DLC涂層的優(yōu)缺點(diǎn)

2022-06-02 09:54:09

DLC涂層即類金剛石涂層，泛指不定性碳的晶體結(jié)構(gòu)材質(zhì)。在該材質(zhì)中碳原子以不同的排列方式錯中夾雜的結(jié)合在一起，從而使得該涂層具有天然的優(yōu)良性能。DLC涂層在許多不同的工業(yè)領(lǐng)域都有廣闊應(yīng)用，那么dlc涂層的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？這里，中山DLC涂層加工廠家利晟納米給大家講解下面的內(nèi)容，一起看看吧。

一、DLC涂層的優(yōu)點(diǎn)

1、優(yōu)良的力學(xué)性能

（1）硬度及彈性

不同的沉積方法制備的DLC膜硬度及彈性模量差異很大，用磁過濾陰極電弧法可以制備出硬度達(dá)到甚至超過金剛石的DLC膜，用陰極電弧法制備的DLC膜硬度可達(dá)50GPa以上，而用離子源結(jié)合非平衡磁控濺射法制備的DLC膜硬度達(dá)21GPa。膜層內(nèi)的成分對膜層的硬度有一定的影響， Si、N的摻入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有較高的彈性模量，雖低于金剛石（110GPa），但明顯高于一般金屬和陶瓷的彈性模量。

（2）內(nèi)應(yīng)力和結(jié)合強(qiáng)度

薄膜的內(nèi)應(yīng)力和結(jié)合強(qiáng)度是決定薄膜的穩(wěn)定性和使用壽命，影響薄膜性能的兩個(gè)重要因素，內(nèi)應(yīng)力高和結(jié)合強(qiáng)度低的DLC膜容易在應(yīng)用中產(chǎn)生裂紋、褶皺，甚至脫落，所以制備的DLC膜具有適中的壓應(yīng)力和較高的結(jié)合強(qiáng)度。大部分研究表明，直接在基體上沉積的DLC膜的膜\基結(jié)合強(qiáng)度一般比較低，通過采用Ti\TiN\TiCN\TiC中間梯度過渡層的方法提高DLC膜與基體的結(jié)合強(qiáng)度，在模具鋼上沉積DLC膜的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)44N-74N，制備的膜導(dǎo)總體厚度可達(dá)5um。

2、耐磨性能高

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能提高潤滑作用，環(huán)境也對摩擦系數(shù)有一定的影響。

但總的來說，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，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)。

3、耐腐蝕性強(qiáng)

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)對這些物質(zhì)。

4、良好的抗粘結(jié)性

dlc膜具有很好的抗粘結(jié)性，特別是對有色金屬（如銅、鋁、鋅等），對塑料、橡膠、陶瓷等也有抗粘結(jié)性。DLC膜表面一般較光潔，對基材的表面光潔度沒有太大的影響，但隨著膜厚的增加，表面光潔度會下降。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。

5、應(yīng)用廣

DLC涂層擁有多種多樣的特性,這也為有著功能明確的多功能表面的新產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)造了條件。 dlc涂層優(yōu)良的涂層性能使其得以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)并得到普遍的應(yīng)用,這些發(fā)展激發(fā)了很多科研院所和公司投資進(jìn)一步的研究并帶動了整個(gè)產(chǎn)業(yè)向?qū)磉~進(jìn)了一步。

dlc涂層具有獨(dú)特的高硬度和低摩擦系數(shù),并且具有極強(qiáng)地不與金屬材料粘結(jié)的性能。因此,這種涂層技術(shù)成為汽車行業(yè)應(yīng)用的理想選擇。

dlc涂層的工業(yè)化生產(chǎn)開始于上世紀(jì)末和本世紀(jì)初,和普通的應(yīng)用于刀具/模具上的硬質(zhì)涂層(如TiN, TiAIN, CrN, TiCN等)相比是一種嶄新的涂層技術(shù)。

二、DLC涂層的缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的DLC涂層通常不到5微米，很容易被刮擦掉，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)動機(jī)的實(shí)際使用壽命。無論是在什么樣的零件上使用，一般來說，在滿足零件尺寸要求的前提下，涂層的厚度，尤其是DLC涂層的厚度往往是越厚越好，這樣零件的耐磨性會相應(yīng)提高。然而，一旦涂層的厚度增加，尤其是DLC層的厚度增加，就會導(dǎo)其內(nèi)應(yīng)力增大，影響涂層和基材結(jié)合力，導(dǎo)致涂層與基材剝離，這就對涂層的使用壽命和效率產(chǎn)生影響。因此，厚度及其表現(xiàn)出的耐磨性一直是應(yīng)用上的一個(gè)瓶頸。

但是這一問題隨著涂層加工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)得到了克服，可以說，dlc涂層是一種性能良好的有著廣闊應(yīng)用前景及發(fā)展前景的涂層。

以上就是中山DLC涂層加工公司利晟納米關(guān)于DLC涂層優(yōu)缺點(diǎn)的匯總介紹。利晟納米是DLC涂層廠家致力于高性能涂層加工。利晟納米dlc涂層具有良好的抗粘結(jié)性能，生物相容性好、高化學(xué)惰性、耐酸堿腐蝕等性能。適用于刀具涂層價(jià)格。利晟納米期待新老客戶的咨詢到訪。