简而言之，类金刚石碳（DLC）是使用高度专业化的沉积工艺在真空室中应用的。 两种最常见的工业方法是物理气相沉积（PVD）和等离子体辅助化学气相沉积（PACVD），它们都以原子级的方式在部件表面构建涂层。
关键要点是，DLC不是油漆或电镀；它是在受控环境中生长到表面的高性能薄膜。应用方法的选择取决于零件的几何形状、基材材料以及最终涂层所需的特定性能。
基础：沉积准备
在应用任何涂层之前，部件的表面必须是完美的。这是确保适当附着力和性能的最关键步骤。
为什么表面准备不容妥协
基材表面必须在原子级别上是干净的。任何残留物，从油污到微小的灰尘，都会产生薄弱点，导致涂层过早剥落或失效。
该过程通常涉及多阶段超声波清洗槽、蒸汽脱脂，有时还包括涂层腔室内部的等离子刻蚀，以去除最后的污染物层。
主要应用方法解释
DLC涂层是在真空中使用等离子体形成的，等离子体是一种电离气体，它使得碳薄膜能够精确沉积。
物理气相沉积（PVD）
PVD包括将固体材料（在本例中为石墨）汽化，然后沉积到部件上的技术。
用于DLC的最常见的PVD方法是溅射和阴极电弧蒸发。在这两种方法中，高能离子轰击固体碳靶材，将碳原子撞击脱落。这些原子穿过真空并凝结在部件表面，形成致密的DLC薄膜。
等离子体辅助化学气相沉积（PACVD）
PACVD使用不同的方法。它不是从固体碳靶材开始，而是将含碳气体（如乙炔）引入真空室。
产生强大的等离子场，将气体分子分解。这使得碳原子能够均匀地沉积到部件上，形成DLC层。由于它使用气体前驱体，PACVD在涂覆复杂形状和内部表面方面非常出色。
理解权衡
应用DLC涂层是一个技术过程，具有在设计阶段必须考虑的具体限制。
温度敏感性
PVD和PACVD都是产生热量的能量过程。虽然许多工艺被设计为在较低温度下运行（低于200°C），但热量仍然可能影响对热敏感的材料，如某些塑料或低温回火钢。
视线限制
PVD方法通常是“视线”过程。这意味着涂层只能形成在与碳源有直接路径的表面上。这使得均匀涂覆复杂几何形状、螺纹或内孔变得困难。
基材兼容性
DLC最能附着在坚硬、稳定的材料上，如钢、钛和碳化物。较软的材料如铝或铜通常需要特殊的中间层（或“粘合涂层”），以确保坚硬的DLC薄膜有一个稳定的基础并正确附着。
DLC发挥作用的地方
DLC的独特性能使其在众多行业中具有重要的功能和美学价值。
增强滑动性能
正如参考资料所述，主要用途是用于需要低摩擦和高耐磨性的部件。这包括发动机部件，如活塞销和气门挺杆、轴承和工业切削工具。
装饰性和保护性饰面
DLC提供坚硬、抗刮擦的表面，并具有优质的黑色饰面。它常用于豪华手表、高端枪支和其他耐用性和外观至关重要的消费产品。
光学和电子用途
DLC薄膜的特定结构可以针对光学特性进行调整。如前所述，它可以作为透镜、传感器的耐用、抗反射涂层，甚至可以提高硅太阳能电池的效率。
为您的部件选择正确的工艺
了解应用方法是成功实施DLC涂层的关键。
- 如果您的主要重点是在简单形状上实现极高的硬度和耐磨性： PVD电弧蒸发工艺是一个优秀且常见的选择。
- 如果您的主要重点是涂覆复杂的几何形状或内部表面： 由于PACVD使用前驱气体，涂覆更均匀，因此PACVD工艺更优越。
- 如果您的部件由铝等软材料制成： 您必须与您的涂层供应商合作，指定正确的粘合层以获得成功的结果。
最终，成功的DLC应用取决于将沉积技术与部件的材料、几何形状和功能目标相匹配。
摘要表：
| 方法 | 关键特征 | 最适合 |
|---|---|---|
| PVD（物理气相沉积） | 来自固体碳靶材的视线沉积 | 需要极高硬度和耐磨性的简单几何形状 |
| PACVD（等离子体辅助CVD） | 通过富碳气体前驱体均匀涂覆 | 复杂形状、内部表面和精细几何形状 |
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