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1973年，艾森伯格研究發(fā)明了類金剛石薄膜。DLC性能介于金剛石與石墨之間，表現(xiàn)為既具有較高的硬度同時又具有優(yōu)異的摩擦性，并且具有良好的抗粘結(jié)性能，類金剛石涂層剛開始進(jìn)入市場時，主要是采用涂層技術(shù)可有效提高切削刀具使用壽命，使刀具獲得優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，從而大幅度提高機(jī)械加工效率。

類金鋼石鍍層或通稱DLC鍍層是一種非晶態(tài)膜，大部分可分成過氧化物類金鋼石(a-C:H)鍍層和無氫類金鋼石鍍層二種。類金鋼石鍍層或通稱DLC鍍層是帶有金剛石結(jié)構(gòu)(sp3鍵)和石墨結(jié)構(gòu)(sp2鍵)的亞穩(wěn)非晶態(tài)化學(xué)物質(zhì)，氧原子關(guān)鍵以sp3和sp2雜化鍵融合。

DLC薄膜具有很多優(yōu)良的特性:高硬度2200-4000HV以上,低擦系數(shù)-0.06,讓刀具擁有超潤滑性,極好的膜層致密性;良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及良好的光學(xué)性能等。DLC的刀具主要應(yīng)用包括:各種有色金屬(如鋁合金，銅合金等)等切削刀具。由于DLC薄膜具有極低的摩擦系數(shù)(0.05~0.1)和自潤滑，涂以DLC薄膜的刀具是干切削的最好選擇。與沒有涂層的刀具相比，在干式切削的條件下DLC涂層刀具的切削力可下降6%;與其它涂層的刀具相比，在干式切削的條件下DLC涂層刀具的切削力可下降23%;同樣也是因為DLC的低摩擦系數(shù)可使金屬切削(鋁合金切削)的切削力大為下降，從而大大降低能源消耗。

近年來，很多行業(yè)的配件在高強(qiáng)度過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)損耗嚴(yán)重問題，如何找到一款表面處理工藝可以提高其配件在工作中耐磨性能是非常重要的一環(huán)，而DLC涂層被發(fā)現(xiàn)可以有提升金屬材料耐磨性能的潛力。什么是DLC涂層？為何它可以提升材料耐磨性能？本文將來探討。DLC是一種由碳原子和氫原子構(gòu)成的非晶態(tài)碳薄膜。它具有類似金剛石的硬度和耐磨性，同時又具有類似石墨的潤滑性。

DLC涂層的優(yōu)點(diǎn)包括高硬度、低摩擦系數(shù)、高耐腐蝕性、抗磨損、不易附著和生物相容性等。例如，DLC涂層的硬度可達(dá)3000~5000HV，且DLC涂層還具有低沖突系數(shù)，能夠明顯降低機(jī)械設(shè)備的沖突損耗和能耗，能夠有效地阻止資料的磨損和刮擦，延長運(yùn)用壽命。

DLC涂層表面處理的活塞銷，由于其涂層材料自身的超級性能，可以最大限度的適應(yīng)引擎的高轉(zhuǎn)速對于活塞銷的耐磨要求，一定程度上降低了對于潤滑的要求，避免由于高溫造成的潤滑油氣化導(dǎo)致的潤滑不足，活塞銷摩擦力上升而造成的引擎?zhèn)?、甚至報廢。目前DLC涂層活塞銷已廣泛應(yīng)用于全球各大超級賽事的競賽車輛引警，成為超級戰(zhàn)車的基本配置，致力于把最先進(jìn)的解決方案引入中國本土賽車領(lǐng)域。自2015年伊始，將引入使用DLC涂層技術(shù)的活塞銷。

類金剛石DLC是一種非晶碳，是由C元素組合而成，而碳元素有3種雜化鍵，sp1、sp2、sp3。這三種鍵的不同含量組合，構(gòu)成不同形態(tài)的分子結(jié)構(gòu)，從而表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。當(dāng)碳原子以sp3鍵的雜化軌道行程共價鍵的時候，就會形成金剛石。當(dāng)碳原子以sp2鍵的雜化軌道行程共價鍵的時候，就會形成石墨。當(dāng)以碳原子sp2、sp3鍵混合雜化的時候形成的就是類金剛石。

Ta-c涂層是一種無氫碳元素涂層,被稱作四面體非晶體金剛石涂層。其sp與sp鍵的比值較高。其 Sp3 金剛石含量可達(dá)65~85%之間,維氏硬度可達(dá)5000-7000HV。Ta-c具有一定的透明度。當(dāng)涂層厚度小于1微米時，工件會由于光干涉作用而呈現(xiàn)彩虹色彩。隨著涂層厚度的增加，顏色會變?yōu)榛液谏Ｓ捎?Ta-c涂層良好的抗粘結(jié)性和高硬度使其在模具和切削工具行業(yè)發(fā)揮著重要的作用。