多數(shù)實驗研究表明：DLC在大氣環(huán)境下可以表現(xiàn)出低的摩擦系數(shù)，如果制備工藝恰當，其摩擦因數(shù)比較低可達，且類金剛石膜具有良好的自潤滑特性，所以人們可較好的將其使用在高真空、高溫等不適于液體潤滑的情況以同時又有清潔要求的環(huán)境中，如航天航空領域。上個世紀70年代末前蘇聯(lián)將DLC技術應用于宇航儀表中的動壓氣浮軸承，成功研制出高精度且永不磨損型陀螺動壓馬達。1990年歐洲空間中心摩擦實驗室在評價了空間使用的各種固體材料之后，明確指出今后太空空間的固體材料涂層應該是以金剛石膜和類金剛石膜為主。通過分析比較，他們認為DLC是適合未來的太空空間潤滑摩擦表面的涂層。研究還發(fā)現(xiàn)，類金剛石膜在超高真空中的磨損更為緩和，同時產生的磨損粒子更少，摩擦狀態(tài)更穩(wěn)定。故DLC作為固體潤滑膜應用到宇航具有比其他材料更為突出的潛力，必將在航天航空領域留下濃墨重彩的一筆。DLC薄膜的機械性能怎么樣？寧波金屬表面DLC技術
有數(shù)種方法來生產類金剛石碳，但都是基于, sp雜化鍵比sp雜化鍵小很多的事實。因此原子尺度上壓力、沖擊、催化或者是幾種方法的組合的應用可以迫使sp雜化碳原子結合在一起形成sp鍵合。這些作用必須足夠強使得這些原子能夠偏離sp鍵合的特性，而不能像彈簧一樣變形回來。一般的技術，要有一種足夠的壓力，要么能夠使sp雜化碳原子團簇深入到涂層內，使得沒有足夠的空間讓sp雜化擴張回來，要么這些新的團簇就很快被下一輪新到來的碳所埋?？梢园堰@個過程想象成為下冰雹一樣的一種更局部化、更快、更加納米的熱壓結合條件來生產天然和合成的金剛石。由于它們單獨的的發(fā)生在生長薄膜或涂層表面的許多地方，它們傾向于形成類似于鵝卵石街道一樣的表面，其中鵝卵石是指sp雜化碳的結核或團簇。根據(jù)所使用的特定生產工藝，生產上會有很多碳沉積的周期，一些工藝例如連續(xù)的新碳元素到達比例和彈道運輸可以促使sp鍵合形成。其結果就是，ta-C可能有”鵝卵石街道“的結構，或者說結核會融在一起，就像一塊海綿或是鵝卵石一樣，小到幾乎不能看見。圖示為一個常規(guī)的"中等"形貌的ta-C薄膜。寶山橡膠模DLCDLC類金剛石涂層性能及作用。
類金剛石(diamond-likecarbon,DLC)薄膜是一種同時含有sp2鍵和sp3鍵的非晶碳膜，其結構及性能介于金剛石與石墨之間，具有高硬度、高熱導率、良好的化學惰性和耐磨性，在裝備關鍵運動部件的表面防護方面有巨大應用前景，現(xiàn)已成為世界范圍內被研究的薄膜材料之一。但DLC作為一種亞穩(wěn)態(tài)材料，膜內殘余壓應力大、膜基結合強度低，高溫下易發(fā)生化學鍵破壞，導致性能下降。向薄膜中添加異質元素是調控或提高DLC膜性能的有效方法。近日，省新材料研究所真空鍍膜團隊利用高功率脈沖磁控濺射復合中頻磁控濺射技術制備了摻Si的納米多層類金剛石(Si-DLC)薄膜，發(fā)現(xiàn)通過改變Si元素的含量可調控薄膜的摩擦學行為：低Si含量()的薄膜在界面處發(fā)生石墨化，起到潤滑作用，降低磨損；高Si含量()的薄膜在摩擦過程中產生更多的sp3鍵，硬質顆粒分布在薄膜與對磨副之間，使薄膜的磨損率高于低Si含量狀態(tài)。
