金剛(gāng)石塗層CVD介紹以及應(yīng)用
來源:技術支持 | 發布(bù)日期:2023-08-01

一、金剛石鍍膜技術簡(jiǎn)介

   金剛石是最堅硬的物質,顧名思義,金剛石塗層足以超越傳統塗層表麵硬度。金剛(gāng)石塗層是指(zhǐ)金(jīn)屬工具與金剛石薄膜的結合,隨著科技的發展,金剛石塗層(céng)技術不斷創新與完善,在汽車(chē)、航天、金屬零部件以及(jí)切削工具方麵都得到有效的應(yīng)用金剛石結構SP3的含量超過80%

金剛石是硬度最(zuì)高的固體物質 HV= 100GPa;性質穩定:耐磨:但(dàn)卻難以加(jiā)工成各(gè)種(zhǒng)所(suǒ)需的零(líng)件和製品

   納(nà)米金剛石(shí)鍍膜具有(yǒu)天然金剛石的許多優異特性:它生成的薄膜具有超硬、耐磨、高絕緣、高導熱率、摩擦(cā)係數低(dī)、膜層均勻、致密度高、耐腐蝕和附著力高等特點,薄膜還具有(yǒu)無色透明,對材質(zhì)的光學特性基(jī)本不產生影響。

 

二、金剛石塗層的發展(zhǎn)及應用

  納米金剛石鍍膜諸多(duō)優異的力(lì)、熱、光、電等性質,優良的化學惰性,以(yǐ)及很好的熱穩定性等,在機械、光學、電子學及聲學等領域都有著廣闊的應用前景,但是由(yóu)於其數量稀少且價(jià)格昂貴,早期在現實中的應用是十分有限的。

金剛石薄(báo)膜,其性能接近天然金剛石(鑽石),因而金(jīn)剛石薄膜(mó)一經(jīng)問世就迅速達到商業化應用的水平,從而在世界範圍內掀(xiān)起了(le)研究(jiū)金剛石(shí)薄膜的熱潮。

三(sān)、金剛石塗層的特性

1、高硬度,國內國際的多項測定表明,納米(mǐ)壓入儀測定的硬度(dù)達到80GPaHV8000,經由納米金剛石鍍膜的工具及產品,硬度遠(yuǎn)遠大(dà)於未經鍍膜的;

2、鍍膜與基體的結合(hé)度極高,不會產生鍍膜層脫落;

3、摩擦(cā)係數低至0.092-0.105(對金屬鋼);

4、耐磨性能(néng)急速提高。許多材(cái)料經鍍膜後,耐磨(mó)性可提升100倍以上(shàng);

5、耐腐蝕性更好,納米金剛(gāng)石塗層具(jù)有(yǒu)化學惰性,例(lì)如,覆有100納米金剛石塗(tú)層的電鍍件,可經受300小時的鹽霧試驗,不出現腐蝕變異(yì)。

四、金剛石塗層應用

1對人(rén)工關節骨板及(jí)骨釘的(de)表麵處理

納米金剛石鍍膜人工關節、骨板及骨釘的表麵處理技術,它應用納(nà)米(mǐ)金剛石薄膜(mó)對鈦合金進行(háng)表(biǎo)麵改性,改善其微量離子(zǐ)釋放,汙染組織、引起(qǐ)發炎等(děng)不良問(wèn)題,以製作合乎要求的人工關節、骨板及骨釘,並充分利用了(le)金剛石膜良好的生物相容性及最佳(jiā)的(de)化(huà)學穩定性。采用化學氣相蒸鍍法或物理氣相蒸鍍法,對鈦(tài)合(hé)金基(jī)片鍍製厚度為100nm3μm的納米金剛石(shí)薄膜或類金剛(gāng)石碳膜,該金剛石薄膜再進行後表麵處理,以(yǐ)共價鍵(jiàn)方式結合人體組織相容性高的分子介麵層。

2改善口腔修複常用合金的表麵理化特性

金鈀合金屬於牙科(kē)貴(guì)金屬合金材料,因為具有良好的生物相容性、延展性及邊緣適應性,近(jìn)年來在口腔修複臨床中成為製作冠橋的常用材料之一。

金鈀合金通過(guò)金剛(gāng)石鍍膜的方法改善金鈀合(hé)金的耐磨性、硬度。製作方法:6個金鈀合金(jīn)試件,在常溫下通過射頻輝光放電的(de)方法分別鍍覆300納米、500納米類金剛石鍍(dù)膜,對鍍膜後金(jīn)鈀合金表麵的(de)摩擦係數、電化學腐蝕電位及維(wéi)氏硬度進行測(cè)試,並同標準試件進行比較。結(jié)果300納米(mǐ)鍍膜金鈀合金耐磨性高於500納米鍍膜;隨著鍍膜厚度的增加,耐腐蝕性有增加的趨勢;對維氏硬度的均值進行t檢驗,鍍膜300納米金鈀合(hé)金維氏硬度高於(yú)500納米試件及標準件(P0.001)。因此,對金鈀合金表麵進行類金剛石鍍膜處理是改善(shàn)其表(biǎo)麵(miàn)理化特性的一種方式

3、工具應用(yòng)
金剛石已逐漸(jiàn)成(chéng)為工業行業中刀具的材(cái)料,CVD金剛石塗層在刀具表麵可極(jí)大的延長(zhǎng)刀具使用壽命並提高加(jiā)工效率和質量。
4、熱學應用
CVD金剛石塗層的(de)導熱性是矽的兩萬倍、銅的五倍,是製作散熱片、微波器件(jiàn)大功率激(jī)光器件、電子器件等電(diàn)子器件的理(lǐ)想散熱材料。
5、電學應用
金剛石本身具有介(jiè)電常數(shù)低、電子、空穴遷移率好、熱(rè)導率高、禁帶寬度高等(děng)優勢,而有CVD金剛石(shí)塗層的製備(bèi)出(chū)超(chāo)高(gāo)速計算機芯片,其高壓高速開關和固(gù)體功率放(fàng)大器(qì)等都能在600℃高溫和微(wēi)波段下正常工作。在輻射探測器、光電探測器和聲表麵波器(qì)件等方便具有廣泛的應(yīng)用場景。
6、光學應用
具有CVD金剛石塗層(céng)的材料具(jù)有極好的耐腐蝕性、耐磨損性、較強的抗輻照損傷性以及較好的光透(tòu)性,並且能在高溫環(huán)境下(xià)保持良(liáng)好的光學性能,使其被應用在高速攔截導彈(dàn)頭罩、戰鬥機機頭探測窗口(kǒu)材料、航空飛機窗口材料和紅外陳列成(chéng)像(xiàng)引導窗口的理想選(xuǎn)擇(zé)。

【責任編輯】小編

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