seo

新闻中心

联系我们

0510-88276101

行业新闻

您的当前位置:彩70 > 新闻中心 > 行业新闻

DLC 膜的主要性能

发布时间:2019-03-27 浏览次数:载入中... 来源:http://www.e-colab.com/
1)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,用阴极电弧法制备的 DLC 膜较高硬度可达 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。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(1100GPa),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 膜建议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 5微米。
 
2)摩擦性能 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,其摩擦系数较低 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。但总的来说,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。国此,DLC 膜有可能在许多摩擦学领域替代这些传统硬膜。

 3)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摄氏度 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 20 at%Si 的 DLC 膜在 740摄氏度 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。 

4)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。

 5)表面状态 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,用离子源技术沉积的 DLC 膜表面质量明显优于电弧离子镀。 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 膜在机械功能领域上的应用

 1)钻头、铣刀 DLC 膜可以应用于钻头和铣刀上,特别是掺杂金属的 DLC 膜,它不仅具有高的硬度,还具有 低的摩擦系数、抗有色金属粘结。荷兰的 Hauzer 公司制备的掺金属 DLC 膜层,用于切削高强度 铝合金时,能减少表面所谓的切屑瘤(BUE)。结果是延长工具的寿命并使工件材料在切削后表 面光滑。特别是在干切削和深孔加工方面,膜层性能非常好。广州有色金属研究院也进行了 在铣刀上镀 TiAlN+DLC 膜,在加工有色金属时明显提高使用寿命及加工质量。

 2)光盘模具及其辅助模具 光盘模具是生产 CD、CDR、DVD 的重要工具,为了减少它与母盘(镍盘)的摩擦,希望模具 表面硬且摩擦系数小,目前,国外大多采用 DLC 膜层,大大提高了模具的寿命和盘片的质量,同 时在其辅助模具上镀 DLC 膜,其寿命也达到了配套使用的要求。 镀膜之后有硬度高,摩擦系数低,耐磨,耐腐蚀,抗粘结性好且环保等特点。 盘模具辅助冲模

 3)芯轴 DLC 膜的耐磨减摩及耐腐蚀性,可提高齿轮、芯轴等运动部件的使用性能及寿命。

 4)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。

 5)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。

 6)其它应用 DLC 膜在工模具上的应用其它例子非常多,如:粉末冶金成型模具、塑胶成型模具、引线框弯曲 模具、玻璃片成型模具、镁合金加工模具、在轴承等。
【返回列表】
HTrCImcLmnTsXbO+bz09FUx5jm9Dh5iozRREn8rtIHnsAAW6BWVU205vMnIN+o/kO1Atzf61lsaKuagicZSOETLL0ZRx3V1zc/y6tNWNssIsq+bspZRd4e0JdeHAab6OcQpsdRwQGCplCURW9Pcd1Gc+PlsUv4J36YrhrI97XtrfFUwrtpFJFYa+LvnmFW0uEXWQkT1yT6yqUy5/pj0hoQ==