常用的无氢DLC涂层制备方法:1、电弧离子镀。电弧离子镀是由Mattox于1964年首先公开了所发明的技术。它是在蒸发镀膜的同时,用来源于等离子体的离子轰击膜层。在上世纪70年代诸多电弧离子镀技术相继实用化,主要用于制备刀具涂层。电弧离子镀技术属于冷场致弧光放电,制备过程如下:工件经清洗入炉后抽真空。当真空度达到6X10-3Pa后,开启烘烤加热电源,对工件进行加热。达到一定温度后,通入氨气,真空度降至(3~5)×10-1Pa。接通工件偏压电源,电压调至100~200V。此时产生辉光放电,从阴极弧源表面发射出碳原子和石墨原子。在工件负偏压的作用下,沉积到工件形成DLC底层,以提高类金刚石涂层的附着力。2、离子辅助沉积。离子辅助沉积技术英文缩写IAD,是一种真空蒸发为基础的辅助沉积方法。是借助少量高能离子及大量高能中子的连续作用,将金属或金属化合物蒸气沉积在工件的一种表面处理过程。真空蒸发镀膜过程中沉积的原子或者分子在基体表面的有限迁移率形成柱状的薄膜结构,所以在沉积的过程中对生长的薄膜利用离子源轰击,将离子的动量传给沉积的原子或分子,使沉积的分子或者原子的迁移率得到提高。由于含有金刚石成分,DLC涂层具有很多优良的特性。惠州五金件低温DLC涂层处理厂家
利晟纳米DLC涂层具有优良的力学性能。(1)硬度及弹性不同的沉积方法制备的DLC膜硬度及弹性模量差异很大,用磁过滤阴极电弧法可以制备出硬度达到甚至超过金刚石的DLC膜,用阴极电弧法制备的DLC膜硬度可达50GPa以上,而用离子源结合非平衡磁控溅射法制备的DLC膜硬度达21GPa。膜层内的成分对膜层的硬度有一定的影响,Si、N的掺入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有较高的弹性模量,虽低于金刚石(110GPa),但明显高于一般金属和陶瓷的弹性模量。(2)内应力和结合强度薄膜的内应力和结合强度是决定薄膜的稳定性和使用寿命,影响薄膜性能的两个重要因素,内应力高和结合强度低的DLC膜容易在应用中产生裂纹、褶皱,甚至脱落,所以制备的DLC膜具有适中的压应力和较高的结合强度。大部分研究表明,直接在基体上沉积的DLC膜的膜\基结合强度一般比较低,通过采用Ti\TiN\TiCN\TiC中间梯度过渡层的方法提高DLC膜与基体的结合强度,在模具钢上沉积DLC膜的结合强度达44N-74N,制备的膜导总体厚度可达5um。珠海复合纳米DLC涂层应用大部分研究表明,直接在基体上沉积的DLC膜的膜\基结合强度一般比较低。
DLC涂层的热稳定性。由于DLC属亚稳态的材料,热稳定性差是限制DLC膜应用的一个重要因素,在300℃以上退火时即出现了sp3键向sp2键转变,为此,人们进行了大量的工作试图提高其热稳定性。有研究发现:Si的加入可以明显改善DLC膜的热稳定性,含20at%Si的DLC膜在740℃退火时才出现sp3键向sp2键转变。同样,金属(如Ti、W、Cr)的掺入也可提高DLC膜的热稳定性,我们正在对这方面进行研究。DLC涂层的耐腐蚀性。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。但掺杂有其他元素的DLC膜的耐蚀性有所下降,这是由于掺杂的元素首先被侵蚀,从而破坏了膜的连续性所致。
dlc涂层的力学性能。a.硬度及弹性模量。不同的沉积方法制备的DLC膜硬度及弹性模量差异很大,用磁过滤阴极电弧法可以制备出硬度达到甚至超过金刚石的DLC膜[10],广州有色金属研究院用阴极电弧法制备的DLC膜比较高硬度可达50GPa以上,而用离子源结合非平衡磁控溅射法制备的DLC膜硬度达21GPa[11]。膜层内的成分对膜层的硬度有一定的影响,Si、N的掺入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有较高的弹性模量,虽低于金刚石(110GPa),但明显高于一般金属和陶瓷的弹性模量。b.内应力和结合强度。薄膜的内应力和结合强度是决定薄膜的稳定性和使用寿命,影响薄膜性能的两个重要因素,内应力高和结合强度低的DLC膜容易在应用中产生裂纹、褶皱,甚至脱落,所以制备的DLC膜比较好具有适中的压应力和较高的结合强度。大部分研究表明,直接在基体上沉积的DLC膜的膜/基结合强度一般比较低,广州有色金属研究院通过采用Ti/TiN/TiCN/TiC中间梯度过渡层的方法提高DLC膜与基体的结合强度,在模具钢上沉积DLC膜的结合强度达44N-74N[12],制备的膜导总体厚度可达5um。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。
DLC涂层在刀片上的应用。现在DLC也在各种刀片如剪刀、刮胡刀等上的应用。DLC膜减小了刀片与皮肤的摩擦,改善了刀片的性能,延长了使用寿命。DLC涂层在关键零部件上的应用DLC膜在许多关键零部件也能发挥其优良的性能,如在制成式斯特林制冷机的活塞上的应用利用其低的摩擦系数,降低摩擦力,提高耐磨性,达到无油润滑及使用寿命要求。在缝纫机配件-旋梭上镀DLC膜替代原来的电镀硬铬处理,不但避免了污染环境的问题,而且,明显提高工件表面硬度及耐磨性,使用寿命提高了10倍以上,同时,也因表面膜层摩擦系数降低后,使机器运行过程中产生的噪音变小。DLC涂层技术结合了基体G强度、高韧性以及涂层高硬度、高耐磨性的特点.珠海复合纳米DLC涂层应用
DLC涂层的基本概念和特点。惠州五金件低温DLC涂层处理厂家
DLC镀膜件经镀前处理,即可进人DLC镀膜工序。DLC镀膜在进行DLC镀膜时还必须注意DLC镀膜液的配方,电流密度的选择以及温度、等的调节。DLC镀膜需要说明的是,单盐电解液适用于形状简单、外观要求又不高的镀层,络盐电解液分散能力高,DLC镀膜时电流密度和效率低,DLC镀膜主要适用于表面形状较复杂的镀层。当DLC涂层真空镀膜机镀膜真空室内的真空度为13Pa时,DLC镀膜在阴阳两电极间加上一定的电压,气体发生自激放电,DLC镀膜从阴极发射出的原子或原子团可沉积在阳板或真空室的壁上。DLC镀膜放电回路,DLC镀膜是靠气体放电产生的正离子向阴极运动和一次电子向阳极运动形成的。DLC镀膜放电是靠正离子撞击阴极产生二次电子。DLC镀膜的主要缺点是沉积速率低,镀件温升。DLC镀膜是一种异常阴极辉光低压等离子体放电,DLC镀膜源是利用磁控管原理(即磁场与电场正交,磁场方向与阴极表面平行)制成的源。惠州五金件低温DLC涂层处理厂家
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