DLC表麵(miàn)處理即類金剛石碳(Diamond-Like Carbon)塗層工藝,是通過物理或化學方法在材料表麵塗覆一層具(jù)有類似金剛石(shí)特性的非(fēi)晶態碳膜的技術。具體介紹如下:
1.原理
DLC 塗層的結構中含有金剛石結構(sp³ 鍵)和石墨結構(sp² 鍵)的亞穩非晶(jīng)態物(wù)質。在製(zhì)備過程中,通過物(wù)理或化(huà)學手(shǒu)段將碳源(yuán)物質轉化為碳原子或(huò)碳離子,然(rán)後使其沉積在(zài)基底材料表麵(miàn),這些碳原子或碳離子(zǐ)通過化學鍵合形成具有特定性能的DLC薄膜。
2.製備方法
物理氣相沉積(PVD)
濺射法:利用高能粒子轟擊碳靶材,使靶材表麵的碳原子(zǐ)被濺射出來,在基底表麵沉積形成 DLC 塗層(céng)。
電弧放電法:借助電弧放電產生的高溫,讓碳源物質蒸發並在基底上沉積。
離子束沉積(IBAD):使用離子束(shù)轟擊碳源目標,釋(shì)放出碳離子(zǐ),使其沉積在基底表麵。
化學氣相沉積(jī)(CVD)
熱(rè)解 CVD:在高溫條件下,將含碳的氣體如甲烷、乙炔等分解為碳原(yuán)子,進而沉積在基底表麵。
光催化 CVD:利用光催(cuī)化作用,促使含碳氣體在基底表麵發生化學反(fǎn)應,生成 DLC 塗層。
射頻等離子體增強(qiáng)化學氣(qì)相沉積(PECVD):在沉積過程中引入射頻(pín)等離子體,增強反應活性,實現(xiàn)低溫下(xià) DLC 薄膜的(de)生長。
3.特性
高(gāo)硬度:DLC 塗層的硬度極高,維(wéi)氏硬度可高達 8000-9000HV,接近天(tiān)然金剛石的硬(yìng)度(dù),能有效提高材料表麵的抗刮(guā)擦和耐磨性能。
低摩(mó)擦係(xì)數(shù):塗層表麵光滑,摩擦係數通常小於 0.2,可減少機械部件之間的摩擦和磨損,降低能量損耗。
耐腐蝕:具有良好的化學惰性,在酸、堿等化學腐蝕介質中(zhōng)表現出較高的穩定性,能保護基材不受環境因素的影響。
生物相容性好(hǎo):無細胞毒性,適合用於製作醫療器械,在(zài)醫療領域如人工關節(jiē)、植入物等方麵有廣泛(fàn)應用前景。
光(guāng)學性能優良:高透(tòu)明且具有良好的紅外透過率,在光學元件表麵塗層方麵具(jù)有潛在應用價值。
4.應用領域
汽車領域:用於發動(dòng)機、傳動係(xì)統、刹車係統、離合器等部件,可增(zēng)強耐磨性,延長使用壽(shòu)命,提高發動機效率,減少噪音。
航空領域:能在航空零部件表麵形成(chéng)保護(hù),降低機械磨損(sǔn)和氧化腐蝕,提高使用壽命和可靠性,減(jiǎn)少維護成本。
醫療領域:可用於醫(yī)療器械表麵塗層,提高潤滑性和抗菌性,降低手術感染風險,還適用(yòng)於生物(wù)醫學設備、人工關節、植入物等。
機械製(zhì)造領域:能提高傳動係統、齒輪、軸承、機器刀具等機械製造部件的耐磨性和耐腐蝕(shí)性,減少(shǎo)維護成本。
電子領域:可作為電子芯(xīn)片、納米器件等表麵的塗層,提高抗靜電和(hé)耐磨性能。
光學領域(yù):用於光學元件表麵,可改善抗反射、硬度和耐磨性。
【責任編輯】小編