1. 类金刚石薄膜通常又被人们称为DLC薄膜,是英文词汇Diamond Like Carbon的简称,它是一类性质近似于金刚石,具有高硬度.高电阻率.良好光学性能等,同时又具有自身独特摩擦学特性的非晶碳薄膜。碳元素因碳原子和碳原子之间的不同结合方式,从而使其较为终产生不同的物质:金刚石(diamond)—碳碳以 sp3键的形式结合;石墨(graphite)—碳碳以sp2键的形式结合;而如同绪论里所述类金刚石(DLC)—碳碳则是以sp3和 sp2键的形式结合,生成的无定形碳的一种亚稳定形态,它没有严格的定义,可以包括很宽性质范围的非晶碳,因此兼具了金刚石和石墨的优良特性;所以由类金刚石而来的DLC膜同样是一种亚稳态长程无序的非晶材料,碳原子间的键合方式是共价键,主要包含sp2和sp3两种杂化键,而在含氢的DLC膜中还存在一定数量的C-H键。DLC涂层在模具上的应用,半导体模具:引脚成形模具的刀口件、封装模具的成形镶件和镶块等。镀钛DLC加工中心
1. 类金刚石碳膜(diamond-like carbon films,简称DLC膜),是含有类似金刚石结构的非晶碳膜,也是我们在这里真正需要介绍的一种。DLC膜的基本成分是碳,由于其碳的来源和制备方法的差异,DLC膜可分为含氢和不含氢两大类。DLC膜是一种亚稳态长程无序的非晶材料,碳原子间的键合方式是共价键,主要包含sp2和sp3两种杂化键,在含氢DLC膜中还存在一定数量的C-H键。我们从1996年起开始磁过滤真空弧及沉积DLC膜研究,正在完善工业化技术。如等离子体源沉积法、离子束源沉积法、孪生中频磁控溅射法、真空阴极电弧沉积法和脉冲高压放点等。不同的制备方法,DLC膜的成分、结构和性能不同。镇江真空镀膜DLC联系人DLC涂层在模具上的应用,注塑成形模具:模腔和型芯、顶杆及各类镶件等。
按轮胎模具加工工艺制备35#钢基体试样,Teflon涂层完全按照轮胎模具涂层的工艺喷涂,含氢DLC、无氢DLC涂层分别采用等离子体增强化学气相沉积和电弧离子镀沉积。
对含氢DLC、无氢DLC和Teflon涂层的结构、成分和表面形貌进行了分析和比较。三种涂层具有不同的粗糙度、断面结构、元素组成,而不同成分、结构会对涂层的表面性能造成不同的影响,因此对三种涂层的结构、成分进行表征,为涂层表面性能的改进提供理论依据。结果表明,两种DLC涂层粗糙度均小于Teflon涂层的粗糙度,三种涂层结构均匀致密,无明显沉积裂纹产生。
对含氢DLC、无氢DLC和Teflon涂层的表面性能进行测量与比较。对三种涂层的疏水性、纳米硬度、弹性模量和结合强度进行测量,分析三种涂层性能的优劣并对DLC涂层在轮胎模具上的应用性进行评价。结果表明,DLC涂层在粗糙度较小的情下,疏水性能低于Teflon涂层。但增加DLC涂层的粗糙度,疏水性能也较为增加,当涂层粗糙度为754nm时水接触角达到比较大96o。无氢DLC、含氢DLC涂层硬度、结合强度均大于Teflon涂层。通过对DLC、Teflon涂层结构、成分、表面形貌和主要表面性能的对比研究可以得出:DLC涂层疏水性、硬度、结合强度均可满足轮胎模具的使用要求,DLC涂层可以应用于轮胎模具。
DLC涂层应用
(1)钻头、铣刀DLC涂层可以应用于钻头和铣刀上,特别是掺杂金属的DLC膜,它不仅具有高的硬度,还具有低的摩擦系数、抗有色金属粘结。
(2)光盘模具及其辅助模具光盘模具是生产CD、CDR、DVD的重要工具,为了减少它与母盘(镍盘)的摩擦,希望模具表面硬且摩擦系数小,目前,国外大多采用DLC膜层,部分提高了模具的寿命和盘片的质量。镀膜之后有硬度高,摩擦系数低,耐磨,耐腐蚀,抗粘结性好且环保等特点。
(3)芯轴DLC涂层的耐磨减摩及耐腐蚀性,可显著提高齿轮、芯轴等运动部件的使用性能及寿命。
(4)刀片上的应用现在DLC也在各种刀片如剪刀、刮胡刀等上的应用。DLC膜减小了刀片与皮肤的摩擦,改善了刀片的性能,延长了使用寿命。
(5)关键零部件上的应用DLC膜在许多关键零部件也能发挥其优良的性能,如在制成式斯特林制冷机的活塞上的应用利用其低的摩擦系数,降低摩擦力,提高耐磨性,达到无油润滑及使用寿命要求。在缝纫机配件-旋梭上镀DLC膜替代原来的电镀硬铬处理,不但避免了污染环境的问题,而且,明显提高工件表面硬度及耐磨性,使用寿命提高了10倍以上,同时,也因表面膜层摩擦系数降低后,使机器运行过程中产生的噪音变小。
类金刚石(Diamond-like Carbon,DLC)薄膜具有高硬度、高耐磨性、良好的透明性和生物相容性等独特的性质。
采用拉曼光谱(Raman)分析不同厚度DLC膜的峰位信息以及sp3-C/sp2-C的比例关系,用纳米压痕仪表征膜层硬度,用硬度计分析膜/基结合力,用轮廓仪表征薄膜表面特征,并探讨膜厚对薄膜性能的影响机制。结果薄膜的厚度值在预设范围以内,该方法制备的薄膜结构致密,表面光滑,无分层、凹坑、液滴粘附等缺陷。随涂层厚度的增加,薄膜中sp3-C/sp2-C的比例呈先减小后增大的趋势,G峰也先向D峰靠近,而后远离。薄膜硬度同样随膜层厚度的增加呈先增加后减小的趋势,1.06μm厚的Cr N/DLC膜的硬度比较高(3600HV)。薄膜的结合力等级比较高可以达到工业级的HF2。表面轮廓无较大量动,表面粗糙度Ra比较低可达0.011μm。1.06μm CrN/DLC涂层模具的成型寿命是未涂层模具的3倍以上。结论对橡胶模具而言,适当厚度的DLC微/纳涂层处理可以起到一定的减磨、抗腐蚀效果,降低模具本体表面润湿性,保证橡胶件成型质量。DLC涂层可以应用于钻头和铣刀上,特别是掺杂金属的DLC膜,它有高的硬度,有低的摩擦系数、抗有色金属粘结。镇江 刀具DLC功能
DLC将摩擦损失降至较为小,良好的耐腐蚀性使基体免受破坏性攻击。镀钛DLC加工中心
耐腐蚀性纯DLC膜具有优异的耐蚀性,各类酸、碱甚至王水都很难侵蚀它。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。
表面状态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。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。 镀钛DLC加工中心
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