類金剛石DLC薄膜是以sp3、sp2鍵結(jié)合為主體,這種結(jié)構(gòu)使得DLC薄膜具有一系列優(yōu)良的物理化學(xué)性能,如紅外波段透明、硬度高、摩擦系數(shù)小、化學(xué)性能穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)小等,從而使該薄膜在光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。目前DLC涂層應(yīng)用廣泛,接下來給大家整理一下關(guān)于DLC涂層的應(yīng)用以及制作方式。
DLC薄膜的特殊結(jié)構(gòu)決定了這種薄膜材料具有優(yōu)良的特性和廣泛的應(yīng)用,主要表現(xiàn)在:
1)較高的硬度和優(yōu)異的抗磨損性能,因而適合作為硬質(zhì)工具、軸承、刀具等表面,不僅可以延長工具的壽命,而且還可以提高功效;
2)電阻率高(102Ω·cm~1014Ω·cm)、介電常數(shù)大、擊穿電壓高。利用這些特點(diǎn),可將它制成理想的超高頻和微波波段的介質(zhì)材料;
3)高摻雜性。由于其帶隙寬,有利于高集成化電子器件在高溫條件下使用,因此該薄膜在半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用廣泛;
4)高頻、高音速特性良好。用DLC涂層制作的高頻揚(yáng)聲器振動(dòng)膜頻帶寬,其頻率特性高達(dá)60KHz,目前我司的音膜DLC涂層工藝已成熟并且量產(chǎn)。
5)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,耐腐蝕(防酸、堿、鹽)性能好,不僅可作為光學(xué)元件的增透膜和保護(hù)膜,防止光學(xué)元件被飛砂擦傷或被酸、堿、鹽溶液腐蝕,還應(yīng)用于光盤保護(hù)膜、手表玻璃保護(hù)膜、眼鏡片(玻璃、樹脂)保護(hù)膜以及汽車擋風(fēng)玻璃保護(hù)膜等;
6)熱導(dǎo)率高,約為銅的6倍,熱膨脹系數(shù)小,具有好的抗熱沖擊性能。
7)具有良好的生物相容性,在醫(yī)學(xué)方面也有廣泛的應(yīng)用。涂鍍?cè)谌斯りP(guān)節(jié)上轉(zhuǎn)動(dòng)部位上的DLC薄膜不會(huì)因摩擦而產(chǎn)生磨損,更不會(huì)與肌肉發(fā)生反應(yīng)、可大幅度延長人工關(guān)節(jié)的使用壽命;
8)DLC薄膜在室溫下光致發(fā)光和電致發(fā)光率都很高,有可能在整個(gè)可見光范圍發(fā)光,因此可以用作性能極佳的發(fā)光材料之一。
自20世紀(jì)70年代人們制備出DLC薄膜以來,目前已經(jīng)開發(fā)了許多種沉積方法,但大體上可以分為物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)兩大類。PVD方法是在真空下加熱或離化蒸發(fā)材料(石墨),使蒸發(fā)粒子沉積在基片表面形成薄膜的一種方法。按照加熱方式不同,熱蒸發(fā)有激光蒸發(fā)、電弧蒸發(fā)、電子束加熱等方法。濺射沉積是用高能離子轟擊靶物質(zhì)(石墨),與靶表面原子發(fā)生彈性或非彈性碰撞,結(jié)果部分靶表面原子或原子團(tuán)濺射出來,沉積在基板上形成薄膜。CVD方法是在真空室內(nèi)通入碳的氫化物、鹵化物、氧化物,通過氣體放電,在一定條件下促使它們發(fā)生分解、聚合、氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)過程,在基板上形成DLC薄膜的方法。
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