Основные характеристики DLC

«DLC» является аббревиатурой слова «алмазоподобный углерод». DLC состоит из углеродного элемента, аналогичного по своей природе алмазам, и имеет структуру графитового атомного состава вещества. Алмаз, подобный углероду (DLC), представляет собой аморфную пленку, которая очень подходит для износостойкого покрытия благодаря своей высокой твердости и высокому модулю упругости, низкому коэффициенту трения и стойкости к истиранию и хорошим трибологическим свойствам вакуума. В настоящее время существует много способов подготовки тонких пленок DLC. Источники углерода различных методов приготовления и энергия ионов на поверхности матрицы различны. Структура и свойства осажденных пленок DLC весьма различны, а трибологические свойства различны.

1. Механическое свойство

(1) Модуль твердости и упругости

Твердость и модуль упругости пленок DLC, полученных различными методами осаждения, весьма различны. Пленка DLC с твердостью, превышающей или даже превышающей алмаз, может быть получена магнитной фильтрованной катодной дугой. Состав пленки оказывает определенное влияние на твердость пленки, а добавление Si и N может улучшить твердость пленки DLC. Пленка DLC имеет более высокий модуль упругости, хотя она ниже, чем у алмаза (1100 ГПа), но она, очевидно, выше, чем модуль упругости общего металла и керамики.

(2) Внутреннее напряжение и адгезионная прочность

Внутреннее напряжение и адгезионная прочность пленки определяют стабильность и срок службы пленки, что является двумя важными факторами, влияющими на производительность пленки. Пленка DLC с высоким внутренним напряжением и низкой адгезионной прочностью легко создает трещины, складки или даже пролить в приложениях, поэтому полученные пленки DLC предпочтительно имеют умеренное внутреннее напряжение и высокую адгезионную прочность. Большинство исследований показывают, что адгезионная прочность пленки DLC, нанесенной непосредственно на подложку с подложкой, обычно является низкой.

2. Производительность трения

DLC-пленка не только обладает отличной износостойкостью, но также имеет очень низкий коэффициент трения. Как правило, менее 0,2 является превосходной мембраной, модифицированной износостойкостью. Коэффициент трения DLC варьируется в зависимости от процесса получения и изменения состава пленки, а коэффициент трения может составлять всего 0,005. Допинг металлических элементов может уменьшить коэффициент трения, но добавление Н может улучшить смазку, а окружающая среда также оказывает определенное влияние на коэффициент трения. По сравнению с традиционными твердыми тонкими пленками пленки DLC имеют очевидные преимущества с точки зрения коэффициента трения, а коэффициент трения этих традиционных твердых пленок выше 0,4. Поэтому пленки DLC можно заменить этими традиционными твердыми покрытиями во многих трибологических областях.

3. Термическая стабильность

Из-за метастабильного материала DLC плохая термическая стабильность является важным фактором, ограничивающим применение мембраны DLC. Переход SP3-связи к связи SP2 происходит, когда отжиг превышает 300? Было обнаружено, что добавление Si может, очевидно, улучшить термическую стабильность пленки DLC, а пленка DLC, содержащая 20 ат.% Si, показывает связь sp3 с sp2-связным переходом при 740 ° С. C. Аналогичным образом добавление металла (такого как Ti, W и Cr) также может улучшить термическую стабильность пленки DLC, и мы изучаем этот аспект.

4. Коррозионная стойкость

Чистая пленка DLC обладает отличной коррозионной стойкостью, всевозможные кислоты, щелочи и даже аква-regia вряд ли могут ее разрушить. Однако коррозионная стойкость пленок DLC, легированных другими элементами, уменьшилась, что связано с первой эрозией легированных элементов, что разрушает непрерывность пленки.

5. Поверхностные состояния

Поверхность пленки DLC обычно относительно гладкая, что мало влияет на поверхностную отделку подложки, но по мере увеличения толщины пленки поверхностное покрытие будет уменьшаться. Поверхностная обработка пленки DLC, полученная различными методами осаждения, также различна.

Пленка DLC обладает хорошей антиадгезией, особенно для цветных металлов (таких как медь, алюминий, цинк и т. Д.), А также обладает антиадгезионными свойствами для пластмасс, резины, керамики и т. Д.