ประสิทธิภาพหลักของการเคลือบ DLC

ประสิทธิภาพหลักของการเคลือบ DLC

1. ความแข็งและโมดูลัสยืดหยุ่นของฟิล์ม DLC ที่เตรียมโดยวิธีการสะสมต่างกันจะแตกต่างกันอย่างมาก ฟิล์ม DLC ที่มีความแข็งสูงถึงหรือสูงกว่าเพชรสามารถเตรียมได้โดยวิธีอาร์คแคโทดกรองด้วยแม่เหล็ก และความแข็งของฟิล์ม DLC ที่เตรียมโดยวิธีอาร์คแคโทดสามารถสูงกว่า 50GPa ในขณะที่ความแข็งของฟิล์ม DLC ที่เตรียมโดยแหล่งกำเนิดไอออนรวมกับ วิธีการสปัตเตอร์แมกนีตรอนที่ไม่สมดุลนั้นสูงถึง 21GPa องค์ประกอบของชั้นฟิล์มมีอิทธิพลบางอย่างต่อความแข็งของชั้นฟิล์ม ฟิล์ม DLC มีโมดูลัสยืดหยุ่นสูงซึ่งต่ำกว่าเพชร (1100GPa) แต่สูงกว่าโลหะทั่วไปและเซรามิกอย่างเห็นได้ชัด ความเค้นภายในและแรงยึดเกาะของฟิล์มเป็นปัจจัยสำคัญสองประการที่กำหนดความเสถียรและอายุการใช้งานของฟิล์ม และส่งผลต่อประสิทธิภาพของฟิล์ม ฟิล์ม DLC ที่มีความเค้นภายในสูงและแรงยึดเกาะต่ำทำให้เกิดรอยร้าวและรอยพับได้ง่าย หรือแม้กระทั่งหลุดจากการใช้งาน ดังนั้น ฟิล์ม DLC ที่เตรียมไว้จึงแนะนำให้มีแรงกดปานกลางและแรงยึดเกาะสูง การศึกษาส่วนใหญ่แสดงให้เห็นว่าแรงยึดเกาะของฟิล์ม/ฐานของฟิล์ม DLC ที่ฝากโดยตรงบนเมทริกซ์นั้นต่ำโดยทั่วไป และวิธีการของ Ti/TiN/TiCN/TiC ระดับการเปลี่ยนผ่านไล่ระดับสีขั้นกลางถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุง DLC แรงยึดเหนี่ยวระหว่างฟิล์มกับ เมทริกซ์คือ 44N-74N และความหนาโดยรวมของสื่อนำไฟฟ้าของฟิล์มอาจสูงถึง 5 ไมครอน

2. คุณสมบัติด้านแรงเสียดทาน ฟิล์ม DLC ไม่เพียงแต่มีความทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยม แต่ยังมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมาก โดยทั่วไปน้อยกว่า 0.2 ซึ่งเป็นฟิล์มดัดแปลงที่มีความทนทานต่อการสึกหรอของพื้นผิวดีเยี่ยม ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ DLC จะแตกต่างกันไปตามการเตรียมการ กระบวนการและองค์ประกอบในภาพยนตร์โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำถึง 0.005 การเจือองค์ประกอบโลหะอาจลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน แต่การเติม H สามารถปรับปรุงผลการหล่อลื่นได้ และสภาพแวดล้อมก็มีผลกระทบต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานด้วยเช่นกัน อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไป ฟิล์ม DLC แตกต่างจากฟิล์มแข็งแบบดั้งเดิม (เช่น TiN ที่กล่าวถึงข้างต้น) TiC TiAlN เป็นต้น) มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของฟิล์มแข็งแบบดั้งเดิมเหล่านี้สูงกว่า 0.4 ดังนั้นฟิล์ม DLC อาจมาแทนที่ ฟิล์มแข็งแบบดั้งเดิมเหล่านี้ในหลายสาขาของไตรโบโลยี

3. ความเสถียรทางความร้อน เนื่องจาก DLC เป็นวัสดุที่แพร่กระจายได้ ความเสถียรทางความร้อนต่ำจึงมีจำกัด ปัจจัยสำคัญสำหรับการใช้ฟิล์ม DLC คือการเปลี่ยนจากพันธะ SP3 เป็นพันธะ SP2 ปรากฏขึ้นเมื่อหลอมที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 องศา ดังนั้นจึงมีการทำงานหลายอย่างเพื่อปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของฟิล์ม DLC การวิจัยพบว่าการเพิ่ม Si สามารถปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของฟิล์ม DLC ที่มี Si 20 AT เปอร์เซ็นต์ได้อย่างมีนัยสำคัญ การเปลี่ยนจากพันธะ SP3 เป็นพันธะ SP2 จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อฟิล์มถูกอบอ่อนที่ 740 องศาเท่านั้น ในทำนองเดียวกัน การเติมโลหะ (เช่น Ti W Cr) ก็สามารถปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของฟิล์ม DLC ได้เช่นกัน เรากำลังทำการวิจัยในด้านนี้

4. ความต้านทานการกัดกร่อน ฟิล์ม DLC บริสุทธิ์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม ซึ่งยากต่อการถูกกัดเซาะด้วยกรดและด่างทุกชนิด หรือแม้แต่น้ำทะเล แต่ความต้านทานการกัดกร่อนของฟิล์ม DLC ที่เจือด้วยองค์ประกอบอื่นๆ จะลดลง เนื่องจากองค์ประกอบที่เจืออยู่นั้น สึกกร่อนก่อนจึงทำลายความต่อเนื่องของฟิล์ม

5. สภาพพื้นผิว พื้นผิวของฟิล์ม DLC โดยทั่วไปจะเรียบและสะอาด ซึ่งไม่มีอิทธิพลมากนักต่อพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ อย่างไรก็ตาม เมื่อความหนาของฟิล์มเพิ่มขึ้น แสงที่พื้นผิวจะลดลง ผิวสำเร็จของฟิล์ม DLC ที่ได้จากวิธีการเคลือบผิวที่แตกต่างกันก็แตกต่างกันเช่นกัน และคุณภาพพื้นผิวของฟิล์ม DLC ที่เคลือบด้วยเทคโนโลยีแหล่งกำเนิดไอออนนั้นดีกว่าการชุบไอออนของ ARC DLC อย่างเห็นได้ชัด ฟิล์มมีความต้านทานการยึดเกาะที่ดี โดยเฉพาะกับโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (เช่นทองแดง, อลูมิเนียม, สังกะสี, ฯลฯ) อีกทั้งยังมีความทนทานต่อการยึดเกาะกับพลาสติก, ยาง, เซรามิกส์ ฯลฯ

บริษัท IKS PVD, เครื่องเคลือบตกแต่ง, เครื่องเคลือบเครื่องมือ, เครื่องเคลือบ DLC, เครื่องเคลือบออปติคอล, สายเคลือบสูญญากาศ PVD, โครงการแบบเบ็ดเสร็จ ติดต่อเราตอนนี้ E-mail:iks.pvd@foxmail.com