DLC涂层的主要4大性能
来源:公司动态 | 发布日期:2024-04-12

1、硬度及弹性模量。

类金刚石涂层(DLC),是一种四面非晶体碳,其sp3键含量为80%~90%,sp³与sp²键的比值较高,膜层内的成分对膜层的硬度有一定的影响, Si、N的掺入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有较高的弹性模量,虽低于金刚石(110GPa),但明显高于一般金属和陶瓷的弹性模量。


2、内应力和结合强度。

薄膜的内应力和结合强度是决定薄膜的稳定性和使用寿命,影响薄膜性能的两个重要因素,内应力高和结合强度低的DLC膜容易在应用中产生裂纹、褶皱,甚至脱落,所以制备的DLC膜最好具有适中的压应力和较高的结合强度。大部分研究表明,直接在基体上沉积的DLC膜的膜基结合强度一般比较低,通过采用Ti\TiN\TiCN\TiC中间梯度过渡层的方法提高DLC膜与基体的结合强度,在模具钢上沉积DLC膜的结合强度达44N-74N,制备的膜导总体厚度可达5um。

含钨
3、摩擦性能
DLC膜不仅具有优异的耐磨性,而且具有很低的摩擦系数,一般低于0.05,是一种优异的表面抗磨损改性膜。DLC膜与传统的硬质薄膜相比,在摩擦系数方面具有明显优势,这些传统硬质薄膜的摩擦系数都在0.4以上。因此,DLC膜有可能在许多摩擦学领域替代这些传统硬膜。制备的掺金属DLC膜具有良好的抗摩擦磨损性能及低达0.13-0.15的摩擦系数。

 

像微型机械驱动器具有运动的部分,如微型发动机、齿轮、轴承,在运行过程中会经历表面的紧密接合。在微尺度下,粘性剪切力特别高,所以液态润滑剂不再是降低摩擦的有效途径。以Si为基础的微型电动机、微型发动机仅能正常运行几分钟接着就会因为摩擦而导致崩溃。DLC涂层拥有很低的摩擦系数并且磨耗率(每单位滑动距离的磨耗量)也很低,使它们成为MEMS设备理想的固态润滑剂。实验阶段的线性电动机,滑动件表面覆盖了5~15nm厚的DLC层,延长了部件的使用寿命至(15~80)×106个周期。尽管大多数的MEMS马达并不应用于腐蚀性的空气环境中,但它们还是会通过物理吸附作用来接触到外界腐蚀环境,这个过程则会使材料的摩擦耐磨性能产生相当大的波动。四面体非晶碳膜(ta-C)在这方面的表现比含氢非晶碳膜(a-C:H)优越,它们的摩擦系数在真空及干燥环境下较高,但却在相当的范围内表现得很稳定,即使在湿度增加的环境中也没有显著增加。


4、耐腐蚀性
纯DLC膜具有优异的耐蚀性,各类酸、碱甚至王水都很难侵蚀它。但掺杂有其他元素的DLC膜的耐蚀性有所下降,这是由于掺杂的元素首先被侵蚀,从而破坏了膜的连续性所致。

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