1973年(nián),艾森伯格(gé)研究發明了類金剛石(shí)薄膜。DLC性能介於金剛石與石墨之間,表現為既(jì)具有較(jiào)高的硬度同時又具有優異的摩擦性,並且具(jù)有良好的抗粘結性能,類金剛石塗層剛開始進入市(shì)場時,主要是采用塗層技術可有效提高切削刀具使(shǐ)用壽命,使刀具獲得優良的綜(zōng)合機械性能,從(cóng)而大幅度提高機(jī)械加工效率。
塗層刀具是利用氣相(xiàng)沉積(jī)方法在高強度的硬(yìng)質合金或高速鋼基(jī)體表麵塗覆幾個微米的高硬度、高耐磨性的難熔金屬或非金屬化合物塗層而獲得的。
但是DLC塗層也存在了很多(duō)問題,內(nèi)應力大,一般情況下,塗層的內應力、彈性模量和硬度彼此成正比,這樣(yàng)塗層的硬度越大,內應力也越大。DLC薄膜的硬度很高,其內應力也很大這(zhè)使得DLC薄膜對基體的附著力下降,另一方麵限製了在襯底上所(suǒ)能沉積穩定的薄膜的最大厚度,另外,膜厚的均勻性對內應力(lì)也(yě)有影響。熱穩定性差,DLC通常為非晶結構,是亞(yà)穩相,因此在(zài)溫度升高過程(chéng)中,DLC塗層將發生石墨化,即sp3鍵向(xiàng)sp2鍵轉變。從而引起DLC塗層的結構及性能的變化(huà),所以DLC塗層目前的應(yīng)用溫度大概在350°左(zuǒ)右。
但是有很多性能優勢,給很多(duō)金屬件產品帶來福音,下麵就為大家介紹一下DLC塗層(céng)7大性能優(yōu)勢
1、力學性能,高硬度、高彈性模量、高熱導率、熱膨脹係數小、密度低、優異耐磨性和低摩擦係(xì)數
2、電學性能(néng),較低的電子親(qīn)和勢、高電阻率、介電常數較(jiào)低
3、光學性能,在可見(jiàn)光及近紅外區具有很高(gāo)的透過率、光(guāng)學帶隙(xì)低、折射率(lǜ)在1.7~2.4之間、較高的激光損傷閾值
化(huà)學性能,生物相容性好、極高化學惰性、耐酸耐堿、良好的疏水性
4、內(nèi)應力小,DLC塗層在(zài)機體上沉積製備多層膜Ti/TiC/DLC和Ti/TiN/TiCN/DLC,可大大降低DLC塗層與基體間的內應力。
5、結合力強,DLC膜層使用離子(zǐ)源和濺射沉積技(jì)術(shù)在機體上製備梯度過渡層Cr/CrN/CrNC/CrC/Cr-DLC和Ti/TiN/TiCN/TiC/Ti-DLC,能使應力到有效(xiào)釋放,有(yǒu)效提高塗層與(yǔ)基(jī)體間的結合力強度。
6、摩擦係數低,非金屬(N、B、Si)的摻雜有利於降低DLC塗層的內應力和改善其熱穩定性;金屬(shǔ)(Cr、Ti、W)的摻雜有(yǒu)利於提高DLC塗層的硬度和耐磨性,降低其摩擦係(xì)數。
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