金华切刀DLC

时间:2022年03月06日 来源:

类金刚石(diamond-likecarbon,DLC)薄膜是一种同时含有sp2键和sp3键的非晶碳膜,其结构及性能介于金刚石与石墨之间,具有高硬度、高热导率、良好的化学惰性和耐磨性,在装备关键运动部件的表面防护方面有巨大应用前景,现已成为世界范围内被研究的薄膜材料之一。但DLC作为一种亚稳态材料,膜内残余压应力大、膜基结合强度低,高温下易发生化学键破坏,导致性能下降。向薄膜中添加异质元素是调控或提高DLC膜性能的有效方法。近日,省新材料研究所真空镀膜团队利用高功率脉冲磁控溅射复合中频磁控溅射技术制备了掺Si的纳米多层类金刚石(Si-DLC)薄膜,发现通过改变Si元素的含量可调控薄膜的摩擦学行为:低Si含量()的薄膜在界面处发生石墨化,起到润滑作用,降低磨损;高Si含量()的薄膜在摩擦过程中产生更多的sp3键,硬质颗粒分布在薄膜与对磨副之间,使薄膜的磨损率高于低Si含量状态。DLC薄膜具有优异的电学性能。金华切刀DLC

类金刚石薄膜通常又被人们称为DLC薄膜,是英文词汇DiamondLikeCarbon的简称,它是一类性质近似于金刚石,具有高硬度.高电阻率.良好光学性能等,同时又具有自身独特摩擦学特性的非晶碳薄膜。碳元素因碳原子和碳原子之间的不同结合方式,从而使其终产生不同的物质:金刚石(diamond)—碳碳以sp3键的形式结合;石墨(graphite)—碳碳以sp2键的形式结合;而如同绪论里所述类金刚石(DLC)—碳碳则是以sp3和sp2键的形式结合,生成的无定形碳的一种亚稳定形态,它没有严格的定义,可以包括很宽性质范围的非晶碳,因此兼具了金刚石和石墨的优良特性;所以由类金刚石而来的DLC膜同样是一种亚稳态长程无序的非晶材料,碳原子间的键合方式是共价键,主要包含sp2和sp3两种杂化键,而在含氢的DLC膜中还存在一定数量的C-H键。青浦DLC哪家便宜类金刚石涂层(DLC)钻头较小。

DLC薄膜处于热力学非平衡状态,其原子排布呈现出近程有序、远程无序的特点。近程有序主要表现为C-C原子之间的sp3和sp2杂化键的结构。第一种模型是Beeman等人提出的,他们构造了三种具有不同sp3和sp2杂化碳原子含量的非晶碳薄膜模型。此模型具备两个典型特征:其一,除了sp2杂化结构模型外,所有模型对应于相对各向同性的无序混乱网络结构,而且没有内部悬键;其二,所有模型都做了弛豫处理,目的是使由偏离结晶态的键长、键角所引起的应变能降到比较低。第二种模型是完全无规网络模型,由Phillips等人提出并完善。该模型的基本观点是,在非晶态随机共价网络当中,当原子的平均数与原子的机械自由度相等时,该结构被完全。增加配位数,则可以生成更多的共价键而降低体系能力,可以稳定固态网络结构,但键的拉伸和键角的畸形会造成更多的应变能。

在众多类型的碳材料中,类金刚石薄膜(diamond-likecarbon,DLC)因其优异的性能吸引了世界范围内的关注和研究。DLC薄膜的结构处于金刚石和石墨结构之间的,主要是由金刚石结构的sp3杂化碳原子和石墨结构的sp2杂化碳原子混杂在一起形成的复杂三维网络结构构成[27]。根据晶体材料的特征分析,DLC薄膜通常呈现非晶态或非晶纳米晶复合结构。根据氢的有无可以分为含氢DLC薄膜(a-C:H)和不含氢DLC薄膜(a-C)。根据不同的含氢量和sp3与sp2杂化键的比例又分为不同的细类,如图1-1所示。在2005年德国工程师学会定制的“碳涂层”标准中,又可将DLC薄膜细分为不同的七大类[27]。由于DLC薄膜的结构介于金刚石和石墨之间,使其具有高的硬度,优异的减摩抗磨性能,同时还具有高的热导率、低的介电常数、宽带隙、良好的光学透过性以及优异的化学惰性和较好的生物相容性等。因而DLC薄膜不仅呈现良好的摩擦学性能,还具有良好的耐腐蚀性能。类金刚石薄膜(DLC)是一种非晶态薄膜。

采用激光Roman光谱仪研究了DLC的结构组成,利用摩擦磨损试验机测试了不同摩擦副在干摩擦和油润滑环境下的摩擦系数及耐磨寿命,终用光学显微镜观察了汽车活塞销涂层类金刚石前后的表面形貌。结果表明:采用此方法在汽车活塞销上制备的类金刚石涂层光洁度高,摩擦系数小;摩擦副之间的硬度差对其耐磨寿命具有很大的影响,加入润滑剂可以抵消这种影响;汽车活塞销涂层类金刚石在工作一定时间后,表面粗糙度降低,耐磨寿命提高,同时DLC对摩擦副具有抛光润滑作用,是一种汽车零部件推荐的抗磨减磨涂层材料。活塞销涂层类金刚石实际装车现场测试表明,寿命比没有涂层的活塞销提高。上海英屹涂层技术有限公司引进美国PE-CVD设备技术制备的类金刚石DLC膜层沉积速率快膜厚可达60um膜层硬度高膜层摩擦系数低小于结合力好耐腐蚀性能好优异的耐磨性膜层具有自润滑性的优点。可以解决PVD涂层镀不到的工件内孔的问题。公司涂层已经应用于航空机械模具电子医疗汽车发动机部件等领域。DLC薄膜的工程化应用工艺设计。杭州金属表面DLC哪家便宜

为什么DLC薄膜内应力大?金华切刀DLC

为提高纺织机高速纺纱工况下钢丝圈表面的磨损性能,采用直流等离子气相沉积法在钢丝圈表面制备类金刚石涂层(DLC),采用原位扫描探针显微镜观测涂层表面形貌,测量并计算涂层硬度.结果发现,DLC涂层颗粒粒径约为100nm,呈岛状聚集分布,硬度约为18GPa.采用球-盘式摩擦试验机研究DLC涂层在不同载荷(20~100N)和不同转速(100~600r/min)条件下的摩擦特性.结果表明,在低载高速的条件下,DLC涂层具有良好的耐磨特性,符合钢丝圈的实际工况.采用傅里叶变换红外光谱分析涂层的磨损机制,结果发现,在摩擦磨损过程中从薄膜中释放出来的氢和涂层的剪切变形引起了DLC薄膜的石墨化SP3/SP2转变,从而降低了摩擦因数和磨损率.上海英屹涂层技术有限公司引进美国PE-CVD设备技术制备的类金刚石DLC膜层沉积速率快膜厚可达60um膜层硬度高膜层摩擦系数低小于结合力好耐腐蚀性能好优异的耐磨性膜层具有自润滑性的优点。可以解决PVD涂层镀不到的工件内孔的问题。公司涂层已经应用于航空机械模具电子医疗汽车发动机部件等领域。金华切刀DLC

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