隨著現代科學技術的不斷進步，普通硬質涂層和超硬涂層有了明顯的發展，部分涂層已經在某些領域實現了應用。主要介紹了氮化物、碳化物、氧化物、硼化物等普通硬質涂層和金剛石、類金剛石(DLC)、cBN、納米多層結構涂層及納米復合涂層等超硬涂層的性能、應用、制備技術及其發展趨勢，并對部分常見涂層面臨的性能改進及其今后可能的發展方向進行了探討。上海英屹涂層技術有限公司引進美國PE-CVD設備技術制備的類金剛石DLC膜層沉積速率快膜厚可達60um膜層硬度高膜層摩擦系數低小于結合力好耐腐蝕性能好優異的耐磨性膜層具有自潤滑性的優點。可以解決PVD涂層鍍不到的工件內孔的問題。公司涂層已經應用于航空機械模具電子醫療汽車發動機部件等領域。DLC薄膜具有優異的電學性能。紹興齒輪刀具類金剛石

類金剛石又稱為氫化非晶硬炭。它是一類sp3/sp2值很高的非晶硬炭。根據制備工藝及所用原料氣體種類不同，其中氫含量會在0~50%范圍內變化。這種硬質炭是美國，并于1971年報道時根據它的物理化學性能與金剛石相近而取名為類金剛石炭。后來德國，而稱之為i-碳（i-C）。英國。國內對類金剛石的摩擦學特性研究也有了一定的關注，但是關于其實際應用的研究非常少。早的類金剛石主要是采用石墨作為靶材，采用TiN作為打底層。這種石墨型的類金剛石的摩擦系數大，與基體的結合力不好，所以限制了其實際應用。新型的類金剛石研究主要集中在降低摩擦系數，增加與基體的附著力，提高其硬度等方面。解決了這些問題，就會促使這一先進技術的大量應用。基于節能減排和提高產品性能的考慮。紹興齒輪刀具類金剛石DLC膜具有抗磨減摩的特性，是一種具有廣闊應用前景的抗磨減摩鍍層。

類金剛石膜DLC因其具有抗磨性、化學惰性、沉積溫度低、膜面光滑，可以將其作為一些電子產品的保護膜。如噴墨打印機墨盒加熱層上、磁存儲器的表面、錄音機磁頭極尖加一層類金剛石膜DLC保護層、不僅能有效的減少機械損傷，又不影響數據存儲。類金剛石膜具有電阻率高、絕緣性強、化學惰性高和低電子親和力等性能，且易在較大的基體上成膜。人們將類金剛石膜用作光刻電路板的掩膜，不僅可以避免操作過程中的機械損傷，還可以在去除薄膜表面的污染物允許用較激烈的機械或化學腐蝕方法，且同時不會破壞薄膜的表面，所以類金剛石膜有望代替SO2成為下一代集成電路的介質材料。近年來，類金剛石膜在微電子領域的應用，逐漸成為熱點。采用類金剛石膜和碳膜交替出現的多層膜結構構造成的多量子阱結構，具有共振隧道效應的和獨特的電特性，在微電子領域有著潛在的應用前景。類金剛石膜具有良好的表面平面光滑度，電子發射均勻性好，并且其具有負的電子親和勢，有效功函數相對較低的和較寬的禁帶寬度，即使在較低的外電場作用下，也可產生較大的發生電流，這個性能在平板顯示器中有著特殊的使用價值。

采用磁控濺射的方法,利用氬氣和甲烷為氣源,在中國較早汽車股份有限公司自主研發的發動機配氣機構的挺柱上制備類金剛石(DLC)薄膜.利用摩擦磨損試驗機和發動機配氣機構試驗臺架,研究了DLC涂層挺柱的摩擦學行為及其對發動機節能的影響.試驗結果表明,在邊界潤滑條件下,DLC涂層挺柱的摩擦因數比原零件降低67％,抗磨損性能大幅度提高；在實際使用工況下,配氣機構的摩擦損失降低6％.DLC涂層零件可以降低發動機摩擦損失,適用于汽車低碳技術路線.上海英屹涂層技術有限公司引進美國PE-CVD設備技術制備的類金剛石DLC膜層沉積速率快膜厚可達60um膜層硬度高膜層摩擦系數低小于結合力好耐腐蝕性能好優異的耐磨性膜層具有自潤滑性的優點。可以解決PVD涂層鍍不到的工件內孔的問題。公司涂層已經應用于航空機械模具電子醫療汽車發動機部件等領域。Si控制了DLC涂層的石墨化。

類金剛石碳膜（diamond-likecarbonfilms，簡稱DLC膜），是含有類似金剛石結構的非晶碳膜，也是我們在這里真正需要介紹的一種。DLC膜的基本成分是碳，由于其碳的來源和制備方法的差異，DLC膜可分為含氫和不含氫兩大類。DLC膜是一種亞穩態長程無序的非晶材料，碳原子間的鍵合方式是共價鍵，主要包含sp2和sp3兩種雜化鍵，在含氫DLC膜中還存在一定數量的C-H鍵。我們從1996年起開始磁過濾真空弧及沉積DLC膜研究，正在完善工業化技術。如等離子體源沉積法、離子束源沉積法、孿生中頻磁控濺射法、真空陰極電弧沉積法和脈沖高壓放點等。大多數提升式配氣機構的發動機采用類金剛石碳(DLC)涂層挺桿。紹興齒輪刀具類金剛石

Ti-TiC-DLC多層膜的成分、結構及摩擦學特性。紹興齒輪刀具類金剛石

涂層刀具結合了基體度高韌性以及涂層高硬度高耐磨性的特點,可以提高刀具壽命和加工效率.類金剛石薄膜(DLC)是由無序sp3鍵、sp2鍵、sp1鍵配位碳原子混合而成,具有一系列與金剛石膜相類似的性能(如熱導率高,熱膨脹系數小,化學穩定性好,硬度和彈性模量高,耐磨性好及摩擦系數低等)以及優異的耐摩擦性能和自潤滑特性,因此成為高速鋼和硬質合金刀具理想的表面改性膜.DLC薄膜起源于20世紀70年代,其沉積方法主要有物理相沉積法(包括磁控濺射沉積、離子束沉積、脈沖激光沉積)和化學氣相沉積法,近幾年還發展了液相電化學沉積法.其表征方法主要有拉曼光譜、X射線光電子能譜(XPS)、原子力顯微鏡(AFM)等.DLC薄膜的研究開發應用過程中存在兩個主要問題:一是膜基結合力差;二是熱穩定性差,這極大降低了工具的使用壽命.改變工藝參數、摻雜、制備中間過渡層、酸蝕法、機械處理等可以提高DLC膜的膜基結合力;在保證高膜基結合力的同時具有優異的熱穩定性.隨著薄膜制備技術的成熟,制備熱穩定性好,sp3含量高同時內應力低。紹興齒輪刀具類金剛石