多數(shù)實(shí)驗(yàn)研究表明：DLC在大氣環(huán)境下可以表現(xiàn)出低的摩擦系數(shù)，如果制備工藝恰當(dāng)，其摩擦因數(shù)比較低可達(dá)，且類(lèi)金剛石膜具有良好的自潤(rùn)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(rùn)滑的情況以同時(shí)又有清潔要求的環(huán)境中，如航天航空領(lǐng)域。上個(gè)世紀(jì)70年代末前蘇聯(lián)將DLC技術(shù)應(yīng)用于宇航儀表中的動(dòng)壓氣浮軸承，成功研制出高精度且**磨損型陀螺動(dòng)壓馬達(dá)。1990年歐洲空間中心摩擦實(shí)驗(yàn)室在評(píng)價(jià)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(yīng)該是以金剛石膜和類(lèi)金剛石膜為主。通過(guò)分析比較，他們認(rèn)為DLC是適合未來(lái)的太空空間潤(rùn)滑摩擦表面的涂層。研究還發(fā)現(xiàn)，類(lèi)金剛石膜在超高真空中的磨損更為緩和，同時(shí)產(chǎn)生的磨損粒子更少，摩擦狀態(tài)更穩(wěn)定。故DLC作為固體潤(rùn)滑膜應(yīng)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(lǐng)域留下濃墨重彩的一筆。DLC薄膜的機(jī)械性能怎么樣？寧波金屬表面DLC技術(shù)
有數(shù)種方法來(lái)生產(chǎn)類(lèi)金剛石碳，但都是基于, sp雜化鍵比sp雜化鍵小很多的事實(shí)。因此原子尺度上壓力、沖擊、催化或者是幾種方法的組合的應(yīng)用可以迫使sp雜化碳原子結(jié)合在一起形成sp鍵合。這些作用必須足夠強(qiáng)使得這些原子能夠偏離sp鍵合的特性，而不能像彈簧一樣變形回來(lái)。一般的技術(shù)，要有一種足夠的壓力，要么能夠使sp雜化碳原子團(tuán)簇深入到涂層內(nèi)，使得沒(méi)有足夠的空間讓sp雜化擴(kuò)張回來(lái)，要么這些新的團(tuán)簇就很快被下一輪新到來(lái)的碳所埋。可以把這個(gè)過(guò)程想象成為下冰雹一樣的一種更局部化、更快、更加納米的熱壓結(jié)合條件來(lái)生產(chǎn)天然和合成的金剛石。由于它們單獨(dú)的的發(fā)生在生長(zhǎng)薄膜或涂層表面的許多地方，它們傾向于形成類(lèi)似于鵝卵石街道一樣的表面，其中鵝卵石是指sp雜化碳的結(jié)核或團(tuán)簇。根據(jù)所使用的特定生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)上會(huì)有很多碳沉積的周期，一些工藝?yán)邕B續(xù)的新碳元素到達(dá)比例和彈道運(yùn)輸可以促使sp鍵合形成。其結(jié)果就是，ta-C可能有”鵝卵石街道“的結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)結(jié)核會(huì)融在一起，就像一塊海綿或是鵝卵石一樣，小到幾乎不能看見(jiàn)。圖示為一個(gè)常規(guī)的"中等"形貌的ta-C薄膜。寶山橡膠模DLCDLC類(lèi)金剛石涂層性能及作用。
類(lèi)金剛石(diamond-likecarbon,DLC)薄膜是一種同時(shí)含有sp2鍵和sp3鍵的非晶碳膜，其結(jié)構(gòu)及性能介于金剛石與石墨之間，具有高硬度、高熱導(dǎo)率、良好的化學(xué)惰性和耐磨性，在裝備關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件的表面防護(hù)方面有巨大應(yīng)用前景，現(xiàn)已成為世界范圍內(nèi)被研究的薄膜材料之一。但DLC作為一種亞穩(wěn)態(tài)材料，膜內(nèi)殘余壓應(yīng)力大、膜基結(jié)合強(qiáng)度低，高溫下易發(fā)生化學(xué)鍵破壞，導(dǎo)致性能下降。向薄膜中添加異質(zhì)元素是調(diào)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(tuán)隊(duì)利用高功率脈沖磁控濺射復(fù)合中頻磁控濺射技術(shù)制備了摻Si的納米多層類(lèi)金剛石(Si-DLC)薄膜，發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變Si元素的含量可調(diào)控薄膜的摩擦學(xué)行為：低Si含量()的薄膜在界面處發(fā)生石墨化，起到潤(rùn)滑作用，降低磨損；高Si含量()的薄膜在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生更多的sp3鍵，硬質(zhì)顆粒分布在薄膜與對(duì)磨副之間，使薄膜的磨損率高于低Si含量狀態(tài)。
