Толщина покрытий из алмазоподобного углерода (DLC) может значительно варьироваться: от ультратонких слоев толщиной около 10 нанометров до функциональных покрытий толщиной от 2 до 40 микрон. Выбор толщины зависит от области применения и требуемых специфических свойств, таких как твердость, износостойкость и шероховатость поверхности.
Разновидности толщины:
-
Сверхтонкие слои (10 нм): На ранних этапах исследований алмазных пленок покрытия обычно были толстыми, часто превышая 1 микрометр. Однако развитие методов синтеза позволило получать гораздо более тонкие покрытия, вплоть до 10 нанометров. Эти ультратонкие слои очень важны для приложений, требующих минимальной толщины без ущерба для таких важных свойств, как твердость и смазывающая способность.
-
Функциональные покрытия (2-40 микрон): Для более надежных применений, таких как режущие инструменты, необходимы более толстые покрытия. Такие покрытия толщиной от 2 до 40 микрон обеспечивают повышенную прочность и износостойкость. Осаждение таких покрытий - медленный процесс, часто требующий от одного до двух дней, что обусловливает более высокую стоимость инструментов с алмазным покрытием по сравнению с другими методами нанесения покрытий, например PVD.
Влияние зарождения и роста:
Толщина DLC-покрытий сильно зависит от плотности зарождения и размера ядер. Были разработаны улучшенные методы нуклеации для повышения плотности алмазных пленок на неалмазных подложках, что позволяет получать более тонкие, но непрерывные покрытия. Первоначальный рост алмазных пленок обычно происходит по модели Вольмера-Вебера, характеризующейся трехмерным ростом изолированных алмазных островков, что требует минимальной толщины около 100 нанометров для непрерывной пленки на неалмазных подложках.Технологические достижения:
Эволюция синтеза алмазных тонких пленок была обусловлена междисциплинарными исследованиями с участием машиностроения, химического машиностроения, химии и физики. Это сотрудничество привело к разработке различных методов изготовления ультратонких алмазных покрытий, что расширило спектр их применения.
Характеристика и качество:
