類金剛石(英文:Diamond-likeCarbon縮寫DLC)是一種非晶碳,這種材料表現(xiàn)出很多與金剛石相類似的性質(zhì),DLC常常作為涂層材料使用。類金剛石的微觀結(jié)構(gòu)為了弄清楚類金剛石的概念,我們首先研究一下碳元素。碳元素存在于自然界當(dāng)中,我們平時(shí)看到的鉆石、石墨、富勒烯、碳納米管等等都是碳元素形成的。當(dāng)碳原子以sp3鍵的雜化軌道行程共價(jià)鍵的時(shí)候,就會(huì)形成金剛石。當(dāng)碳原子以sp2鍵的雜化軌道行程共價(jià)鍵的時(shí)候,就會(huì)形成石墨。當(dāng)以碳原子sp2、sp3鍵混合雜化的時(shí)候,形成的就是類金剛石了。類金剛石常常是以薄膜形式使用的,類金剛石薄膜具有高硬度.高電阻率.良好光學(xué)性能等,同時(shí)又具有自身獨(dú)特摩擦學(xué)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(jié)合方式,從而使其終產(chǎn)生不同的物質(zhì):金剛石(diamond)—碳碳以sp3鍵的形式結(jié)合;石墨(graphite)—碳碳以sp2鍵的形式結(jié)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(jié)合,生成的無(wú)定形碳的一種亞穩(wěn)定形態(tài),它沒(méi)有嚴(yán)格的定義,可以包括很寬性質(zhì)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(lái)的DLC膜同樣是一種亞穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)程無(wú)序的非晶材料,碳原子間的鍵合方式是共價(jià)鍵。DLC涂層的高硬度 低摩擦性能突出。金華工具DLC工藝
類金剛石薄膜(DLC)是1種非晶薄膜,可分為無(wú)氫類金剛石碳膜(a-C)和氫化類金剛石碳膜(a-C:H)(圖2)兩類。無(wú)氫類金剛石碳膜有a-C膜(主要由sp3和sp2鍵碳原子相互混雜的三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成),以及四面體非晶碳(tetrahedralcarbon,簡(jiǎn)稱ta-C)(主要由超過(guò)80%的sp3鍵碳原子為骨架構(gòu)成);氫化類金剛石碳膜(a-C:H)又可分為類聚合物非晶態(tài)碳(polymer-likecarbon,簡(jiǎn)稱PLC)、類金剛石碳、類石墨碳3種,其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中同時(shí)還結(jié)合一定數(shù)量的氫.類聚合物非晶態(tài)碳是含氫金剛石薄膜的一種它是非晶體又有類似于聚合物那種通過(guò)相同簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接而成的化合物。這種類金剛石薄膜因?yàn)閟p2鍵占據(jù)了主要數(shù)量,所以比較軟,又不具備石墨的特性,使得它的用途受到了限制,在摩擦學(xué)的應(yīng)用上還處在起步階段。嘉興齒輪刀具DLC類金剛石(DLC)的簡(jiǎn)介。
有數(shù)種方法來(lái)生產(chǎn)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(shí)。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(yīng)用可以迫使sp雜化碳原子結(jié)合在一起形成sp鍵合。這些作用必須足夠強(qiáng)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(lái)。一般的技術(shù),要有一種足夠的壓力,要么能夠使sp雜化碳原子團(tuán)簇深入到涂層內(nèi),使得沒(méi)有足夠的空間讓sp雜化擴(kuò)張回來(lái),要么這些新的團(tuán)簇就很快被下一輪新到來(lái)的碳所埋??梢园堰@個(gè)過(guò)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(jié)合條件來(lái)生產(chǎn)天然和合成的金剛石。由于它們單獨(dú)的的發(fā)生在生長(zhǎng)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(jié)核或團(tuán)簇。根據(jù)所使用的特定生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)上會(huì)有很多碳沉積的周期,一些工藝?yán)邕B續(xù)的新碳元素到達(dá)比例和彈道運(yùn)輸可以促使sp鍵合形成。其結(jié)果就是,ta-C可能有”鵝卵石街道“的結(jié)構(gòu),或者說(shuō)結(jié)核會(huì)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(jiàn)。圖示為一個(gè)常規(guī)的"中等"形貌的ta-C薄膜。
