類金剛石涂層DLC主要性能有哪些
  1、力學(xué)性能

  a.硬度及彈性模量。不同的沉積方法制備的DLC膜硬度及彈性模量差異很大，用磁過濾陰極電弧法可以制備出硬度達(dá)到甚至超過金剛石的DLC膜[10]，廣州有色金屬研究院用陰極電弧法制備的DLC膜硬度可達(dá)50GPa以上，而用離子源結(jié)合非平衡磁控濺射法制備的DLC膜硬度達(dá)21GPa[11]。膜層內(nèi)的成分對膜層的硬度有一定的影響， Si、N的摻入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有較高的彈性模量，雖低于金剛石(110GPa)，但明顯高于一般金屬和陶瓷的彈性模量。

  b.內(nèi)應(yīng)力和結(jié)合強(qiáng)度。薄膜的內(nèi)應(yīng)力和結(jié)合強(qiáng)度是決定薄膜的穩(wěn)定性和使用壽命，影響薄膜性能的兩個(gè)重要因素，內(nèi)應(yīng)力高和結(jié)合強(qiáng)度低的DLC膜容易在應(yīng)用中產(chǎn)生裂紋、褶皺，甚至脫落，所以制備的DLC膜具有適中的壓應(yīng)力和較高的結(jié)合強(qiáng)度。大部分研究表明，直接在基體上沉積的DLC膜的膜/基結(jié)合強(qiáng)度一般比較低，廣州有色金屬研究院通過采用Ti/TiN/TiCN/TiC中間梯度過渡層的方法提高DLC膜與基體的結(jié)合強(qiáng)度，在模具鋼上沉積DLC膜的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)44N-74N[12]，制備的膜導(dǎo)總體厚度可達(dá)5um。

  2、摩擦性能

  DLC膜不僅具有優(yōu)異的耐磨性，而且具有很低的摩擦系數(shù)，一般低于0.2，是一種優(yōu)異的表面抗磨損改性膜。DLC的摩擦系數(shù)隨制備工藝的不同和膜中成分的變化而變化，其摩擦系數(shù)可達(dá)0.005[13]。摻雜金屬元素可能降低其摩擦系數(shù)，但加入H能提高潤滑作用，環(huán)境也對摩擦系數(shù)有一定的影響。但總的來說，DLC膜與傳統(tǒng)的硬質(zhì)薄膜(如上述的TiN、TiC、TiAlN等)相比，在摩擦系數(shù)方面具有明顯優(yōu)勢，這些傳統(tǒng)硬質(zhì)薄膜的摩擦系數(shù)都在0.4以上。因此，DLC膜有可能在許多摩擦學(xué)領(lǐng)域替代這些傳統(tǒng)硬膜。廣州有色金屬研究院制備的摻金屬DLC膜具有良好的抗摩擦磨損性能及低達(dá)0.13-0.15的摩擦系數(shù)[14]。

  3、熱穩(wěn)定性

  由于DLC屬亞穩(wěn)態(tài)的材料，熱穩(wěn)定性差是限制DLC膜應(yīng)用的一個(gè)重要因素，在300℃以上退火時(shí)即出現(xiàn)了sp3鍵向sp2鍵轉(zhuǎn)變，為此，人們進(jìn)行了大量的工作試圖提高其熱穩(wěn)定性。有研究發(fā)現(xiàn)：Si的加入可以明顯改善DLC膜的熱穩(wěn)定性，含20 at%Si的DLC膜在740℃退火時(shí)才出現(xiàn)sp3鍵向sp2鍵轉(zhuǎn)變[15]。同樣，金屬(如Ti、W、Cr)的摻入也可提高DLC膜的熱穩(wěn)定性，我們正在對這方面進(jìn)行研究。

  4、耐腐蝕性

  純DLC膜具有優(yōu)異的耐蝕性，各類酸、堿甚至王水都很難侵蝕它。但摻雜有其他元素的DLC膜的耐蝕性有所下降，這是由于摻雜的元素首先被侵蝕，從而破壞了膜的連續(xù)性所致。

  5)表面狀態(tài)

  DLC膜表面一般較光潔，對基材的表面光潔度沒有太大的影響，但隨著膜厚的增加，表面光潔度會下降。不同的沉積方法所得到的DLC膜表面光潔度也是不同的，廣州有色金屬研究院采用離子源技術(shù)沉積的DLC膜表面質(zhì)量明顯優(yōu)于電弧離子鍍。

  DLC膜具有很好的抗粘結(jié)性，特別是對有色金屬(如銅、鋁、鋅等)，對塑料、橡膠、陶瓷等也有抗粘結(jié)性。