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珠海类金刚石DLC涂层原理

来源: 发布时间:2022年08月08日

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Z终产生不同的物质:金刚石(Diamond)-碳碳键以SP²杂化的形式结合;类金刚石(DLC)-碳碳键以SP²杂化和SP³杂化的形式结合;石墨(Graphite)-碳碳键以SP²杂化的形式结合。DLC涂层是一种高密度非晶态的聚合材料,其涂层温度≤200℃.该涂层具有以下特性:1.具有和钻石类似的诸多物理性能:硬度在Hv2000~2500;摩擦系数为0.1;2.该涂层具有非常普遍的摩擦学应用:低摩擦系数,高耐磨性,强耐腐蚀性和高达350⁰C耐热性能;塑胶模具光洁面能达到A2级;3.涂层产品普遍应用于高精密模具、有色金属及石墨类材料加工刀具、汽车零部件、医疗器械以及有自润滑要求的耐磨零件等领域。DLC类金刚石涂层工艺流程及质量检验。珠海类金刚石DLC涂层原理

内燃机DLC涂层C低摩擦技术。提高热效率是内燃机发展的H心目标之一,除燃烧系统优化、附件电动化、空气系统优化、余热回收等技术外,降低内燃机摩擦损失也是提高内燃机热效率的有效途径。类金刚石(Diamond-likecarbon,DLC)是一种具有优异耐磨性和极低摩擦系数的材料,能降低内燃机摩擦损失,提高热效率。目前,日产、康明斯等国际Z名公司已对DLC涂层在内燃机上的应用开展了大量研究,并将其作为改善内燃机热效率的重要前瞻技术,因此,利晟纳米技术在这里将介绍DLC性能以及DLC涂层在改善内燃机热效率方面的效果。珠海类金刚石DLC涂层原理DLC涂层具有诸多优点,在机械工件、G端装饰应用领域的突出特点是:低摩擦系数、高电阻和生物相容。

DLC涂层处理使用的是一种物理Q相沉积工艺技术PVD(physicalvapordeposition)。是在真空条件下(1.3x10-2~1.3x10-4Pa),采用低电压、大电流的电弧放电技术,利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离,利用电场的加速作用,使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。DLC涂层是一种在微观结构上含有金刚石成分的涂层。构成DLC的主要元素为碳,碳原子之间的不同结合方式,Z终产生不同的物质:金刚石(diamond)--碳碳以sp3键的形式结合;石墨(graphite)一碳碳以sp2键的形式结合。类金刚石(DLC)一碳碳以sp3和sp2健的形式结合;其涂层结构是由碳的sp3和sp2形态混合而成的无定型组织(没有显性的晶格结构),涂层性能的好坏取决于形成的膜层结构中sp3和sp2各自所占的百分比,sp3所占的比率越高,膜层性能越接近天然金刚石,显微硬度越高;sp2所占的比率越高,膜层的自润滑性能越好,摩擦因数越小,但显微硬度会降低(它和金属之间的摩擦因数的范围一般是0.05~O.2)。通过设定生产流程中的工艺参数和选择不同的靶材,可以控制Z终成形膜层的属性来满足不同场合的需求。

什么是DLC?“DLC”是英文“DIAMOND-LIKECARBON”一次的缩写。DLC是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似,同时又具有石墨原子组成结构的物质。类金刚石薄膜(DLC)是一种非晶态薄膜,由于具有高硬度和高弹性模量,低摩擦因数,耐磨损以及良好的真空摩擦学特性,很适合于作为耐磨涂层,从而引起了摩擦学界的重视。应用方向有哪些?(1)钻头、铣刀DLC膜可以应用于钻头和铣刀上,特别是掺杂金属的DLC膜,它不但具有高的硬度,还具有低的摩擦系数、抗有色金属粘结。(2)光盘模具及其辅助模具光盘模具是生产CD、CDR、DVD的重要工具,为了减少它与母盘(镍盘)的摩擦,希望模具表面硬且摩擦系数小,目前,国外大多采用DLC膜层,提高了模具的寿命和盘片的质量。镀膜之后有硬度高,摩擦系数低,耐磨,耐腐蚀,抗粘结性好且环保等特点。(3)芯轴DLC膜的耐磨减摩及耐腐蚀性,可显著提高齿轮、芯轴等运动部件的使用性能及寿命。纯DLC膜具有优异的耐蚀性,各类酸、碱甚至王水都很难侵蚀它。

DLC涂层对气门机构的影响采用下图所示的试验台,测量不同涂层气门挺柱的摩擦扭矩。试验结果表明,带DLC涂层的气门机构可在不同发动机转速下明显降低摩擦扭矩,从而降低摩擦损失。相对于无涂层挺柱的气门机构,采用DLC(ta-C)涂层技术可使摩擦扭矩降低45%左右。DLC涂层对活塞环摩擦性能的影响。活塞环摩擦力性能测试平台,对比了镀铬和DLC涂层技术对气环和油环摩擦性能的影响。试验结果表明,相比镀铬的气环和油环,采用DLC涂层技术可降低气环和油环的摩擦力。对于DLC涂层的气环而言,在0deg附近改善摩擦的效果较为明显;对于DLC涂层的油环,在180deg−360deg和-360deg—180deg的范围内改善摩擦的效果较为明显。DLC膜表面一般较光洁,对基材的表面光洁度没有太大的影响。珠海类金刚石DLC涂层原理

由于过渡层的表面微观结构良好,不会破坏DLC自身的粗糙度,从而保证复合涂层具有较低的摩擦系数。珠海类金刚石DLC涂层原理

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