采用直流磁控濺射法在硅基底上交替沉積類(lèi)金剛石碳(DLC)和氮化碳(CNx)薄膜,制備了不同DLC層厚度的CNx/DLC納米多層膜.使用X射線衍射、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、X射線光電子譜、Raman光譜等測(cè)試手段表征了薄膜的微觀組織形貌、化學(xué)成分和原子價(jià)鍵結(jié)構(gòu)等.采用原位納米壓入技術(shù)、涂層附著力劃痕儀、球盤(pán)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)薄膜的力學(xué)和摩擦學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試.結(jié)果表明:所制備的CNx/DLC多層膜均為微晶或非晶結(jié)構(gòu),組織致密.隨著DLC層厚度的減小,多層膜內(nèi)sp3雜化鍵的含量先升高后下降,壓應(yīng)力由135MPa增至538MPa,結(jié)合力先上升后降低,而磨損率則呈相反變化趨勢(shì).多層膜在大氣和真空中的摩擦因數(shù)約為nm的多層膜的性能比較好,硬度可達(dá)GPa,比較低磨損率為×10-18m3/(N·m)。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(lèi)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)部件等領(lǐng)域。類(lèi)金剛石(DLC)的簡(jiǎn)介。無(wú)錫金剛石DLC廠家
介紹了采用物理相沉積(PVD)技術(shù)制備類(lèi)金剛石涂層的方法,進(jìn)而論述了涂層的摩擦磨損和結(jié)合力等性能的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景.分析并綜述了類(lèi)金剛石涂層的技術(shù)發(fā)展,以及制備類(lèi)金剛石薄膜的方法和影響其性能的多種要素.表面涂有類(lèi)金剛石薄膜的工件具有較高的硬度、良好的熱傳導(dǎo)率、極低的摩擦系數(shù)、優(yōu)異的電絕緣性能等.類(lèi)金剛石薄膜(DLCFilms)是近年來(lái)興起的一種以sp3和sp2鍵的形式結(jié)合生成的亞穩(wěn)態(tài)材料,因其優(yōu)異的減摩和抗磨性能,在摩擦學(xué)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用,是一種與金剛石涂層性能相似的新型薄膜材料.DLC涂層的性能研究大多集中在它的摩擦學(xué)特性和結(jié)合力性能,并且作為的涂層材料已被應(yīng)用于汽車(chē)、模具、刀具等領(lǐng)域.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(lèi)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)部件等領(lǐng)域。浙江金屬表面DLC技術(shù)DLC類(lèi)金剛石鍍膜技術(shù)。
DLC薄膜制備技術(shù)的研究開(kāi)始于七十年代。1971年Aisenberg和Chabot成功地利用碳離子束沉積出DLC薄膜以來(lái),離子束沉積法(Ionbeamdeposition)是開(kāi)始用于制備DLC膜。其后研究者發(fā)現(xiàn)了一系列生成DLC薄膜的辦法。Maissel等在《薄膜工藝手冊(cè)》一書(shū)中指出,大多數(shù)能夠在氣相中沉積的薄膜材料也能在液相中通過(guò)電化學(xué)方法合成,反之亦然。給DLC薄膜的制備帶來(lái)了新的思路,現(xiàn)在除了常見(jiàn)的化學(xué)氣相沉積(CVD)和物相沉積(PVD),也可以通過(guò)液相的電化學(xué)沉積來(lái)制備DLC膜。因此通常在兩個(gè)電極之間施加很高的電壓,即利用強(qiáng)電場(chǎng)使溶液中的C-H、C-O和O-H等鍵發(fā)生斷裂生成碳碎片,從而使含碳的成分以極性基團(tuán)或離子的形式到達(dá)基片,并且在基片所處的高電位下得以活化,進(jìn)而生成含一定sp3成分的類(lèi)金剛石薄膜。
