类金刚石DLC涂层的发展史
来源:公司动态 | 发布日期:2024-05-04

1973年,艾森伯格研究发明了类金刚石薄膜。DLC性能介于金刚石与石墨之间,表现为既具有较高的硬度同时又具有优异的摩擦性,并且具有良好的抗粘结性能,类金刚石涂层刚开始进入市场时,主要是采用涂层技术可有效提高切削刀具使用寿命,使刀具获得优良的综合机械性能,从而大幅度提高机械加工效率。

涂层刀具是利用气相沉积方法在高强度的硬质合金或高速钢基体表面涂覆几个微米的高硬度、高耐磨性的难熔金属或非金属化合物涂层而获得的。

但是DLC涂层存在了很多问题内应力大一般情况下,涂层的内应力、弹性模量和硬度彼此成正比,这样涂层的硬度越大,内应力也越大。DLC薄膜的硬度很高,其内应力也很大这使得DLC薄膜对基体的附着力下降,另一方面限制了在衬底上所能沉积稳定的薄膜的最大厚度另外,膜厚的均匀性对内应力也有影响。热稳定性差DLC通常为非晶结构,是亚稳相,因此在温度升高过程中,DLC涂层将发生石墨化,即sp3键向sp2键转变。从而引起DLC涂层的结构及性能的变化,所以DLC涂层目前的应用温度大概在350°左右。

类金刚石涂层

但是有很多性能优势,给很多金属件产品带来福音,下面就为大家介绍一下DLC涂层7大性能优势

1、力学性能,高硬度、高弹性模量、高热导率、热膨胀系数小、密度低、优异耐磨性和低摩擦系数

2、电学性能,较低的电子亲和势、高电阻率、介电常数较低

3、光学性能,在可见光及近红外区具有很高的透过率、光学带隙低、折射率在1.7~2.4之间、较高的激光损伤阈值

化学性能,生物相容性好、极高化学惰性、耐酸耐碱、良好的疏水性

4、内应力小,DLC涂层在机体上沉积制备多层膜Ti/TiC/DLC和Ti/TiN/TiCN/DLC,可大大降低DLC涂层与基体间的内应力。

5、结合力强,DLC膜层使用离子源和溅射沉积技术在机体上制备梯度过渡层Cr/CrN/CrNC/CrC/Cr-DLC和Ti/TiN/TiCN/TiC/Ti-DLC,能使应力到有效释放,有效提高涂层与基体间的结合力强度。

6、摩擦系数低,非金属(N、B、Si)的掺杂有利于降低DLC涂层的内应力和改善其热稳定性;金属(Cr、Ti、W)的掺杂有利于提高DLC涂层的硬度和耐磨性,降低其摩擦系数。

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