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性能,類金剛石涂層剛開始進入市場時,主要是采用涂層技術可有效提高切削刀具使用壽命,使刀具獲得優(yōu)良的綜合機械性能,從而大幅度提高機械加工效率。
涂層刀具是利用氣相沉積方法在高強度的硬質(zhì)合金或高速鋼基體表面涂覆幾個微米的高硬度、高耐磨性的難熔金屬或非金屬化合物涂層而獲得的。
但是DLC涂層也存在了很多問題,內(nèi)應力大,一般情況下,涂層的內(nèi)應力、彈性模量和硬度彼此成正比,這樣涂層的硬度越大,內(nèi)應力也越大。DLC薄膜的硬度很高,其內(nèi)應力也很大這使得DLC薄膜對基體的附著力下降,另一方面限制了在襯底上所能沉積穩(wěn)定的薄膜的最大厚度,另外,膜厚的均勻性對內(nèi)應力也有影響。熱穩(wěn)定性差,DLC通常為非晶結構,是亞穩(wěn)相,因此在溫度升高過程中,DLC涂層將發(fā)生石墨化,即sp3鍵向sp2鍵轉(zhuǎn)變。從而引起DLC涂層的結構及性能的變化,所以DLC涂層目前的應用溫度大概在350°左右。
但是有很多性能優(yōu)勢,給很多金屬件產(chǎn)品帶來福音,下面就為大家介紹一下DLC涂層7大性能優(yōu)勢
1、力學性能,高硬度、高彈性模量、高熱導率、熱膨脹系數(shù)小、密度低、優(yōu)異耐磨性和低摩擦系數(shù)
2、電學性能,較低的電子親和勢、高電阻率、介電常數(shù)較低
3、光學性能,在可見光及近紅外區(qū)具有很高的透過率、光學帶隙低、折射率在1.7~2.4之間、較高的激光損傷閾值
化學性能,生物相容性好、極高化學惰性、耐酸耐堿、良好的疏水性
4、內(nèi)應力小,DLC涂層在機體上沉積制備多層膜Ti/TiC/DLC和Ti/TiN/TiCN/DLC,可大大降低DLC涂層與基體間的內(nèi)應力。
5、結合力強,DLC膜層使用離子源和濺射沉積技術在機體上制備梯度過渡層Cr/CrN/CrNC/CrC/Cr-DLC和Ti/TiN/TiCN/TiC/Ti-DLC,能使應力到有效釋放,有效提高涂層與基體間的結合力強度。
6、摩擦系數(shù)低,非金屬(N、B、Si)的摻雜有利于降低DLC涂層的內(nèi)應力和改善其熱穩(wěn)定性;金屬(Cr、Ti、W)的摻雜有利于提高DLC涂層的硬度和耐磨性,降低其摩擦系數(shù)。
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