類(lèi)金剛石碳膜(diamond-likecarbonfilms,簡(jiǎn)稱(chēng)DLC膜),是含有類(lèi)似金剛石結(jié)構(gòu)的非晶碳膜,也是我們?cè)谶@里真正需要介紹的一種。DLC膜的基本成分是碳,由于其碳的來(lái)源和制備方法的差異,DLC膜可分為含氫和不含氫兩大類(lèi)。DLC膜是一種亞穩(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,在含氫DLC膜中還存在一定數(shù)量的C-H鍵。我們從1996年起開(kāi)始磁過(guò)濾真空弧及沉積DLC膜研究,正在完善工業(yè)化技術(shù)。如等離子體源沉積法、離子束源沉積法、孿生中頻磁控濺射法、真空陰極電弧沉積法和脈沖高壓放點(diǎn)等。不同的制備方法,DLC膜的成分、結(jié)構(gòu)和性能不同。類(lèi)金剛石碳膜(Diamond-likecarbonfilms,簡(jiǎn)稱(chēng)DLC膜)作為新型的硬質(zhì)薄膜材料具有一系列優(yōu)異的性能,如高硬度、高耐磨性、高熱導(dǎo)率、高電阻率、良好的光學(xué)透明性、化學(xué)惰性等,可用于機(jī)械、電子、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,具有良好的應(yīng)用前景。我們開(kāi)發(fā)了等離子體-離子束源增強(qiáng)沉積系統(tǒng),并同過(guò)該系統(tǒng)中的磁過(guò)濾真空陰極弧和非平衡磁控濺射來(lái)進(jìn)行DLC膜的開(kāi)發(fā)。該項(xiàng)技術(shù)用于電子、裝飾、宇航、機(jī)械和信息等領(lǐng)域,用于摩擦、光學(xué)功能等用途。目前在我國(guó)技術(shù)正處于發(fā)展和完善階段。類(lèi)金剛石DLC涂層應(yīng)用。
雖然液相電沉積技術(shù)在制備類(lèi)金剛石薄膜及其相關(guān)材料方面具有很多優(yōu)勢(shì),目前對(duì)電化學(xué)沉積DLC薄膜的研究報(bào)道也越來(lái)越多,但這一領(lǐng)域仍有很多方面需要進(jìn)一步研究:(1)繼續(xù)擴(kuò)大成膜基底的選擇范圍,并深入研究不同基底材料對(duì)DLC薄膜性能的影響;(2)更為全面地研究不同電解液和沉積條件對(duì)薄膜性質(zhì)的影響;(3)深入研究成膜機(jī)理,并建立具有普遍指導(dǎo)意義的理論模型;(4)開(kāi)展功能元素的摻雜,使其可以在微電子、生物傳感器等高新領(lǐng)域得到應(yīng)用。電沉積方法的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),決定了它巨大的發(fā)展?jié)摿?,已在近年?lái)受到了人們的普遍重視,相信隨著研究的不斷深入,技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,該領(lǐng)域的研究范圍將會(huì)越來(lái)越廣,研究成果也會(huì)越來(lái)越豐碩。DLC薄膜的性能與應(yīng)用DLC薄膜將高硬度、低摩擦系數(shù)、耐磨損、抗劃傷性、耐腐蝕性、抗粘連、化學(xué)穩(wěn)定性等特性完美地結(jié)合,在力學(xué)、摩擦學(xué)、生物學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和聲學(xué)等方面展示出優(yōu)良特性,可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、工模具、刀具、汽車(chē)、電子、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、航空航天、裝飾外觀保護(hù),如手表外殼、首飾配件、手機(jī)外殼等領(lǐng)域。鋅鎳合金電鍍,特氟龍涂層,DLC涂層的性能區(qū)別?真空DLC技術(shù)
DLC薄膜的研究以及講解。無(wú)錫金剛石DLC廠家
在工具鍍領(lǐng)域我們實(shí)際上主要是利用了DLC的兩大主要性能:摩擦性能: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,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)比較低可達(dá)。摻雜金屬元素可能降低其摩擦系數(shù),但加入H能提高潤(rùn)滑作用,環(huán)境也對(duì)摩擦系數(shù)有一定的影響。但總的來(lái)說(shuō),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(shì),這些傳統(tǒng)硬質(zhì)薄膜的摩擦系數(shù)都在。DLC膜在磨損過(guò)程中,接觸面存在的摩擦變形在DLC膜表面產(chǎn)生微小的C,從而在摩擦配副的接觸面上形成一層轉(zhuǎn)移膜,使接觸面成為DLC膜的相互對(duì)磨,因而能夠減小摩擦力,提高薄膜的抗磨損性,起到固體潤(rùn)滑的作用。高硬度DLC膜具有相對(duì)適中的硬度,較低的摩擦系數(shù)、低磨損率和優(yōu)異的抗腐蝕性能。添加Cr元素后,可以調(diào)節(jié)高硬度類(lèi)石墨膜的硬度和韌性,并能提高膜基結(jié)合強(qiáng)度,Cr含量在一定范圍內(nèi),膜基結(jié)合強(qiáng)度能夠達(dá)到非常理想的結(jié)果,而且具有良好的摩擦磨損性能。在一定載荷范圍內(nèi),類(lèi)石墨膜的摩擦系數(shù)隨著載荷的提高而降低。DLC膜具有抗磨減摩的特性,是一種具有廣闊應(yīng)用前景的抗磨減摩鍍層。 無(wú)錫金剛石DLC廠家