详细介绍DLC类金刚石涂层性能及作用

DLC类金刚石也叫非晶金刚石，DIAMOND-LIKE CARBON”英文缩写“DLC”。是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似，同时又具有石墨原子组成结构的物质。类金刚石薄膜（DLC）是一种非晶态薄膜，由于具有高硬度和高弹性模量，低摩擦因数，耐磨损以及良好的真空摩擦学特性，已成为高速钢和硬质合金刀具的理想涂层材料，也可广泛应用于机械、工模具、刀具、汽车、电子、光学、生物医学、航空航天、装饰外观保护，如手表外壳、首饰配件、手机外壳等领域。

　　一、耐磨性

　　DLC膜不仅具有优异的耐磨性，而且具有很低的摩擦系数，一般低于0.2，是一种优异的表面抗磨损改性膜。DLC的摩擦系数随制备工艺的不同和膜中成分的变化而变化，其摩擦系数可达0.005。掺杂金属元素可能降低其摩擦系数，但加入H能提高润滑作用，环境也对摩擦系数有一定的影响。　

　　二、硬度高　

　　DLC薄膜具有很高的硬度，不同的沉积方法制备的DLC薄膜硬度差异很大，尤其是用激光溅射或磁过滤阴极电弧法制备出的DLC薄膜，其硬度高达70-110GPa，与金刚石相当。

　　三、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。作为机化学涂层，在运用中存有很大的可能触碰一些酸碱性物料，而dlc涂层的优良性能能够很好的应对这些物质。

　四、摩擦性

　　DLC膜与传统的硬质薄膜（如上述的TiN、TiC、TiAlN等）相比，在摩擦系数方面具有明显优势，这些传统硬质薄膜的摩擦系数都在0.4以上。因此，DLC膜有可能在许多摩擦学领域替代这些传统硬膜。制备的掺金属DLC膜具有良好的抗摩擦磨损性能及低达0.13-0.15的摩擦系数。

　　五、抗粘结性

　　dlc膜具有很好的抗粘结性，特别是对有色金属（如铜、铝、锌等），对塑料、橡胶、陶瓷等也有抗粘结性。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，但随着膜厚的增加，表面光洁度会下降。不同的沉积方法所得到的dlc膜表面光洁度也是不同的，采用离子源技术沉积的DLC膜表面质量明显优于电弧离子镀。

　　六、电学性能

　　DLC薄膜具有优异的电学性能，一般来说，含氢DLC薄膜电阻率比不含氢的DLC薄膜的高，可能是由于氢稳定了薄膜中sp3相的缘故。由于DLC中的sp2相和薄膜的电阻率有直接的关系，因此沉积工艺和离子束的能量都对DLC薄膜层电阻率有着很大的影响。