DLC類金剛石涂層是一種功能良好的耐磨涂層,由于在不同環(huán)境下的自潤滑性、耐腐蝕、耐磨損以及高化學(xué)慵懶等優(yōu)異功能,DLC涂層作為一種具有潛力的固體潤滑資料,在微型機(jī)電體系、切削工具、機(jī)械密封、生物醫(yī)學(xué)等范疇有著普遍的使用前景。DLC涂層的制備辦法主要是物相堆積法(PVD)和化學(xué)氣相堆積法(CVD),不同的制備辦法關(guān)于DLC涂層的系數(shù)影響也有所不同,制備工藝的參數(shù)要素關(guān)于DLC涂層系數(shù)也有較大影響。下面小編分享哪些制備工藝參數(shù)影響DLC涂層摩擦系數(shù)?的內(nèi)容,歡迎閱讀!
哪些制備工藝參數(shù)影響DLC涂層摩擦系數(shù)?
一、反響氣源
反響氣源的組成對(duì)DLC涂層結(jié)構(gòu)影響很大,特別是對(duì)DLC涂層的氫氣結(jié)構(gòu)有重要影響。
首先,原子氫對(duì)石墨以及其他非金剛石相碳具有擇優(yōu)刻蝕的效果。堆積金剛石薄膜過程中,在沒有超平衡氫原子參與時(shí),甲烷分解為石墨和金剛石鍵價(jià)結(jié)構(gòu)的速率是處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)的??墒钱?dāng)甲烷和氫氣的混合氣體中引入超平衡原子氫后,甲烷的熱分解效果和原子氫的刻蝕效果加在一起,就出現(xiàn)了金剛石的成長速率為正,石墨的成長速率為負(fù)的情況,即原子氫刻蝕石墨的速度遠(yuǎn)高于刻蝕金剛石的速度。因而,當(dāng)反響氣源中引入原子氫有利于添加DLC膜中sp3相含量,安穩(wěn)隨機(jī)共價(jià)鍵網(wǎng)絡(luò),阻止其轉(zhuǎn)化為石墨相。
其次,反響氣源中氫氣比例越高,DLC膜中含氫量越高,越有利于完成較低系數(shù)。經(jīng)過改變DLC膜中的氫含量,因數(shù)可改變幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
二、摻雜元素
經(jīng)過摻雜金屬或非金屬元素,可制備出具有優(yōu)異強(qiáng)韌化和膜基結(jié)合力、低特性以及低環(huán)境敏感性集一體的DLC涂層。元素?fù)诫s可以改進(jìn)DLC膜的學(xué)功能,但要關(guān)注元素?fù)诫s量。一般來說,元素?fù)诫s都會(huì)有一個(gè)適合摻雜量規(guī)模。例如,摻雜少量N元素可明顯下降各種濕度環(huán)境下DLC涂層的與磨損,但摻雜很多N元素會(huì)使得C含量大幅度下降以及薄膜中碳鏈或團(tuán)簇被更多的N原子中斷,減小無定形碳對(duì)碳膜學(xué)功能的貢獻(xiàn),功能變差。
三、基體資料
采用PECVD技術(shù)在聚碳酸酯(PC)樹脂片上堆積的DLC涂層因數(shù)會(huì)下降70%左右,耐磨性有極大的提高;在玻璃上制備的DLC膜磨損功能較差,可能是因?yàn)樵诮缑嫣幉荒苄纬蛇^渡反響層。
基體資料的外表粗糙度對(duì)DLC膜的學(xué)功能也有很大影響。作為一種無定型結(jié)構(gòu),DLC涂層成長時(shí)十分接近基體的外表輪廓或者粗糙度。如果是在相似高度拋光的藍(lán)寶石或者硅片這種原子級(jí)潤滑外表上成長,那么DLC膜的外表也會(huì)十分潤滑,然后削減機(jī)械互鎖相應(yīng)。
四、離子能量
離子能量即是指偏壓,依據(jù)相關(guān)研討,跟著偏壓升高,DLC涂層含氫量逐漸下降,而且添加sp3含量,可有效改進(jìn)DLC涂層內(nèi)應(yīng)力,增大膜基結(jié)合力,其系數(shù)遠(yuǎn)比沒有添加偏壓時(shí)低得多。
五、纖細(xì)顆粒
傳統(tǒng)陰極弧堆積辦法制備的DLC膜外表可能包括很多的納米/微米顆粒,添加外表粗糙度。經(jīng)過添加過濾設(shè)備(磁過濾器或機(jī)械過濾器)對(duì)顆粒進(jìn)行過濾和阻擋,使薄膜功能得以改進(jìn)。經(jīng)過直流或射頻等離子輔助化學(xué)氣相堆積、濺射和離子束堆積等辦法也可堆積十分潤滑的涂層(納米尺寸外表粗糙度),然后削減乃至消除機(jī)械互鎖效應(yīng)對(duì)DLC膜學(xué)功能的影響。
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