类金刚石膜层(DLC)的制备
20世纪中期,人们就在碳氢化合物气体的等离子体放电非发现了有“硬质碳膜”的形成。直至1971年才真正开始对这种薄膜的研究,Aisenberg和R.Chabot采用碳的离子束沉积(IBD)在室温下制备出具有金刚石特征的非晶态碳膜。由于所制备的碳膜具有高的硬度和电阻率、良好的光学透过性等与金刚石相似的优异性能,人们称之为类金刚石薄膜,并在制备方法、结构形态分析、性能测试和开发应用等方面进行了深人广泛的研究。
制备类金刚石膜的方法有多种,主要有:离子束沉积、射频溅射、磁控溅射、离子束分解有机物、离子注入及化学气相沉积等。
DLC膜具有优异的力学、电学、光学性质及化学稳定性,且随着制备技术日趋成熟,在机械、声学、电磁学、光学、医学等许多领域获得应用并不断拓展其他应用领域。
纯源镀膜膜层系列工艺参数:
·Pi-TAC
涂层
外观颜色
沉积温度
显微硬度(HV)
涂层结合力(N)
Zui高使用温度
膜厚(μm)
摩擦系数
主要应用
Free-Particle Ta-C
彩色
<100℃
3000-5000
/
650℃(N2保护)
0.02-0.15
~0.1
光学模压模具、超洁净膜层
Colorful
Ta-C
七彩
<100℃
5000-6000
/
300℃
0.2-0.3
~0.1
微钻、有色金属铣刀
Ta-C
灰黑色
<150℃
2500-7000
≥35
300℃
1-5
~0.1
耐磨件、磨削刀具、铍铜件、手术剪、牙科螺钉、纺织配件等
Thick Ta-C
灰黑色
<150℃
1800-2200
≥40
300℃
5.5-8
~0.1
运动摩擦零部件、工具刀片等
Ultra-Thick Ta-C
灰黑色
<180℃
1800-2200
≥50
300℃
20-28
<0.2
发动机零部件、耐腐蚀件等
涂层
外观颜色
沉积温度
界面接触电阻
膜厚(μm)
阴极腐蚀电流
主要应用
HE Ta-C
灰黑色
<150℃
< 5mΩ•cm2
<0.5
< 0.03μA•cm-2
氢燃料电池双极板
性能:耐腐蚀、结合力好、使用寿命长等。
·IA-DLC
涂层
外观颜色
沉积温度
显微硬度(HV)
涂层结合力(N)
Zui高使用温度
膜厚(μm)
摩擦系数
主要应用
NP-DLC
黑色
<100℃
1500-2500
>30
300℃
2-5
~0.1
精密模具、超洁净膜层
VC-DLC
彩色
<100℃
1500-3500
/
300℃
0.2-1
~0.2
微钻、有色金属铣刀
HD-DLC
黑色
<100℃
2000-3000
>30
300℃
2-5
~0.2
耐磨件、工具刀具、汽车零部件、医疗器械等
WCC
深灰色
<150℃
100-1500
>30
700℃
1-3
~0.15
精密铸造件、模具、零部件
SD-DLC
深黑色
<150℃
>700
/
300℃
1-2
~0.1
球头、装饰领域
以上数据来源于安徽纯源镀膜科技有限公司-先进材料实验室-检测结果
参考资料:石玉龙、闫凤英《薄膜技术与薄膜材料》