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    超硬涂層CVD涂層與DLC涂層區(qū)別有哪些
    來源:技術(shù)支持 | 發(fā)布日期:2023-09-04

    超硬涂層材料可是由主族元素組成的大佬哦,它們要么是單質(zhì),要么是共價(jià)鍵化合物,金剛石、類金剛石(DLC)等都是這個(gè)大家庭的成員。這些材料有著超級硬度和優(yōu)秀性能,比如超高硬度、超低摩擦因數(shù)、超強(qiáng)耐磨和耐腐蝕性、良好導(dǎo)熱和化學(xué)穩(wěn)定性,還有高的禁帶寬度。它們不僅繼承了家族的優(yōu)秀特性,還更加實(shí)用呢。今天我就來給大家扒一扒金剛石涂層和DLC涂層的神秘面紗!

    首先,我們來看看金剛石涂層。這位大佬可是自然界中最硬的物質(zhì),比天然金剛石的硬度還高呢!它還擁有超低的摩擦因數(shù)、超高的彈性模量、超強(qiáng)的導(dǎo)熱性、超快的聲傳播速度、寬闊的能帶隙,以及卓越的化學(xué)穩(wěn)定性等。但由于天然金剛石的儲量和價(jià)格問題,它在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用中的表現(xiàn)受到了一些限制。幸運(yùn)的是,我們可以用CVD法來制作金剛石涂層,這種涂層與天然金剛石有著近似的物理和化學(xué)特性。根據(jù)金剛石的晶粒尺寸,我們可以把CVD金剛石涂層分為微米晶金剛石涂層和納米晶金剛石涂層,而當(dāng)晶粒尺寸小于10nm時(shí),它就被稱為超納米金剛石涂層了。經(jīng)過這么多年的研究開發(fā),CVD金剛石涂層的制備技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,有些產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化推廣階段,形成了不小的市場規(guī)模。它的應(yīng)用領(lǐng)域多得數(shù)不清。

    接下來,我們來看看類金剛石DLC涂層這位大佬。1971年,Aisenberg等人利用離子束沉積技術(shù)制備了一種與金剛石有著近似的硬度、化學(xué)組成、光學(xué)透過率的非晶碳涂層。這種碳涂層的結(jié)構(gòu)是長程無序的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),主要以sp3鍵碳共價(jià)結(jié)合為主,混合有sp2鍵碳。因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)和性能與金剛石相似,所以被稱為類金剛石DLC涂層。DLC涂層有著與金剛石涂層近似的性能,比如超高的硬度、電阻率、導(dǎo)熱系數(shù)、電絕緣強(qiáng)度、高紅外透射性以及光學(xué)折射率。與此同時(shí),DLC涂層還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性。這位大佬在機(jī)械、電子、光學(xué)、聲學(xué)、計(jì)算機(jī)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景呢!不過呢,DLC涂層的性能會受到沉積方式和環(huán)境的影響

    DLC涂層具有與金剛石涂層非常相近的性能,即極高的硬度、電阻率、導(dǎo)熱系數(shù)、電絕緣強(qiáng)度、高紅外透射性以及光學(xué)折射率,同時(shí)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性等,在機(jī)械、電子、光學(xué)、聲學(xué)、計(jì)算機(jī)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。不過受沉積方式和環(huán)境的影響,DLC涂層中還可能含有氫等雜質(zhì),含各種C-H鍵,因此不同的制備方法和工藝條件對涂層的性能,尤其是硬度的影響很大。

      目前超硬涂層材料被廣泛用于半導(dǎo)體工業(yè)、儀表工程、航空航天制造、核電裝備和現(xiàn)代工業(yè)制造等諸多領(lǐng)域——例如,DLC涂層就因其優(yōu)異的力學(xué)性能和物化特性,在切削刀具、機(jī)械制造等領(lǐng)域獲得了大量的關(guān)注和研究。

    鋁件鍍DLC涂層

    不過要確保涂層實(shí)際使用效果理想,除了要對普通硬質(zhì)和超硬涂層的制備及改性技術(shù)進(jìn)行深入研究外,還需要根據(jù)涂層服役工況,進(jìn)行相關(guān)的性能研究及損傷監(jiān)測,避免因涂層分層、開裂、腐蝕、變色而導(dǎo)致涂層完全失效。因此要用好涂層的話,需要做的工作還有很多。

    【責(zé)任編輯】小編

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