采用磁控濺射的方法,利用氬氣和甲烷為氣源,在中國(guó)較早汽車股份有限公司自主研發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的挺柱上制備類金剛石(DLC)薄膜.利用摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)架,研究了DLC涂層挺柱的摩擦學(xué)行為及其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明,在邊界潤(rùn)滑條件下,DLC涂層挺柱的摩擦因數(shù)比原零件降低67％,抗磨損性能大幅度提高；在實(shí)際使用工況下,配氣機(jī)構(gòu)的摩擦損失降低6％.DLC涂層零件可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失,適用于汽車低碳技術(shù)路線.上海英屹涂層技術(shù)有限公司引進(jìn)美國(guó)PE-CVD設(shè)備技術(shù)制備的類金剛石DLC膜層沉積速率快膜厚可達(dá)60um膜層硬度高膜層摩擦系數(shù)低小于結(jié)合力好耐腐蝕性能好優(yōu)異的耐磨性膜層具有自潤(rùn)滑性的優(yōu)點(diǎn)?？梢越鉀QPVD涂層鍍不到的工件內(nèi)孔的問(wèn)題。公司涂層已經(jīng)應(yīng)用于航空機(jī)械模具電子醫(yī)療汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件等領(lǐng)域。DLC涂層的高硬度 低摩擦性能突出。揚(yáng)州刃具DLC涂層廠
類金剛石薄膜(DLC)是1種非晶薄膜，可分為無(wú)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(wú)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(wǎng)絡(luò)構(gòu)成)，以及四面體非晶碳(tetrahedralcarbon，簡(jiǎn)稱ta-C)(主要由超過(guò)80%的sp3鍵碳原子為骨架構(gòu)成);氫化類金剛石碳膜(a-C:H)又可分為類聚合物非晶態(tài)碳(polymer-likecarbon，簡(jiǎn)稱PLC)、類金剛石碳、類石墨碳3種，其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中同時(shí)還結(jié)合一定數(shù)量的氫.類聚合物非晶態(tài)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(guò)相同簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接而成的化合物。這種類金剛石薄膜因?yàn)閟p2鍵占據(jù)了主要數(shù)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(xué)的應(yīng)用上還處在起步階段。湖州工具DLC工藝退火處理對(duì)WC-DLC薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。
一系列含有sp3和sp2雜化的不穩(wěn)定的非晶碳膜統(tǒng)稱為類金剛石薄膜（DLC），這類薄膜具有高的硬度，低的摩擦因數(shù)，優(yōu)異的耐磨性，良好的光學(xué)透過(guò)性和生物相容性，是近年來(lái)引起重視的一種新型功能薄膜材料。膜基結(jié)合力強(qiáng)弱是決定涂層壽命的關(guān)鍵因素，也是決定所有涂層應(yīng)用價(jià)值的較基礎(chǔ)因素。DLC涂層結(jié)合強(qiáng)度不高，通過(guò)納米調(diào)制等手段來(lái)提高其結(jié)合力。其中硼摻雜類金剛石涂層的研究主要集中在電化學(xué)和生物相容性方面,首先采用射頻磁控濺射法在不同基底材料上制備了類金剛石涂層，分析了基底材料對(duì)涂層結(jié)構(gòu)及膜基結(jié)合力的影響，通過(guò)原子力顯微鏡、掃描電鏡、拉曼光譜結(jié)果表明：射頻磁控濺射和閉合場(chǎng)非平衡磁控濺射制備的類金剛石涂層，上海英屹涂層技術(shù)有限公司引進(jìn)美國(guó)PE-CVD設(shè)備技術(shù)制備的類金剛石DLC膜層沉積速率快膜厚可達(dá)60um膜層硬度高膜層摩擦系數(shù)低小于結(jié)合力好耐腐蝕性能好優(yōu)異的耐磨性膜層具有自潤(rùn)滑性的優(yōu)點(diǎn)。可以解決PVD涂層鍍不到的工件內(nèi)孔的問(wèn)題。公司涂層已經(jīng)應(yīng)用于航空機(jī)械模具電子醫(yī)療汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件等領(lǐng)域。
類金剛石膜DLC因其具有抗磨性、化學(xué)惰性、沉積溫度低、膜面光滑，可以將其作為一些電子產(chǎn)品的保護(hù)膜。如噴墨打印機(jī)墨盒加熱層上、磁存儲(chǔ)器的表面、錄音機(jī)磁頭極尖加一層類金剛石膜DLC保護(hù)層、不僅能有效的減少機(jī)械損傷，又不影響數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。類金剛石膜具有電阻率高、絕緣性強(qiáng)、化學(xué)惰性高和低電子親和力等性能，且易在較大的基體上成膜。人們將類金剛石膜用作光刻電路板的掩膜，不僅可以避免操作過(guò)程中的機(jī)械損傷，還可以在去除薄膜表面的污染物允許用較激烈的機(jī)械或化學(xué)腐蝕方法，且同時(shí)不會(huì)破壞薄膜的表面，所以類金剛石膜有望代替SO2成為下一代集成電路的介質(zhì)材料。近年來(lái)，類金剛石膜在微電子領(lǐng)域的應(yīng)用，逐漸成為熱點(diǎn)。采用類金剛石膜和碳膜交替出現(xiàn)的多層膜結(jié)構(gòu)構(gòu)造成的多量子阱結(jié)構(gòu)，具有共振隧道效應(yīng)的和獨(dú)特的電特性，在微電子領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。類金剛石膜具有良好的表面平面光滑度，電子發(fā)射均勻性好，并且其具有負(fù)的電子親和勢(shì)，有效功函數(shù)相對(duì)較低的和較寬的禁帶寬度，即使在較低的外電場(chǎng)作用下，也可產(chǎn)生較大的發(fā)生電流，這個(gè)性能在平板顯示器中有著特殊的使用價(jià)值。上海冶金所研制的DLC平面柱狀陣列場(chǎng)發(fā)射平板顯示器樣品就是利用了這一原理。DLC涂層是在電離和分解的碳或烴類物質(zhì)以通常為10-300eV的能量降落在基底表面時(shí)形成的。
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。不同工藝下的DCL薄膜形貌不一樣。昆山納米DLC公司
類金剛石薄膜(DLC)的制備方法及應(yīng)用。揚(yáng)州刃具DLC涂層廠
簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，石墨態(tài)的C原子就是sp2型雜化，金剛石態(tài)的C原子就是sp3型雜化。類金剛石膜DLC，就是C原子以石墨態(tài)和金剛石態(tài)兩種形態(tài)混合的碳膜。這種復(fù)雜形態(tài)對(duì)的碳膜，既有金剛石膜的高硬度，又具有石墨膜的潤(rùn)滑性。DLC的制備由于類金剛石膜的優(yōu)異性能，自它面世以來(lái)，人們就在世界范圍掀起了碳膜的研究熱潮，相繼出現(xiàn)了一系列的碳膜制備技術(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，制備類金剛石膜現(xiàn)在主要是用各種氣相沉積法，根據(jù)制備原理的不同，大體上可以分為物相沉積和化學(xué)氣相沉積，根據(jù)離化碳原子和加熱方法的不同，DLC的制備方法可分為：真空電弧沉積，噴射沉積，等離子沉積，脈沖激光沉積，電子加入CVD法等等。DLC的制備方法不同，工藝條件不同，制造出來(lái)的類金剛石膜也是不一樣。揚(yáng)州刃具DLC涂層廠