简而言之,不能。类金刚石碳(DLC)涂层并非完全防刮,但它具有极强的抗刮性。“防”(proof)这个词意味着完全不可战胜,而在材料科学中,这种品质是不存在的。然而,对于手表、刀具和工具等日常物品来说,DLC提供了现有涂层中最高的抗刮性之一,远远超过了未涂层的钢材或其他常见的PVD涂层。
DLC涂层的耐用性不仅取决于其自身的硬度,还关键取决于其下层材料的硬度。如果基材变软而变形,即使是坚硬的涂层也可能因冲击而损坏,就像下面是泥土的薄冰层会破裂一样。
了解DLC的硬度
一层类金刚石碳薄膜
至关重要的是要了解,DLC不是一种实体材料,而是应用于基材(衬底)表面的一层极薄、极硬的薄膜,基材通常是不锈钢或钛。这种薄膜通常只有2到5微米厚——比人类头发还细得多。
它的作用是充当保护壳,赋予物体极高的表面硬度。
量化抗性
DLC的硬度是巨大的。在维氏硬度标尺上,它可以从2000到4000 HV以上。作为比较,316L不锈钢约为200 HV,钛约为350 HV。这意味着DLC的硬度至少是它通常涂覆的钢材的10倍。
在莫氏硬度标尺上,DLC的硬度约为8或9。这使其与蓝宝石水晶处于同一级别,蓝宝石水晶是消费品中使用的最坚硬的材料之一。
什么才能真正刮伤DLC涂层?
硬度层级
材料的基本规则很简单:较硬的物体会刮伤较软的物体。由于DLC在莫氏硬度标尺上约为9,只有硬度相等或更高的材料才能可靠地刮伤它。
常见的现实威胁
比DLC更硬的常见材料很少见。你不会因为蹭到木制门框、塑料或大多数金属而刮伤它。
然而,刮伤仍然是可能的。主要的罪魁祸首是含有碳化硅(莫氏9)、碳化硅(莫氏9.5)或金刚石(莫氏10)等矿物质的材料。你可能会在以下地方遇到它们:
- 钻石戒指或其他钻石首饰。
- 一些重型砂纸或指甲锉。
- 意外刮到花岗岩或砌体墙,这些墙可能含有石英(莫氏7)或更硬的夹杂物等极硬的矿物聚集体。
划痕与材料转移
通常,看起来像划痕的其实是材料转移。如果你将DLC涂层手表刮到较软的铝制门框上,一些铝可能会擦到坚硬的DLC表面上。这看起来像一道银色的划痕,但通常可以用橡皮擦或用力清洁去除,露出下面未受损的涂层。
了解权衡和失效模式
基材问题
DLC在实际耐用性中最重要的因素是其粘合的材料的硬度。
将DLC应用于相对较软的材料(如316L不锈钢)就像把一块玻璃放在床垫上。玻璃很硬,但如果你用力按压,床垫会下陷,玻璃就会破裂。
同样,手表受到尖锐的撞击可能会使下面的较软钢材凹陷。这种基材的变形会导致坚硬、易碎的DLC薄膜在撞击点破裂、碎裂或剥落。这不是“划痕”,但这是最常见的可见损坏形式。
涂层附着力和厚度
DLC的性能还取决于其应用质量。涂层与基材之间粘合不良可能导致剥落,即使没有大的冲击。
虽然较厚的涂层可以提供稍强的耐磨性,但它在受到冲击时也更容易碎裂,因为它柔韧性较差。专家应用者必须在这两者之间取得平衡。
为您的目标做出正确的选择
在考虑DLC涂层产品时,必须将您的期望与其现实能力相匹配。
- 如果您的主要关注点是日常磨损: DLC是一个绝佳的选择。它能有效消除未涂层的钢材或钛材因接触书桌、拉链和其他常见物体而积累的轻微擦伤、刮痕和旋转痕迹。
- 如果您的主要关注点是极端耐用性: DLC提供了巨大的优势,但它不是“魔法盾牌”。撞击到岩石或混凝土等坚硬表面仍可能导致下面的金属凹陷,从而导致涂层碎裂。
- 如果您的主要关注点是美观: DLC提供了一种耐用、优质的黑色饰面,远优于油漆或基本的PVD涂层。在正常使用下,它能保持其外观的时间更长。
归根结底,应将DLC视为一层强大的盔甲,它极大地降低了日常损坏的风险,而不是一个不可战胜的力场。
摘要表:
| 特性 | DLC涂层 | 未涂层钢材 | 常见PVD涂层 |
|---|---|---|---|
| 维氏硬度 (HV) | 2,000 - 4,000+ | ~200 | 800 - 1,500 |
| 莫氏硬度 | ~8 - 9 | ~4 - 4.5 | ~6 - 7 |
| 相对抗刮性 | 非常高 | 低 | 中等 |
| 主要失效模式 | 基材撞击导致的碎裂 | 划痕和擦伤 | 磨损和擦蚀 |
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