DLC 涂层的主要成分是碳,其中有很大一部分是 sp3 杂化碳键,这些碳键使其具有类似金刚石的特性,如高硬度和耐磨性。DLC 涂层中的碳呈非晶态无定形结构,结合了金刚石(sp3 键)和石墨(sp2 键)的特性。这种独特的结构赋予了 DLC 涂层优异的机械和摩擦学特性。
组成和结构:
DLC 涂层并非纯金刚石,而是模仿金刚石的某些特性而设计的。DLC 中碳原子的结合方式与金刚石相似,其中 sp3 键的比例很高。这些键比石墨中的 sp2 键更牢固、更稳定,因此 DLC 涂层具有很高的硬度和耐磨性。sp3 和 sp2 键的确切比例会因沉积工艺和条件的不同而变化,进而影响 DLC 涂层的性能。沉积工艺:
DLC 涂层通常采用射频等离子体辅助化学气相沉积(RF PECVD)或物理气相沉积(PVD)等方法沉积。这些工艺涉及使用等离子体分解含碳气体或蒸汽,然后将其凝结在基材上形成 DLC 薄膜。具体来说,PVD 工艺包括蒸发源材料,使其凝结在工具上,形成单层 DLC。
应用和特性:
由于具有高硬度、耐磨性和低摩擦特性,DLC 涂层被广泛应用于发动机部件、机械零件和高精度工具等领域。它们还具有化学惰性和生物相容性,因此适用于医疗植入物和部件。这种涂层可在相对较低的温度下沉积,因此可与包括铝及其合金在内的多种基材兼容。