、远程无序的特点。近程有序主要表现为C-C原子之间的sp3和sp2杂化键的结构。第一种模型是Beeman等人提出的,他们构造了三种具有不同sp3和sp2杂化碳原子含量的非晶碳薄膜模型。此模型具备两个典型特征:其一,除了sp2杂化结构模型外,所有模型对应于相对各向同性的无序混乱网络结构,而且没有内部悬键;其二,所有模型都做了弛豫处理,目的是使由偏离结晶态的键长、键角所引起的应变能降到比较低。第二种模型是完全无规网络模型,由Phillips等人提出并完善。该模型的基本观点是,在非晶态随机共价网络当中,当原子的平均数与原子的机械自由度相等时,该结构被完全。增加配位数,则可以生成更多的共价键而降低体系能力,可以稳定固态网络结构,但键的拉伸和键角的畸形会造成更多的应变能。宁波成型模类金刚石类金刚石DLC涂层应用。
自上世纪80年代以来,类金刚石膜作为新型的膜材料一直是世界各国膜技术领域研究的热点之一。我国在类金刚石膜的研究方面取得了一定的进展,但与发达国家相比,还是有一定的差距。类金刚石膜的种类很多,其结构、工艺及机理极为复杂,主要是由于DLC是在非平衡态和等离子体状态下制备合成的,存在着许多争议尚未解决的问题。这些问题至今仍严重制约着类金刚石膜的研究进展。如高温稳定性问题,DLC在温度大于400℃时性能将明显变差;内应力问题,DLC中存在很大的内应力,它降低了类金刚石膜与基体的结合强度,使膜层容易起皱、脱落,阻碍了类金刚石膜的工业应用;同时,不同工艺制备的类金刚石膜的结构和性能差异很大。这些问题都将是未来类金刚石膜研究的主要方向。纳米多层类金刚石膜也是类金刚石膜的发展方向,但这方面的研究才刚刚起步。
类金刚石(diamond-likecarbon,DLC)薄膜是一种同时含有sp2键和sp3键的非晶碳膜,其结构及性能介于金刚石与石墨之间,具有高硬度、高热导率、良好的化学惰性和耐磨性,在装备关键运动部件的表面防护方面有巨大应用前景,现已成为世界范围内被研究的薄膜材料之一。但DLC作为一种亚稳态材料,膜内残余压应力大、膜基结合强度低,高温下易发生化学键破坏,导致性能下降。向薄膜中添加异质元素是调控或提高DLC膜性能的有效方法。近日,省新材料研究所真空镀膜团队利用高功率脉冲磁控溅射复合中频磁控溅射技术制备了掺Si的纳米多层类金刚石(Si-DLC)薄膜,发现通过改变Si元素的含量可调控薄膜的摩擦学行为:低Si含量()的薄膜在界面处发生石墨化,起到润滑作用,降低磨损;高Si含量()的薄膜在摩擦过程中产生更多的sp3键,硬质颗粒分布在薄膜与对磨副之间,使薄膜的磨损率高于低Si含量状态。DLC类金刚石涂层性能及作用。
由于类金刚石涂层的机械性能由sp3键决定,而电学和光学性能由sp2键决定,高温条件可以促使sp3键转化为sp2键,从而使薄膜的机械性能降低,电学和光学性能增强,不利于薄膜的稳定。类金刚石涂层可以分为含氢及无氢两种类型,有研究表明,在制备含氢类金刚石涂层薄膜过程中,若退火温度低于400°C时,膜结构可以保持稳定,当温度超过400°C时就会导致sp3键转化为sp2键,使得晶体结构向石墨结构转化,所以,高温可以造成薄膜结构不稳定,耐热性差。在含氢类金刚石涂层制备中加入Si等杂质元素,可以改变sp2键及sp3键的成键方式,增加类金刚石涂层的热稳定性。同样,无氢类金刚石涂层薄膜的热稳定性大小也与sp3含量有关,随着sp3含量降低热稳定性变小。另外,薄膜厚度增加可以使sp3键含量也增加,从而提高热稳定性。还有研究发现,采用液相法制成的类金刚石涂层热稳定性极高,有效地解决了这一问题。DLC镀膜钢领磨损原因与镀膜工艺改进。苏州塑胶模具类金刚石哪个好
类金刚石膜的制备及其物理性质。宝山冲压模具类金刚石价格
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。宝山冲压模具类金刚石价格