پوشش DLC مانند الماس دارای ویژگی های ضریب اصطکاک کم ، سختی زیاد ، مدول الاستیک بزرگ ، هدایت حرارتی بالا ، ضریب انبساط حرارتی کوچک ، پایداری شیمیایی خوب ، شکاف باند نوری گسترده و غیره است و به طور گسترده ای در پردازش سطح ابزار ، قالب ، تجهیزات پزشکی ، قطعات ماشین و سایر وسایل مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل اساسی چرا پوشش های DLC عملکردهای زیادی دارند و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند ، خصوصیات ساختاری آنها و عملکردهای ناشی از آنها است.
1. خصوصیات ساختاری پوشش های الماس DLC
1) ساختار وضوح قابل اندازه گیری
پوشش DLC DLC از مواد عناصر تشکیل نشده است ، این یک کربن آمورف قابل استفاده با اوراق قرضه SP2 و SP3 و تقریباً هیچ پیوندی SP1 است. روکش های DLC با بیش از 70 ٪ اوراق قرضه SP3 دارای خواص مشابه بسیاری با پوشش های الماس هستند. کربن های مانند الماس کربنهای آمورف حاوی هیبریداسیون SP2 و هیبریداسیون SP3 هستند ، بنابراین خواصی را نشان می دهند که بین الماس و گرافیت واسطه است.
2) عملکرد وضوح پیوند شیمیایی
عملکرد مکانیکی پوشش توسط پیوند SP3 تصمیم گرفته می شود. عملکرد بدنی آن توسط پیوند SP2. ویژگی های مختلف ممکن است با تغییر تکنیک آماده سازی و نسبت اوراق قرضه SP3 به SP2 تولید شود ، بنابراین پوشش های الماس مانند را بدست می آورند. دوم فقط به الماس در سختی و در نتیجه به عنوان یک پوشش محافظ مؤثر در برابر سایش عمل می کند ، فیلم های کربن بدون هیدروژن با بیش از 80 ٪ پیوندهای SP3 به عنوان پوشش کربن آمورف چهار ضلعی (TA-C) شناخته می شوند. گرچه پایداری ضعیف حرارتی ، DLC قابل استفاده ، متاست ، بدون مرز دانه ، روغن کاری ریز ، ضریب اصطکاک کم ، بدون نقص مرزی دانه ، ممکن است به عنوان یک پوشش مقاوم در برابر خوردگی استفاده شود. جدا از پیوند SP3 و پیوند SP2 ، پوشش کربن آمورف حاوی هیدروژن (AC: H) فیلم کربن ساخته شده است که از آن هیبرید پیوند SP3 و پیوند SP2 تشکیل شده است. هر دوی این فیلم های کربن دارای زیست سازگاری خوبی هستند.
علاوه بر این ، به طور گسترده توسط بسیاری از بخش های دیگر به کار می رود ، پوشش های شبیه به الماس همچنین ویژگی های نوری ، الکتریکی و آکوستیک قابل مقایسه با الماس را نشان می دهند و ویژگی های باند نوری گسترده ، ضریب شکست بالا ، مقاومت بالا و وابستگی الکترون کم را دارند.
2. روش آماده سازی پوشش الماس DLC مانند
پوشش DLC DLC توسط انباشت فاز بخار شیمیایی (CVD) و انباشت فاز بخار فیزیکی (PVD) تهیه می شود.
1) روش تجمع فاز بخار شیمیایی
تجمع فاز بخار شیمیایی به تمایز یا یونیزاسیون ترکیبات حاوی کربن در دماهای بالا یا در یک میدان پلاسما و سپس یک واکنش شیمیایی در بستر برای تشکیل یک پوشش مانند الماس اشاره دارد. CVD عمومی دارای نقص هایی مانند دمای تجمع بالا و استرس داخلی بزرگ پوشش است و به تدریج با انباشت فاز بخار شیمیایی تقویت شده پلاسما (PE-CVD) ، فرکانس مایکروویو-رادیو (MW-KF) ، تخلیه مستقیم درخشش جریان (DG) ، فرکانس رادیویی گرانش (RFG) و سایر روش های آماده سازی پوشش استفاده شده است.
2) روش تجمع فاز فیزیکی
فیلم DLC با انباشت فاز فیزیکی آماده می شود و کربن بر روی بستر به شکل یون ها یا اتم ها از طریق تعرق درجه حرارت بالا و پاشیدن یون گاز از هدف گرافیت جمع می شود ، که ظاهری خشن و نیروی اتصال ضعیف دارد و اثر کاربرد صنعتی آشکار نیست. انباشت پرتو یونی (IBD) ، لکه دار شدن مگنترون ، فناوری قوس کاتد و انباشت لیزر پالس (PLD) می تواند برای تهیه پوشش های الماس مانند با روغن کاری ریز ، استرس داخلی کم ، چسبندگی قوی و ضریب اصطکاک کوچک استفاده شود.