液相沉积无氢以及含氢DLC涂层制备方法有哪些
来源:技术支持 | 发布日期:2023-07-27

DLC涂层就是类金刚石涂层,具有高硬度、耐磨损、低摩擦系数、良好的化学稳定性及高透光率等优异性能,得到广泛应用。DLC涂层按照成分可以分为含氢DLC涂层和无氢DLC涂层,含氢DLC涂层主要采用化学气相沉积(CVD)方法沉积,含有大量饱和sp3键的氢元素,使用过程中经常由于氢逸出导致性能退化。而无氢DLC涂层中sp3键全部由碳原子组成,结构上更加稳定可靠,使用效果更好。那么,常用无氢DLC涂层制备方法有哪些呢?如果想获得较厚的膜层,该使用怎样的方法制备呢?下面,纳隆小编为大家解析一下上述问题吧。

一、常用的无氢DLC涂层沉积制备方法分类 

1、电弧离子镀

 电弧离子镀是1964年首先公开了所发明的技术。它是在蒸发镀膜的同时,用来源于等离子体的离子轰击膜层。在上世纪70年代诸多电弧离子镀技术相继实用化,主要用于制备刀具涂层。
  电弧离子镀技术属于冷场致弧光放电,制备过程如下:
  工件经清洗入炉后抽真空。当真空度达到6X10 -3 Pa后,开启烘烤加热电源,对工件进行加热。达到一定温度后,通入氨气,真空度降至(35×10-1Pa。接通工件偏压电源,电压调至100~200V。此时产生辉光放电,从阴极弧源表面发射出碳原子和石墨原子。在工件负偏压的作用下,沉积到工件形成DLC底层,以提高类金刚石涂层的附着力。

2、离子辅助沉积

  离子辅助沉积技术英文缩写IAD,是一种真空蒸发为基础的辅助沉积方法。是借助少量高能离子及大量高能中子的连续作用,将金属或金属化合物蒸气沉积在工件的一种表面处理过程。
  真空蒸发镀膜过程中沉积的原子或者分子在基体表面的有限迁移率形成柱状的薄膜结构,所以在沉积的过程中对生长的薄膜利用离子源轰击,将离子的动量传给沉积的原子或分子,使沉积的分子或者原子的迁移率得到提高,从而抑制了柱状结构的生长,使得光学介质薄膜的密度增加,光学性能进一步提高。

3、溅射沉积

  溅射沉积是用高能粒子轰击靶材表面,通过粒子动量传递打出靶材中的原子及其他粒子,使靶材中的原子溅射出来,沉积在基底表面形成薄膜的方法。
  溅射沉积技术具有可实现大面积快速沉积,无氢DLC薄膜与基体结合力好,溅射密度高、针孔少,膜层可控性和重复性好等优点,且任何物质都可以进行溅射,因而近年来发展迅速,应用广泛。

二、含氢DLC涂层制备办法还有一种叫物理气相堆积(PVD)

物理气相堆积制备DLC薄膜,通过高温蒸腾,气体离子溅射石墨靶材,使碳以离子或原子的方式堆积于基体上成膜,这种薄膜外表粗糙,结合力差,工业应用效果不明显。离子束堆积(IBD)、磁控溅射、阴极电弧技能和脉冲激光堆积(PLD)等,均能够制备外表细密润滑、内应力小、附着力强、摩擦系数较小的类金刚石涂层。

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