类金刚石涂层(diamond like carbon, 简称DLC)是一种在微观结构上含有金刚石成分的涂层。构成DLC的元素为碳。碳原子和碳原子之间的不同结合方式,使其Zui终产生不同的物质:金刚石(Diamond)——碳碳以sp3健的形式结合;类金刚石(DLC)——碳碳以sp3和sp2健的形式结合;石墨(Graphite)——碳碳以sp2健的形式结合。
①含氢DLC涂层
DLC涂层又称类金刚石涂层,硬度高(>HV1500),干摩擦系数低(0.05-0.1)。是一种无油自润滑涂层。DLC类涂层当中普遍的是通过各种PA-CVD(等离子辅助CVD,通过射频、微波或其他等离子激活方式)制备的含氢类DLC。含氢类DLC涂层具有相对高的显微硬度(一般在2000~3000HV)和极低的摩擦系数(0.05~0.15,干式)。通过PA-CVD方法制备的含氢DLC涂层表面粗糙度非常低。近期,它们已经成为汽车引擎零部件,如梃杆、活塞杆和各种柴油喷射系统零部件涂层的工业标准。
②无氢类DLC涂层
另一类DLC涂层,ta-C涂层是一种无氢碳元素涂层,其sp³与sp²键的比值较高。与其他DLC涂层相比,ta-C膜层具有更高的硬度和抗温性能,并可显著降低摩擦系数。因为此类涂层具有非常高的硬度及非常好的耐摩擦性能。无氢类ta-C涂层结合某些润滑剂能够显著减少摩擦,例如在尼桑汽车的发动机气阀机构上就有此类技术的应用。此类DLC涂层一般通过石墨靶的电弧蒸发来获得。涂层的特点是具有非常高的硬度值,一般在4000~7000HV,并且几乎不含氢。常把此类涂层叫做无氢类DLC涂层。在ta-C类DLC涂层中,碳原子以类似水晶体4晶点结构(四面体)为主体。
Ta-C涂层的制备
纯源公司研发Ta-C类DLC涂层并将其应用到工业领域。他是由纯源公司自主研发的纯离子镀膜设备制成。纯离子镀膜设备具备高效的电磁扫描和过滤系统,可将等离子体中的杂质颗粒、宏观粒子、大型离子团等过滤干净,经过磁过滤后沉积粒子的离化率为百分之百,并且可以过滤掉大颗粒,制备的纳米薄膜非常致密和平整光滑,抗腐蚀性能好,与机体的结合力很强,在均匀性、致密性、结合度、硬度、摩擦系数、改变物质表面结构和消除薄膜颗粒等方面取得里程碑式的突破。
Ta-C涂层的运用领域(部分)
其中医疗领域所适用的产品种类繁多,部分产品列举如下:手术刀、骨科手术器械、植入体等。
1、防眩光:黑色涂层可更舒适的手术
2、保持锋利度:持久耐用,防刮伤
3、减少摩擦:膜层具备比基材更低的摩擦系数
4、耐腐蚀:可经受血液及组织的长久腐蚀
5、生物相容性:碳膜具有良好的生物相容性