DLC-покрытия состоят в основном из углерода, причем значительная часть углеродных связей гибридизирована по принципу sp3, что обусловливает их алмазоподобные свойства, такие как высокая твердость и износостойкость. Углерод в DLC-покрытиях расположен в некристаллической, аморфной структуре, которая сочетает в себе характеристики как алмаза (sp3-связи), так и графита (sp2-связи). Эта уникальная структура придает DLC-покрытиям исключительные механические и трибологические свойства.
Состав и структура:
DLC-покрытия не являются чистым алмазом, но разработаны таким образом, чтобы имитировать некоторые его свойства. Атомы углерода в DLC связаны между собой подобно алмазу, с высокой долей связей sp3. Эти связи прочнее и стабильнее, чем связи sp2 в графите, поэтому DLC-покрытия отличаются высокой твердостью и износостойкостью. Точное соотношение sp3 и sp2 связей может меняться в зависимости от процесса и условий осаждения, что, в свою очередь, влияет на свойства DLC-покрытия.Процессы осаждения:
DLC-покрытия обычно осаждаются с помощью таких методов, как радиочастотное плазменное химическое осаждение из паровой фазы (RF PECVD) или физическое осаждение из паровой фазы (PVD). Эти процессы предполагают использование плазмы для разрушения углеродсодержащего газа или пара, который затем конденсируется на подложке, образуя тонкую пленку DLC. Процесс PVD, в частности, включает испарение исходного материала и его конденсацию на инструменте с образованием монослоя DLC.
Применение и свойства:
Благодаря высокой твердости, износостойкости и низким фрикционным свойствам покрытия DLC используются в различных областях, включая компоненты двигателей, детали машин и высокоточные инструменты. Они также химически инертны и биосовместимы, что делает их пригодными для использования в медицинских имплантатах и компонентах. Покрытия можно осаждать при относительно низких температурах, что делает их совместимыми с широким спектром подложек, включая алюминий и его сплавы.
