類金剛石薄膜通常又被人們稱為DLC薄膜,是英文詞匯DiamondLikeCarbon的簡稱,它是一類性質近似于金剛石,具有高硬度.高電阻率.良好光學性能等,同時又具有自身獨特摩擦學特性的非晶碳薄膜。碳元素因碳原子和碳原子之間的不同結合方式,從而使其終產生不同的物質:金剛石(diamond)-碳碳以sp3鍵的形式結合;石墨(graphite)-碳碳以sp2鍵的形式結合;而如同緒論里所述類金剛石(DLC)-碳碳則是以sp3和sp2鍵的形式結合,生成的無定形碳的一種亞穩定形態,它沒有嚴格的定義,可以包括很寬性質范圍的非晶碳,因此兼具了金剛石和石墨的優良特性;所以由類金剛石而來的DLC膜同樣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,而在含氫的DLC膜中還存在一定數量的C-H鍵。由兩個相同或不相同的原子軌道沿軌道對稱軸方向相互重疊而形成的共價鍵,叫做σ鍵。σ鍵是原子軌道沿軸方向重疊而形成的,具有較大的重疊程度,因此σ鍵比較穩定。σ鍵是能圍繞對稱軸旋轉,而不影響鍵的強度以及鍵跟鍵之間的角度(鍵角)。類金剛石薄膜市場前景如何。安徽金屬類金剛石
類金剛石碳膜因同時具有高硬度和低摩擦系數而引起關注,然而,它與工業中常用的鐵基材料存在"觸媒效應",即,鍍的刀具在加工黑色金屬的過程中高硬度砂鍵會轉化成軟的護鍵,使耐磨性急劇下降,因此限制了它的應用范圍年限,柳襄懷等采用離子束輔助沉積功技術制備出了用于滿足電磁功能要求的"石墨化"的膜年,提出存在高硬度"碳結構",其后,英國及公司采用全封閉非平衡磁控濺射制備出了高硬度碳膜一鍍層閱研究表明一以砂結構為主,在與鋼鐵材料摩擦時未出現"觸媒效應"且硬度適中、摩擦系數小、比磨損率較低一個數量級,具有極其優越的摩擦學性能碳膜的結構和性能很大程度上與其制備工藝有關方法便于控制輔助轟擊參數以改變鍍層的結構,磁控濺射沉積速率較高,可制備厚鍍層,此類碳膜既非又非普通石墨,暫稱之為類石墨碳膜。安徽金屬類金剛石類金剛石膜的制備性能與應用。
CVD、PVD等技術的出現,是切削工具領域中的一次重大的**。它的出現立即引起了機械制造領域的巨大反響,理想的切削工具應當是既有硬的表面,又有高的韌性,涂層技術便達到了這個目標。 較早的涂層材料都是陶瓷性質的物質,如TiN、TiC、Al2O3等,近年來,涂層技術又有了很大的發展。超硬材料涂層正在得到多面應用,許多產品相繼出現在市場上,但國內尚處在實驗階段,預計也會很快突破,超硬材料涂層的發展,使整個現有的切削工具的性能都明顯得到了提高,面對當前大量涌現的難加工材料,這些新發展的涂層技術將有巨大的適應能力,前景相當喜人。
類金剛石(diamond-likecarbon,DLC)薄膜是一種同時含有sp2鍵和sp3鍵的非晶碳膜,其結構及性能介于金剛石與石墨之間,具有高硬度、高熱導率、良好的化學惰性和耐磨性,在裝備關鍵運動部件的表面防護方面有巨大應用前景,現已成為世界范圍內被研究的薄膜材料之一。但DLC作為一種亞穩態材料,膜內殘余壓應力大、膜基結合強度低,高溫下易發生化學鍵破壞,導致性能下降。向薄膜中添加異質元素是調控或提高DLC膜性能的有效方法。近日,省新材料研究所真空鍍膜團隊利用高功率脈沖磁控濺射復合中頻磁控濺射技術制備了摻Si的納米多層類金剛石(Si-DLC)薄膜,發現通過改變Si元素的含量可調控薄膜的摩擦學行為:低Si含量()的薄膜在界面處發生石墨化,起到潤滑作用,降低磨損;高Si含量()的薄膜在摩擦過程中產生更多的sp3鍵,硬質顆粒分布在薄膜與對磨副之間,使薄膜的磨損率高于低Si含量狀態。純DLC膜具有優異的耐蝕性,各類酸、堿甚至王水都很難侵蝕它。
采用高功率脈沖磁控濺射技術制備DLC膜層,研究了偏壓的變化對膜層結構及主要力學性能的影響.利用掃描電鏡、原子力顯微鏡、拉曼光譜儀、X射線光電子能譜儀、納米壓入儀、劃痕儀和磨擦磨損試驗儀分析檢測了DLC膜結構與性能.結果表明:偏壓的提高,有利于改善DLC膜的表面光潔度及致密性,DLC膜表面均方根粗糙度Rq由不施加偏壓時的9nm降低至偏壓為-350V的7nm;致密性的提高使沉積速率略有下降,膜層厚度減小.偏壓的增加,DLC膜內部sp3含量先增加后減小趨勢,在偏壓為-250V時,DLC膜中sp3含量比較高.偏壓的增大,DLC膜的硬度、楊氏模量和摩擦磨損等主要力學性能均呈先增大后減小的趨勢,并在偏壓為-250V時達到比較高值,與微觀結構變化趨勢相吻合.。DLC薄膜的研究以及講解。安徽金屬類金剛石
類金剛石薄膜的用處。安徽金屬類金剛石
如果在普通眼鏡片表面沉積類金剛石膜,能夠有效地阻擋紫外線,從而達到保護視力的目的。在汽車擋風玻璃與反光鏡表面沉積一層類金剛石膜,就使得擋風玻璃和反光鏡具有與一般汽車擋風玻璃和反光鏡不可媲美的優異性能,比如:完全吸收紫外線,可見光透明度高,表面張力大,不沾水,不產生由冷熱造成的霧氣,不怕劃傷,耐腐蝕等。所以,將類金剛石膜DLC用作眼鏡,汽車擋風玻璃和反光鏡,手表玻璃殼,手機顯示屏等表面保護層,市場前景廣闊。不過,一般的DLC在可見光范圍內透光性差限制了它在光電器件上的應用。類金剛石膜DLC的密度低,彈性模量高,聲速高達,同時它還具有適宜的聲阻尼特性,是高頻揚聲器理想的振膜材料,將其作為發聲器的涂層,可以提高音質。利用類金剛石膜的耐腐蝕性,可以在將其鍍在塑料飾件上,防止酸、堿及有機試劑的侵蝕;利用DLC可低溫合成的特點,在橡膠、樹脂等有機材料上鍍上一層DLC,從而增加其柔軟性,這在有機材料有滑動性和密封性要求的領域用途很廣。安徽金屬類金剛石