DLC 塗層實現耐磨性主(zhǔ)要基於以下幾個方麵(miàn):
1.高硬度
DLC 塗層具有較高(gāo)的硬度,其硬度值可與金剛石相媲美。例如(rú),用激光濺射或磁過濾(lǜ)陰(yīn)極電弧法製備出的 DLC 薄膜,硬度高達 70 - 110GPa。這種高硬度使得塗層在受到摩擦時,能(néng)夠抵抗外界物體的侵入和刮擦。就像金剛石可以用來切割玻璃一(yī)樣,DLC 塗層的高硬度使其在摩擦過程中(zhōng),不易被其他相對較軟的材料磨損。
當兩個物體相互摩擦時(shí),硬度較低的物體(tǐ)表麵容易被硬度(dù)較高的物體刮下材料。而 DLC 塗層作(zuò)為高硬度(dù)的防護層,能夠在摩擦接觸中(zhōng)保(bǎo)持自身結構的完整性(xìng),從而減少磨損。
2.低摩擦(cā)係數
DLC 塗(tú)層的摩擦係數很低,一般低於 0.2,最低可達 0.005。這意味著在摩擦過程中,塗層與(yǔ)對偶材(cái)料之間的摩擦(cā)力較小。當(dāng)一個物體在另一個物體表麵滑動時,摩擦力是導致磨損的重要因素之一(yī)。
以機械部件(jiàn)中的滑動軸承為例,在軸與軸承的接觸麵上,如果(guǒ)塗覆有 DLC 塗層,由於(yú)其低摩擦係數,在軸轉動過程中,塗層與軸之(zhī)間的摩擦力就會很小。這樣可(kě)以減少因摩擦(cā)產生的熱量和(hé)材料的損耗,進而提高耐(nài)磨性。而且,低摩擦係數還能降(jiàng)低對偶(ǒu)材料(liào)表麵的磨損,因為較(jiào)小的摩擦力對對偶材料的破壞作用也較弱。
3.良好的化學穩定性
DLC 塗層具有優異的化學穩定性,純 DLC 膜各類(lèi)酸、堿甚至王水都很難侵(qīn)蝕。在一些惡劣的(de)工作環境中,如存在腐蝕性介質的情況下,這種(zhǒng)化學穩定(dìng)性(xìng)可以防止塗(tú)層被化學物質腐蝕而產生結構變化。
例如(rú),在化工設備中,許(xǔ)多(duō)部件會接觸到(dào)各種酸堿(jiǎn)溶液。如果這些部件表麵塗覆有 DLC 塗層,塗層可以抵禦酸堿溶(róng)液的侵蝕,保(bǎo)持其原有的物理和機械性能。即使在長期的摩擦過程中,也不會因為被化學物質腐(fǔ)蝕而降低其耐磨性。
4.結構緊密性
DLC 塗(tú)層的結構相(xiàng)對緊密。在微觀層麵,其原子之間的結(jié)合力較強,碳(tàn)原子之間形成穩定的化學鍵,這種緊密的結構使得塗層在受到摩擦外(wài)力時,不容易出現原子的脫落或結構的鬆散。
就像一堵緊密堆砌的磚牆,每一塊磚(原子)都牢固地(dì)結合在(zài)一起(qǐ),當(dāng)有外力(lì)作用時,磚牆(塗層)能夠保持穩定,不(bú)會輕易出(chū)現磚塊(原子)的掉落,從而維持其耐磨性能。
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