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  • 2024-06-17 14:54 3583
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类金刚石碳(Diamond-like Carbon,DLC)中除无定型结构的碳之外,还包含有少量的金刚石微晶、石墨微晶等,其物理性能与金刚石非常相似。由于制备类金刚石的原料为碳氢化合物,因此在类金刚石中除碳外,还含有较多的碳-氢基团;随其中碳-氢基团的种类和数量不同,类金刚石的性质亦有较大变化
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1、力学性能
a.硬度及弹性模量。不同的沉积方法制备的DLC膜硬度及弹性模量差异很大,用磁过滤阴极电弧法可以制备出硬度达到甚至**过金刚石的DLC膜[10],广州有色金属研究院用阴极电弧法制备的DLC膜较高硬度可达50GPa以上,而用离子源结合非平衡磁控溅射法制备的DLC膜硬度达21GPa[11]。膜层内的成分对膜层的硬度有一定的影响, Si、N的掺入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有较高的弹性模量,虽低于金刚石(110GPa),但明显**一般金属和陶瓷的弹性模量。
b.内应力和结合强度。薄膜的内应力和结合强度是决定薄膜的稳定性和使用寿命,影响薄膜性能的两个重要因素,内应力高和结合强度低的DLC膜容易在应用中产生裂纹、褶皱,甚至脱落,所以制备的DLC膜较好具有适中的压应力和较高的结合强度。大部分研究表明,直接在基体上沉积的DLC膜的膜/基结合强度一般比较低,广州有色金属研究院通过采用Ti/TiN/TiCN/TiC中间梯度过渡层的方法提高DLC膜与基体的结合强度,在模具钢上沉积DLC膜的结合强度达44N-74N[12],制备的膜导总体厚度可达5um。
类金刚石碳(Diamond-like carbon,DLC)是存在有七种不同的形式,却表现出一些金刚石特性的无定形碳。由于它的一些特性,它通常被用作其它材料的涂层材料。所有的七种形式都拥有大量sp杂化的碳原子。它们属于不同类型的原因是,即使是金刚石也被发现有两种晶型:其中较常见的一种是立方晶体,而较不常见的一种(蓝丝黛尔石)是六方晶体。通过在纳米尺度结构的不同方法混合这些晶型,类金刚石涂层可以同时拥有非晶、有弹性,且是纯sp杂化连接的"金刚石"。其中较硬、较强、较光滑的是被称为 四面体非晶碳(ta-C)的一种混合物。例如,仅仅2微米厚度的ta-C涂层可以增加常规 (例如304型)不锈钢针对磨料磨损的抵抗力,从而增加其在这类使用中的寿命从1周到85年不等。这种ta-C可以被认为是"纯"形式的类金刚石碳,因为它仅仅由sp连接的碳原子组成。一些填料例如氢,石墨sp杂化碳,以及金属,被用在其它六种类金刚石碳中,以减少生产费用或者增加其它的一些性能。这些种类的类金刚石几乎可以用在任何具有兼容真空环境的材料中。在2006年,欧盟内的外包类金刚石涂层市场估计市值达约三千万欧元。2011年11月,每日科学杂质报告说斯坦福大学的研究人员已经在**高压的条件下制造出了一种超硬的非晶金刚石,它并没有金刚石的晶体结构,却拥有碳的轻质量。
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其是本公司生产的 ~10um早已得到了大面积的运用,本公司以稳定的工艺,出众的质量在中国内地已批量生产了近3年,为各个行业的专门用途开发出了很多类不同用途的DLC涂层,如PCB铣刀钻针**DLC涂层,无油缝纫机零部件**DLC涂层,医用手术器具**DLC涂层,粉末治金模具**DLC涂层, 扬声器振膜**DLC涂层,汽车喷油系统**DLC涂层等等,半导体模具**DLC涂层,玻璃镀膜**DLC类金刚石涂层,本公司的技术早已克服了目前国内很多研究机构及涂层厂商的DLC涂层无法工业化的瓶劲。
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