由于DLC屬亞穩(wěn)態(tài)的材料，熱穩(wěn)定性差是限制DLC膜應(yīng)用的一個(gè)重要因素，在300°C以上退火時(shí)即出現(xiàn)了sp3鍵向sp2鍵轉(zhuǎn)變，為此，人們進(jìn)行了大量的工作試圖提高其熱穩(wěn)定性。有研究發(fā)現(xiàn)：Si的加入可以明顯改善DLC膜的熱穩(wěn)定性，含20 at%Si的DLC膜在740°C退火時(shí)才出現(xiàn)sp3鍵向sp2鍵轉(zhuǎn)變。同樣，金屬（如Ti、W、Cr）的摻入也可提高DLC膜的熱穩(wěn)定性，我們正在對(duì)這方面進(jìn)行研究。純DLC膜具有優(yōu)異的耐蝕性，各類(lèi)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。
類(lèi)金剛石DLC涂層應(yīng)用。
類(lèi)金剛石薄膜通常又被人們稱(chēng)為DLC薄膜，是英文詞匯DiamondLikeCarbon的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是一類(lèi)性質(zhì)近似于金剛石，具有高硬度.高電阻率.良好光學(xué)性能等，同時(shí)又具有自身獨(dú)特摩擦學(xué)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(jié)合方式，從而使其終產(chǎn)生不同的物質(zhì):金剛石(diamond)-碳碳以sp3鍵的形式結(jié)合;石墨(graphite)-碳碳以sp2鍵的形式結(jié)合;而如同緒論里所述類(lèi)金剛石(DLC)-碳碳則是以sp3和sp2鍵的形式結(jié)合，生成的無(wú)定形碳的一種亞穩(wěn)定形態(tài)，它沒(méi)有嚴(yán)格的定義，可以包括很寬性質(zhì)范圍的非晶碳，因此兼具了金剛石和石墨的優(yōu)良特性;所以由類(lèi)金剛石而來(lái)的DLC膜同樣是一種亞穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)程無(wú)序的非晶材料，碳原子間的鍵合方式是共價(jià)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(shù)量的C-H鍵。由兩個(gè)相同或不相同的原子軌道沿軌道對(duì)稱(chēng)軸方向相互重疊而形成的共價(jià)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(wěn)定。σ鍵是能?chē)@對(duì)稱(chēng)軸旋轉(zhuǎn)，而不影響鍵的強(qiáng)度以及鍵跟鍵之間的角度(鍵角)。DLC薄膜的工程化應(yīng)用工藝設(shè)計(jì)。上海沖壓模DLC
類(lèi)金剛石碳膜(DLC膜)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其應(yīng)用。寧波金屬表面DLC技術(shù)
世界能源的1/2-1/3消耗于摩擦，機(jī)械零件80％失效原因是磨損；因此磨損是材料研究的重要命題；耐磨、減摩材料開(kāi)發(fā)活躍，成為摩擦學(xué)研究的重點(diǎn)。摩擦學(xué)包括摩擦、磨損和潤(rùn)滑三部分。自從上世紀(jì)70年代DLC薄膜問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和探索，逐漸形成了現(xiàn)在的物理沉積和化學(xué)氣相沉積的DLC(類(lèi)金剛石涂層）薄膜。早期的涂層以硬度作為主要指標(biāo)，往往追求高硬度以獲得較好的抗磨性能。但是這些鍍層的摩擦系數(shù)普遍較高，以TiN為例其摩擦系數(shù)在干摩擦狀態(tài)下一般在0.4以上。高硬度的薄膜往往具有較大的脆性，易剝落、開(kāi)裂。當(dāng)前涂層面臨的挑戰(zhàn)不僅應(yīng)具有長(zhǎng)的使用壽命而且有很好的自潤(rùn)滑功能。近年來(lái)，在保證鍍層具有高硬度的前提下減小鍍層摩擦系數(shù)的研究成為熱點(diǎn)，耐磨減摩鍍層的概念也隨之引入。寧波金屬表面DLC技術(shù)