納米壓印是一種理想的光刻技術(shù),它具有生產(chǎn)率和分辨率高的特點(diǎn).脫模過(guò)程中,粘連限制了圖形的精確轉(zhuǎn)移,因此,抗粘連成為納米壓印技術(shù)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題.氟化自組裝單分子層是一種被多種應(yīng)用的抗粘連涂層,介紹和分析了其在耐熱性和降解方面的新的研究進(jìn)展.介紹了類金剛石碳膜、在光刻膠上噴涂脫模劑和含氟表面活化劑在納米壓印抗粘連研究上的進(jìn)展,分析了這些方法所存在的問(wèn)題及納米壓印抗粘連的發(fā)展趨勢(shì).上海英屹涂層技術(shù)有限公司引進(jìn)美國(guó)PE-CVD設(shè)備技術(shù)制備的類金剛石DLC膜層沉積速率快膜厚可達(dá)60um膜層硬度高膜層摩擦系數(shù)低小于結(jié)合力好耐腐蝕性能好優(yōu)異的耐磨性膜層具有自潤(rùn)滑性的優(yōu)點(diǎn)。可以解決PVD涂層鍍不到的工件內(nèi)孔的問(wèn)題。公司涂層已經(jīng)應(yīng)用于航空機(jī)械模具電子醫(yī)療汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件等領(lǐng)域。類金剛石薄膜(DLC)是一種非晶態(tài)薄膜。
碳是類金剛石膜的主要成分。碳元素有3種同素異形體,即金剛石、石墨和各種無(wú)定形碳。碳原子按組成鍵的不同存在3種不同形態(tài),即sp1、sp2和sp3。類金剛石膜(DLC)是一種碳原子之間以共價(jià)鍵鍵合的亞穩(wěn)態(tài)的非晶體材料,其共價(jià)鍵主要含有sp2和sp32種雜化方式,同時(shí)在含氫的類金剛石膜DLC中還存在一些C-H鍵。由于碳源和制備方法的不同,可將類金剛石膜分為含氫和不含氫的兩大類,因此,DLC也被分為非晶體碳膜和非晶體含氫碳膜。簡(jiǎn)單介紹一下sp1,sp2,sp3雜化。sp1雜化:處于基態(tài)的碳原子(電子排布式為:1s22s22p2)的一個(gè)2s電子激發(fā)至一個(gè)空的2p軌道上,使原子進(jìn)入激發(fā)態(tài)(電子排布式為:1s22s12p3)。然后,一個(gè)2s軌道再和上述填充了一個(gè)電子的2p軌道進(jìn)行sp雜化,形成兩個(gè)sp雜化軌道。剩余2個(gè)p軌道,上面各有1個(gè)單電子。sp2雜化:處于基態(tài)的碳原子(電子排布式為:1s22s22p2)的一個(gè)2s電子激發(fā)至一個(gè)空的2p軌道上,使原子進(jìn)入激發(fā)態(tài)(電子排布式為:1s22s12p3)。然后,一個(gè)2s軌道再和上述兩個(gè)各填充了一個(gè)電子的2p軌道進(jìn)行sp2雜化,形成三個(gè)sp2雜化軌道。剩余一個(gè)p軌道,上面有1個(gè)單電子。sp3雜化:處于基態(tài)的碳原子。DLC薄膜本身沒(méi)有顏色,不具備色素顯色。松江電鍍DLC哪個(gè)好
金剛石薄膜(DLC)的制備方法及應(yīng)用。金華工具DLC工藝
隨著技術(shù)及航空航天技術(shù)的發(fā)展,紅外技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視,在及航天領(lǐng)域有著舉足輕重的作用。紅外光學(xué)元件的工作環(huán)境往往非常惡劣,如空-空導(dǎo)彈、超音速飛機(jī)等裝備光電系統(tǒng)的紅外窗口,需要承受灰塵、高溫、高壓、雨淋、冰雹撞擊、熱沖擊等嚴(yán)峻考驗(yàn),因此對(duì)紅外窗口材料的性能要求越來(lái)越苛刻,既要求材料在工作波段具有優(yōu)良的光學(xué)性能,還要求材料具有優(yōu)良的力學(xué)、耐磨損、耐高溫、耐腐蝕等性能。常作為紅外窗口的材料有鍺(Ge)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、砷化鎵(GaAs)、氟化鎂(MgF2)、藍(lán)寶石(sapphire)、尖晶石等,但這些材料在應(yīng)用中都存在著一些問(wèn)題,例如,Ge在高溫時(shí)透過(guò)率下降;GaAs制備成本高且難制成大尺寸窗口;ZnS紅外透過(guò)率較低,耐濕性差;ZnSe雖然紅外透過(guò)率較高,但強(qiáng)度和耐腐蝕性差,等等,很難找到一種材料既有較高的紅外透過(guò)率,又有很好的綜合性能抵抗惡劣的環(huán)境且制備成本低。于是人們考慮在材料表面鍍上具有保護(hù)性能的紅外增透膜,而DLC膜恰恰順應(yīng)了時(shí)代的需求。金華工具DLC工藝