在眾多類型的碳材料中,類金剛石薄膜(diamond-likecarbon,DLC)因其優異的性能吸引了世界范圍內的關注和研究。DLC薄膜的結構處于金剛石和石墨結構之間的,主要是由金剛石結構的sp3雜化碳原子和石墨結構的sp2雜化碳原子混雜在一起形成的復雜三維網絡結構構成[27]。根據晶體材料的特征分析,DLC薄膜通常呈現非晶態或非晶納米晶復合結構。根據氫的有無可以分為含氫DLC薄膜(a-C:H)和不含氫DLC薄膜(a-C)。根據不同的含氫量和sp3與sp2雜化鍵的比例又分為不同的細類,如圖1-1所示。在2005年德國工程師學會定制的“碳涂層”標準中,又可將DLC薄膜細分為不同的七大類[27]。由于DLC薄膜的結構介于金剛石和石墨之間,使其具有高的硬度,優異的減摩抗磨性能,同時還具有高的熱導率、低的介電常數、寬帶隙、良好的光學透過性以及優異的化學惰性和較好的生物相容性等。因而DLC薄膜不僅呈現良好的摩擦學性能,還具有良好的耐腐蝕性能。類金剛石涂層的用處什么?上海鉆頭類金剛石價格
多數實驗研究表明:DLC在大氣環境下可以表現出低的摩擦系數,如果制備工藝恰當,其摩擦因數比較低可達,且類金剛石膜具有良好的自潤滑特性,所以人們可較好的將其使用在高真空、高溫等不適于液體潤滑的情況以同時又有清潔要求的環境中,如航天航空領域。上個世紀70年代末前蘇聯將DLC技術應用于宇航儀表中的動壓氣浮軸承,成功研制出高精度且**磨損型陀螺動壓馬達。1990年歐洲空間中心摩擦實驗室在評價了空間使用的各種固體材料之后,明確指出今后太空空間的固體材料涂層應該是以金剛石膜和類金剛石膜為主。通過分析比較,他們認為DLC是適合未來的太空空間潤滑摩擦表面的涂層。研究還發現,類金剛石膜在超高真空中的磨損更為緩和,同時產生的磨損粒子更少,摩擦狀態更穩定。故DLC作為固體潤滑膜應用到宇航具有比其他材料更為突出的潛力,必將在航天航空領域留下濃墨重彩的一筆。湖州刃具類金剛石哪個好類金剛石薄膜的微觀結構與其物理特性。
在一臺yBHИПA-1型雙激發源等離子弧薄膜沉積裝置上制取Ti合金化DLC膜,用納米硬度計、顯微硬度計、原子力顯微鏡以及X射線衍射儀和光電子能譜儀等手段對薄膜的力學性能和結構進行了分析和測定.摩擦磨損試驗在一臺球-盤滑動磨損試驗機上進行.比較了不同鈦合金化程度的DLC膜及熱處理前后的性能變化.結果表明,薄膜的力學性能與Ti含量有非單值關系,但摩擦系數隨Ti含量增加而升高;熱處理后薄膜顯微硬度有名升高的原因是生成了碳化鈦硬化相.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薄膜處于熱力學非平衡狀態,其原子排布呈現出近程有序、遠程無序的特點。近程有序主要表現為C-C原子之間的sp3和sp2雜化鍵的結構。第一種模型是Beeman等人提出的,他們構造了三種具有不同sp3和sp2雜化碳原子含量的非晶碳薄膜模型。此模型具備兩個典型特征:其一,除了sp2雜化結構模型外,所有模型對應于相對各向同性的無序混亂網絡結構,而且沒有內部懸鍵;其二,所有模型都做了弛豫處理,目的是使由偏離結晶態的鍵長、鍵角所引起的應變能降到比較低。第二種模型是完全無規網絡模型,由Phillips等人提出并完善。該模型的基本觀點是,在非晶態隨機共價網絡當中,當原子的平均數與原子的機械自由度相等時,該結構被完全。增加配位數,則可以生成更多的共價鍵而降低體系能力,可以穩定固態網絡結構,但鍵的拉伸和鍵角的畸形會造成更多的應變能。類金剛石薄膜(DLC)的制備方法及應用。
類金剛石薄膜(DLC)是1種非晶薄膜,可分為無氫類金剛石碳膜(a-C)和氫化類金剛石碳膜(a-C:H)(圖2)兩類。無氫類金剛石碳膜有a-C膜(主要由sp3和sp2鍵碳原子相互混雜的三維網絡構成),以及四面體非晶碳(tetrahedralcarbon,簡稱ta-C)(主要由超過80%的sp3鍵碳原子為骨架構成);氫化類金剛石碳膜(a-C:H)又可分為類聚合物非晶態碳(polymer-likecarbon,簡稱PLC)、類金剛石碳、類石墨碳3種,其三維網絡結構中同時還結合一定數量的氫.類聚合物非晶態碳是含氫金剛石薄膜的一種它是非晶體又有類似于聚合物那種通過相同簡單的結構單元通過共價鍵重復連接而成的化合物。這種類金剛石薄膜因為sp2鍵占據了主要數量,所以比較軟,又不具備石墨的特性,使得它的用途受到了限制,在摩擦學的應用上還處在起步階段。類金剛石膜的制備及其物理性質。青浦區類金剛石價格
類金剛石涂層DLC納米涂層加工。上海鉆頭類金剛石價格
DLC涂層(類金剛石涂層)的優點類金剛石碳(Diamond-likeCarbon)DLC泛指不定性碳的晶體結構材質,此類材質里同時存在著如鉆石般(SP3)及石墨般(SP2)碳原子排列方式,雜錯地結合在一起。科匯DLC涂層可達至高硬度(2000-5000Hv),低摩擦系數,抗酸抗堿的化學特征,優良的耐磨性能,與基體結合力強,具有優異的耐蝕性,能耐各種酸、堿等腐蝕,對金屬、塑料、橡膠、陶瓷等均有良好的抗粘結和防咬合性能,表面粗糙度低(可達鏡面級),可在各種鋼鐵、鈦合金、硬質合金等材料上沉積,其中含金屬DLC更有導電特性。科匯可做到涂層厚度:μm,涂層比較高耐熱400℃。DLC涂層表面非常光滑,有著耐磨和固體潤滑功能。其應用非常,在不同工業領域都能找到它的應用例子。上海鉆頭類金剛石價格