由于DLC屬亞穩(wěn)態(tài)的材料，熱穩(wěn)定性差是限制DLC膜應用的一個重要因素，在300°C以上退火時即出現(xiàn)了sp3鍵向sp2鍵轉變，為此，人們進行了大量的工作試圖提高其熱穩(wěn)定性。有研究發(fā)現(xiàn)：Si的加入可以明顯改善DLC膜的熱穩(wěn)定性，含20 at%Si的DLC膜在740°C退火時才出現(xiàn)sp3鍵向sp2鍵轉變。同樣，金屬（如Ti、W、Cr）的摻入也可提高DLC膜的熱穩(wěn)定性，我們正在對這方面進行研究。純DLC膜具有優(yōu)異的耐蝕性，各類酸、堿甚至王水都很難侵蝕它。但摻雜有其他元素的DLC膜的耐蝕性有所下降，這是由于摻雜的元素首先被侵蝕，從而破壞了膜的連續(xù)性所致。
類金剛石DLC涂層應用。
類金剛石薄膜通常又被人們稱為DLC薄膜，是英文詞匯DiamondLikeCarbon的簡稱，它是一類性質近似于金剛石，具有高硬度.高電阻率.良好光學性能等，同時又具有自身獨特摩擦學特性的非晶碳薄膜。碳元素因碳原子和碳原子之間的不同結合方式，從而使其終產生不同的物質:金剛石(diamond)-碳碳以sp3鍵的形式結合;石墨(graphite)-碳碳以sp2鍵的形式結合;而如同緒論里所述類金剛石(DLC)-碳碳則是以sp3和sp2鍵的形式結合，生成的無定形碳的一種亞穩(wěn)定形態(tài)，它沒有嚴格的定義，可以包括很寬性質范圍的非晶碳，因此兼具了金剛石和石墨的優(yōu)良特性;所以由類金剛石而來的DLC膜同樣是一種亞穩(wěn)態(tài)長程無序的非晶材料，碳原子間的鍵合方式是共價鍵，主要包含sp2和sp3兩種雜化鍵，而在含氫的DLC膜中還存在一定數(shù)量的C-H鍵。由兩個相同或不相同的原子軌道沿軌道對稱軸方向相互重疊而形成的共價鍵，叫做σ鍵。σ鍵是原子軌道沿軸方向重疊而形成的，具有較大的重疊程度，因此σ鍵比較穩(wěn)定。σ鍵是能圍繞對稱軸旋轉，而不影響鍵的強度以及鍵跟鍵之間的角度(鍵角)。DLC薄膜的工程化應用工藝設計。上海沖壓模DLC
類金剛石碳膜(DLC膜)的結構性質及其應用。寧波金屬表面DLC技術
世界能源的1/2-1/3消耗于摩擦，機械零件80％失效原因是磨損；因此磨損是材料研究的重要命題；耐磨、減摩材料開發(fā)活躍，成為摩擦學研究的重點。摩擦學包括摩擦、磨損和潤滑三部分。自從上世紀70年代DLC薄膜問世以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展和探索，逐漸形成了現(xiàn)在的物理沉積和化學氣相沉積的DLC(類金剛石涂層）薄膜。早期的涂層以硬度作為主要指標，往往追求高硬度以獲得較好的抗磨性能。但是這些鍍層的摩擦系數(shù)普遍較高，以TiN為例其摩擦系數(shù)在干摩擦狀態(tài)下一般在0.4以上。高硬度的薄膜往往具有較大的脆性，易剝落、開裂。當前涂層面臨的挑戰(zhàn)不僅應具有長的使用壽命而且有很好的自潤滑功能。近年來，在保證鍍層具有高硬度的前提下減小鍍層摩擦系數(shù)的研究成為熱點，耐磨減摩鍍層的概念也隨之引入。寧波金屬表面DLC技術