DLC涂層的主要性能

1、力學性能

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到甚至超過金剛石的DLC膜，用陰極電弧法制備的DLC膜最高硬度可達50GPa以上，而用離子源結合非平衡磁控濺射法制備的DLC膜硬度達21GPa。膜層內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、內應力和結合強度。薄膜的內應力和結合強度是決定薄膜的穩定性和使用壽命，影響薄膜性能的兩個重要因素，內應力高和結合強度低的DLC膜容易在應用中產生裂紋、褶皺，甚至脫落，所以制備的DLC膜最好具有適中的壓應力和較高的結合強度。大部分研究表明，直接在基體上沉積的DLC膜的膜\基結合強度一般比較低，通過采用Ti\TiN\TiCN\TiC中間梯度過渡層的方法提高DLC膜與基體的結合強度，在模具鋼上沉積DLC膜的結合強度達44N-74N，制備的膜導總體厚度可達5um。?

2、摩擦性能

DLC膜不僅具有優異的耐磨性，而且具有很低的摩擦系數，一般低于0.2，是一種優異的表面抗磨損改性膜。DLC的摩擦系數隨制備工藝的不同和膜中成分的變化而變化，其摩擦系數最低可達0.005。摻雜金屬元素可能降低其摩擦系數，但加入H能提高潤滑作用，環境也對摩擦系數有一定的影響。但總的來說，DLC膜與傳統的硬質薄膜（如上述的TiN、TiC、TiAlN等）相比，在摩擦系數方面具有明顯優勢，這些傳統硬質薄膜的摩擦系數都在0.4以上。因此，DLC膜有可能在許多摩擦學領域替代這些傳統硬膜。制備的摻金屬DLC膜具有良好的抗摩擦磨損性能及低達0.13-0.15的摩擦系數。

3、熱穩定性

由于DLC屬亞穩態的材料，熱穩定性差是限制DLC膜應用的一個重要因素，在300℃以上退火時即出現了sp3鍵向sp2鍵轉變，為此，人們進行了大量的工作試圖提高其熱穩定性。有研究發現：Si的加入可以明顯改善DLC膜的熱穩定性，含20 at%Si的DLC膜在740℃退火時才出現sp3鍵向sp2鍵轉變。同樣，金屬（如Ti、W、Cr）的摻入也可提高DLC膜的熱穩定性。

4、耐腐蝕性

純DLC膜具有優異的耐蝕性，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性所致。

5、表面狀態

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，采用離子源技術沉積的DLC膜表面質量明顯優于電弧離子鍍。

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