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DLC類金剛石涂層性能及缺點(diǎn)
來(lái)源：技術(shù)支持 | 發(fā)布日期：2023-10-27

DLC類金剛石也叫非晶金剛石。是一種由碳元素構(gòu)成、在性質(zhì)上和鉆石類似，同時(shí)又具有石墨原子組成結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。類金剛石薄膜（DLC）是一種非晶態(tài)薄膜，由于具有高硬度和高彈性模量，低摩擦因數(shù)，耐磨損以及良好的真空摩擦學(xué)特性，已成為高速鋼和硬質(zhì)合金刀具的理想涂層材料，也可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、工模具、刀具、汽車、電子、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等行業(yè)。

一、dlc涂層的特性

1、耐磨性

         DLC膜不僅具有優(yōu)異的耐磨性，而且具有很低的摩擦系數(shù)，一般低于0.2，是一種優(yōu)異的表面抗磨損改性膜。DLC的摩擦系數(shù)隨制備工藝的不同和膜中成分的變化而變化，其摩擦系數(shù)可達(dá)0.005。摻雜金屬元素可能降低其摩擦系數(shù)，但加入H能提高潤(rùn)滑作用，環(huán)境也對(duì)摩擦系數(shù)有一定的影響?！?/font>

2、硬度高　

        DLC薄膜具有很高的硬度，不同的沉積方法制備的DLC薄膜硬度差異很大，尤其是用激光濺射或磁過(guò)濾陰極電弧法制備出的DLC薄膜，其硬度高達(dá)70-110GPa，與金剛石相當(dāng)。

鋁鍍DLC涂層

3、耐腐蝕性

　　純DLC膜具有優(yōu)異的耐蝕性，各類酸、堿甚至王水都很難侵蝕它。但摻雜有其他元素的DLC膜的耐蝕性有所下降，這是由于摻雜的元素首先被侵蝕，從而破壞了膜的連續(xù)性所致。作為機(jī)化學(xué)涂層，在運(yùn)用中存有很大的可能觸碰一些酸堿性物料，而dlc涂層的優(yōu)良性能能夠很好的應(yīng)對(duì)這些物質(zhì)。

4、摩擦性

        DLC膜與傳統(tǒng)的硬質(zhì)薄膜（如上述的TiN、TiC、TiAlN等）相比，在摩擦系數(shù)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，這些傳統(tǒng)硬質(zhì)薄膜的摩擦系數(shù)都在0.4以上。因此，DLC膜有可能在許多摩擦學(xué)領(lǐng)域替代這些傳統(tǒng)硬膜。制備的摻金屬DLC膜具有良好的抗摩擦磨損性能及低達(dá)0.13-0.15的摩擦系數(shù)。

5、抗粘結(jié)性

         dlc膜具有很好的抗粘結(jié)性，特別是對(duì)有色金屬（如銅、鋁、鋅等），對(duì)塑料、橡膠、陶瓷等也有抗粘結(jié)性。DLC膜表面一般較光潔，對(duì)基材的表面光潔度沒(méi)有太大的影響，但隨著膜厚的增加，表面光潔度會(huì)下降。不同的沉積方法所得到的dlc膜表面光潔度也是不同的，采用離子源技術(shù)沉積的DLC膜表面質(zhì)量明顯優(yōu)于電弧離子鍍。

6、電學(xué)性能

DLC薄膜具有優(yōu)異的電學(xué)性能，一般來(lái)說(shuō)，含氫DLC薄膜電阻率比不含氫的DLC薄膜的高，可能是由于氫穩(wěn)定了薄膜中sp3相的緣故。由于DLC中的sp2相和薄膜的電阻率有直接的關(guān)系，因此沉積工藝和離子束的能量都對(duì)DLC薄膜層電阻率有著很大的影響。

鋁鍍DLC涂層

二、dlc涂層的缺點(diǎn)

1、昂貴的成本
　與一些傳統(tǒng)涂層和材料相比，dlc涂層的制備成本較高。制備dlc涂層所需的設(shè)備和工藝較為復(fù)雜，這可能使其在一些應(yīng)用中不太經(jīng)濟(jì)實(shí)用?！　?/font>

2、需要特殊技術(shù)
dlc涂層的制備和應(yīng)用需要特殊的技術(shù)和設(shè)備。制備過(guò)程需要嚴(yán)格控制制備條件，包括溫度、氣氛和沉積速率等，以獲得高質(zhì)量的涂層。因此，涂層的應(yīng)用可能需要額外的投資和培訓(xùn)?！　?/font>

3、對(duì)制備條件的敏感性
dlc涂層的性能受到制備條件的影響。不同的制備條件可能導(dǎo)致涂層的結(jié)構(gòu)、硬度和附著力等方面的差異。因此，確保適當(dāng)?shù)闹苽錀l件對(duì)于獲得優(yōu)質(zhì)的dlc涂層至關(guān)重要。　　

4、脆性和厚度限制
dlc涂層的結(jié)構(gòu)相對(duì)脆性，對(duì)于大幅度的形變和撞擊可能會(huì)發(fā)生剝落。此外，由于涂層的厚度通常較薄，一些應(yīng)用中可能存在對(duì)涂層厚度的限制。

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