成都DLC涂层即类金刚石涂层,泛指不定性碳的晶体结构材质。在该材质中碳原子以不同的排列方式错中夹杂的结合在一起,从而使得该涂层具有天然的优良性能。dlc涂层在许多不同的工业领域都有广阔应用,那么DLC涂层的优缺点有哪些?
一、dlc涂层的优点
1、优良的力学性能
(1)硬度及弹性
不同的沉积方法制备的DLC膜硬度及弹性模量差异很大,用磁过滤阴极电弧法可以制备出硬度达到甚至超过金刚石的DLC膜,用阴极电弧法制备的DLC膜硬度可达50GPa以上,而用离子源结合非平衡磁控溅射法制备的DLC膜硬度达21GPa。膜层内的成分对膜层的硬度有一定的影响, Si、N的掺入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有较高的弹性模量,虽低于金刚石(110GPa),但明显高于一般金属和陶瓷的弹性模量。
(2)内应力和结合强度
薄膜的内应力和结合强度是决定薄膜的稳定性和使用寿命,影响薄膜性能的两个重要因素,内应力高和结合强度低的DLC膜容易在应用中产生裂纹、褶皱,甚至脱落,所以制备的DLC膜具有适中的压应力和较高的结合强度。大部分研究表明,直接在基体上沉积的DLC膜的膜\基结合强度一般比较低,通过采用Ti\TiN\TiCN\TiC中间梯度过渡层的方法提高DLC膜与基体的结合强度,在模具钢上沉积DLC膜的结合强度达44N-74N,制备的膜导总体厚度可达5um。
2、耐磨性能高
DLC膜不仅具有优异的耐磨性,而且具有很低的摩擦系数,一般低于0.2,是一种优异的表面抗磨损改性膜。DLC的摩擦系数随制备工艺的不同和膜中成分的变化而变化,其摩擦系数可达0.005。掺杂金属元素可能降低其摩擦系数,但加入H能提高润滑作用,环境也对摩擦系数有一定的影响。
但总的来说,DLC膜与传统的硬质薄膜(如上述的TiN、TiC、TiAlN等)相比,在摩擦系数方面具有明显优势,这些传统硬质薄膜的摩擦系数都在0.4以上。因此,DLC膜有可能在许多摩擦学领域替代这些传统硬膜。制备的掺金属DLC膜具有良好的抗摩擦磨损性能及低达0.13-0.15的摩擦系数。
3、耐腐蚀性强
纯DLC膜具有优异的耐蚀性,各类酸、碱甚至都很难侵蚀它。但掺杂有其他元素的DLC膜的耐蚀性有所下降,这是由于掺杂的元素首先被侵蚀,从而破坏了膜的连续性所致。作为机化学涂层,在运用中存有很大的可能触碰一些酸碱性物料,而dlc涂层的优良性能能够很好的应对这些物质。
5、良好的抗粘结性
dlc膜具有很好的抗粘结性,特别是对有色金属(如铜、铝、锌等),对塑料、橡胶、陶瓷等也有抗粘结性。DLC膜表面一般较光洁,对基材的表面光洁度没有太大的影响,但随着膜厚的增加,表面光洁度会下降。不同的沉积方法所得到的dlc膜表面光洁度也是不同的,采用离子源技术沉积的DLC膜表面质量明显优于电弧离子镀。
6、应用广泛
dlc涂层拥有多种多样的特性,这也为有着功能明确的多功能表面的新产品的开发创造了条件。 dlc涂层优良的涂层性能使其得以实现产业化生产并得到广泛的应用。
成都dlc涂层具有独特的高硬度和低摩擦系数,并且具有极强地不与金属材料粘结的性能。因此,这种涂层技术成为汽车行业应用的理想选择。
dlc涂层的工业化生产开始于上世纪末和本世纪初,和普通的应用于刀具/模具上的硬质涂层(如TiN, TiAIN, CrN, TiCN等)相比是一种崭新的涂层技术。
二、dlc涂层的缺点
传统的DLC涂层通常不到5微米,很容易被刮擦掉,远远达不到发动机的实际使用寿命。无论是在什么样的零件上使用,一般来说,在满足零件尺寸要求的前提下,涂层的厚度,尤其是DLC涂层的厚度往往是越厚越好,这样零件的耐磨性会相应提高。然而,一旦涂层的厚度增加,尤其是DLC层的厚度增加,就会导其内应力加大,影响涂层和基材结合力,导致涂层与基材剥离,这就对涂层的使用寿命和效率产生影响。因此,厚度及其表现出的耐磨性一直是应用上的一个瓶颈。
以上就是关于成都DLC涂层的优缺点,大家可以了解一下。dlc涂层具有良好的抗粘结性能,生物相容性好、高化学惰性、耐酸碱腐蚀等性能。