利晟納米淺析DLC類金剛石涂層結(jié)構(gòu)特性

2022-12-13 08:50:08中山市利晟納米科技有限公司

DLC類金剛石涂層具有摩擦系數(shù)低、硬度高、彈性模量大、熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好、光學(xué)帶隙寬等長處，被普遍應(yīng)用于加工刀具、模具、醫(yī)療器械、轎車零部件等。DLC類金剛石涂層之所以具有如此多的長處功能且被普遍應(yīng)用，根本原因在于其共同的結(jié)構(gòu)特性及由此構(gòu)成的功能。

DLC類金剛石涂層的結(jié)構(gòu)特性

1、亞穩(wěn)態(tài)決議結(jié)構(gòu)

DLC類金剛石涂層不是由單質(zhì)組成，它是一種含有SP2和SP3鍵，幾乎不含SP1鍵的亞穩(wěn)態(tài)非晶碳。具有超過70%的SP3鍵的DLC涂層與金剛石涂層有許多類似的性質(zhì)。類金剛石是含有SP2雜化和SP3雜化的非晶碳，因此其表現(xiàn)出來的性質(zhì)介于金剛石和石墨之間。

2、化學(xué)鍵決議功能

SP3鍵決議涂層的力學(xué)功能，SP2鍵決議了涂層的物理功能。通過調(diào)整制備工藝，控制SP3鍵和SP2鍵的比例，能夠獲得不同性質(zhì)的類金剛石涂層。將SP3鍵多于80%的不含氫的碳膜稱為四面體非晶碳涂層(ta-C)，其硬度只次于金剛石，因此能夠作為很好的耐磨防護涂層。亞穩(wěn)態(tài)、非晶態(tài)的DLC，沒有晶界，涂層細密潤滑，摩擦系數(shù)低，無晶界缺陷，能夠作為很好的耐腐蝕涂層，但熱穩(wěn)定性差。除了含有SP3鍵和SP2鍵還含有一定數(shù)量氫的碳膜稱為含氫非晶碳涂層(a-C:H)，SP3鍵和SP2鍵雜化構(gòu)成的碳膜稱為非晶碳膜(a-C)，它們都具有較好的生物相容性。

此外，類金剛石涂層還表現(xiàn)出與金剛石類似的光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)性質(zhì)，具有光學(xué)帶隙寬、折射率高、電阻率高、電子親和勢低一級特色，聲音傳播速度大，能夠作為高保真揚聲器高音單元振膜、聲學(xué)傳感器等使用。