類金剛石薄膜的基本成分是碳。由于碳的來源和制備方法不同,類金剛石薄膜可分為含氫和不含氫兩類。類金剛石薄膜是一種具有長程無序的亞穩(wěn)態(tài)非晶材料。碳原子之間的鍵是共價(jià)鍵,主要包括sp2和sp3雜化鍵。含氫類金剛石薄膜中也有一定數(shù)量的碳?xì)滏I。類金剛石薄膜作為一種新型的硬質(zhì)薄膜材料,具有一系列優(yōu)異的性能,如高硬度、高耐磨性、高導(dǎo)熱性、高電阻率、良好的光學(xué)透明性、化學(xué)惰性等。
類金剛石薄膜用作測(cè)量工具的表面涂層,不會(huì)改變其尺寸和擦傷表面,從而減少校準(zhǔn)時(shí)間。它還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,防止酸堿腐蝕和有機(jī)溶液腐蝕,適用于化工機(jī)械零件和各種裝飾零件的電鍍。類金剛石薄膜可以減少工件的摩擦和磨損,有效提高表面硬度、韌性、耐磨性和高溫穩(wěn)定性,大大提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。它們廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車工業(yè)、紡織工業(yè)、地質(zhì)鉆探、模具工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域。
類金剛石薄膜是一種具有長程無序的亞穩(wěn)態(tài)非晶材料。碳原子之間的鍵是共價(jià)鍵,主要包括sp2和sp3雜化鍵。含氫類金剛石薄膜中也有一定數(shù)量的碳?xì)滏I。類金剛石薄膜是由兩個(gè)相同或不同的原子軌道沿軌道對(duì)稱軸重疊形成的共價(jià)鍵,稱為σ鍵。σ鍵是由軸向重疊的原子軌道形成的,并且有很大程度的重疊,因此σ鍵是相對(duì)穩(wěn)定的。σ鍵可以繞對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn),而不影響鍵的強(qiáng)度和鍵與鍵之間的角度(鍵角度)。
類金剛石薄膜也具有很低的摩擦系數(shù)。在干滑動(dòng)條件下,與鋼的摩擦系數(shù)相比,摩擦系數(shù)僅為相應(yīng)鋼值的五分之一,表明該涂層可作為永久性干潤滑劑,不僅進(jìn)一步減少磨損,提高工件的使用壽命,還有助于節(jié)約能耗。一個(gè)量化的效率圖可以解釋這種影響:與普通的無涂層鋼齒輪相比,涂有類金剛石薄膜的齒輪的摩擦系數(shù)降低了25% ~ 30%。
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