DLC diamond-like coating is a kind of well-functioning wear-resistant coating, due to the self-lubrication, corrosion resistance, abrasion resistance and high chemical lethargy in different environments, DLC coating, as a kind of potential self-lubricating coating material, has a wide range of prospects for use in the fields of micro electromechanical systems, cutting tools, mechanical seals, biomedicine, etc. The DLC pārklājuma sagatavošanas metodes galvenokārt ir fizikālās tvaika fāzes nogulsnēšanās (PVD) un ķīmiskās tvaika fāzes nogulsnēšanās (CVD), un dažādas sagatavošanas metodes ir atšķirīga ietekme uz DLC pārklājuma konflikta koeficientu. Galvenās DLC pārklājuma sagatavošanas metodes ir fizikālā tvaika nogulsnēšanās (PVD) un ķīmisko tvaiku nogulsnēšanās (CVD), dažādas DLC pārklājumu konflikta koeficienta preparēšanas metodes ir atšķirīgas, un preparācijas procesa parametri arī lielāka ietekme uz DLC pārklājumu konflikta koeficientu.
1. Reakcijas gāzes avots
Reakcijas gāzes avota sastāvdaļai ir izšķiroša ietekme uz DLC pārklājumu mikrostruktūru, jo īpaši ūdeņraža ieviešana ievērojami maina pārklājuma ķīmisko savienošanas stāvokli. Dimanta plānas plēves nogulsnēšanās procesā atomu ūdeņradis parāda unikālu selektīvu kodināšanas efektu: kad metāns tiek pirolizēts, bez liekā ūdeņraža atomu līdzdalības grafīta fāzes (SP² saites) un dimanta fāzes (SPEL saites) veidošanās ātrums decompozīcijas produkts būtībā ir vienāds; however, when the introduction of the super-equilibrium atomic hydrogen is introduced, the etching rate of hydrogen atoms on the graphite phase can be up to 10-20 times of that of the diamond phase (experimental data), and such selective This selective etching mechanism increases the proportion of sp³ bonds to 70%-85% (Raman spektroskopijas rezultāti), efektīvi stabilizējot amorfā oglekļa tīkla struktūru. Turklāt ūdeņraža daļējā spiediena regulēšana gāzes avotā tieši ietekmē pārklājuma ūdeņraža saturu. Ja H₂ proporcija tiek palielināta no 5% līdz 4 0%, ūdeņraža atomu koncentrāciju plēves slānī var palielināt no 15at% līdz 35at.% (XPS analīzes rezultāti), un atbilstošo berzes koeficientu var samazināt no 0,25 līdz 0,08 (lodveida un diska berzes testu), ko var izmantot, lai iegūtu pseudo-flu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-fu-f-fl-fl-fl-fl-fl-fl-fl-fl-fl-f-f-f-f-f-f-fefice, Ūdeņraža atomu adsorbcija bīdāmajā saskarnē.
2. Dopinga elementi
Precīzi kontrolējot metāla (piemēram, Ti, W) vai nemetālisko (piemēram, Si, N) elementu dopinga koncentrāciju, var realizēt DLC pārklājumu daudzfunkcionālu dizainu. Ņemiet slāpekļa dopingu kā piemēru: kad N saturs tiek kontrolēts ar 5-8 pie.% (Panākts, pielāgojot n₂\/ch₄ plūsmas koeficientu), pārklājuma berzes koeficientu mitrumā> 6 0% Vides var stabilizēt {{10}. Tas ir saistīts ar slāpekļa atomiem un ūdeņraža savienojuma ūdens molekulām, veidojot pasivācijas plēves virsmu; Bet, kad N saturs ir lielāks par 15at.%, CC garās ķēdes oglekļa tīkla struktūrā ir stipri pārtraukta (TEM novērojumi parāda, ka grafīta mikrokristāliskais izmērs sarūk līdz 2-3 nm), kā rezultātā berzes koeficients, kas palielinās virs 0,2. Līdzīgi, {1-3 pie.% Silīcija dopinga var samazināt pārklājuma un tērauda pārošanās nodiluma ātrumu par 80% (veidojot si-o-si interfeisa pārejas slāni), bet pārmērīga dopinga izraisīta pēkšņa iekšējā stresa palielināšanās, kas ir vairāk nekā 4 GPA (izmērītā substrāta ieturēšanas metode), kas izriet no Filmas, kas rodas. izšļakstīt.
3. Matricas materiāls
Substrāta materiāla fizikāli ķīmiskās īpašības tieši ietekmē DLC pārklājuma pakalpojumu sniegumu. Polikarbonāta (PC) substrātā, izmantojot PECVD procesu, nogulsnējas DLC pārklājumu (biezums 1,2 μm), berzes koeficientu var samazināt līdz 0. 15 (salīdzinot ar datora substrātu, lai samazinātu 70%), pateicoties datora virsmas -OH funkcionālajām grupām un oglekļa plēvi, kas izveidota ķīmiskā saite; un stikla substrāts, kas saistīts ar termiskās izplešanās koeficienta neatbilstību (stikls ≈8,5 × 10-⁶\/k, dlc ≈3 × 10-⁶\/k. DLC ≈3 × 10-⁶\/k) un aktīvās reakcijas vietu trūkums, kā rezultātā nav pietiekama pārklājuma saites stiprība (tikai 5N skrāpējuma testa kritiskā slodze). Arī substrāta virsmas raupjuma optimizācija ir kritiska: ja substrāta RA vērtība tiek pulēta no 0. 8 μm līdz 0. 0 5 μm, virsmas ra vērtība DLC līdz 0,02 μm (afm (afm (afm 3}) līdz 0,02 μm (afm. Berzes enerģijas patēriņa samazinājums par 40% robežu eļļošanas apstākļos (panākts, samazinot virsmas mikrobumpu mehānisko savstarpējo savienojumu efektu).
4. Jonu enerģija
Jonu enerģijas regulēšana (panākta, piemērojot {{0}} v) aizsprieduma spriegumu) var dziļi optimizēt DLC pārklājumu veiktspēju. Ja aizspriedumu spriegums tiek palielināts no 50 V līdz 300 V, jonu bombardēšanas efekts noved pie SPīnas saites satura palielināšanās no 40% līdz 65% (raksturo EELS elektronu enerģijas zuduma spektroskopiju), bet ūdeņraža saturs samazinās no 30at.% Līdz 18at.%. Šī strukturālā evolūcija noved pie tā, ka pārklājuma iekšējā stresa samazinās no 3,5 GPA līdz 1,8GPA (aprēķināts ar rentgenstaru difrakcijas difrakciju) un plēves substrāta saišu stiprības palielināšanās ar koeficientu 2 vai vairāk (kritiskā slodze skrāpējumiem ir samazināta no 15 līdz 15,5 GPA, un kritiskā slodze ir samazināta no 15 līdz 15GPA. tika palielināts no 15N līdz 35n). Triboloģiskie testi rāda, ka ar 300 V nobīdi sagatavoto pārklājuma berzes koeficientu var stabilizēt ar 0. 10-0. 12 Sausās berzes apstākļos (par 45% zemāku nekā neiespiestā pārklājuma), kas tiek attiecināts uz 3D šķērsgriezuma tīkla veidošanos, kas tiek veikta ar High-Hanght, kas efektīvi iezīmē diagrammas pāreju, kas izveidota pēc tam, kad fiksēts (pēc tam, kad ir diagrammas pāreja, kas ir fiksēta. Ramana spektri ir samazināti no 180 cm-¹ līdz 120 cm-¹).
5. šķiedru daļiņas
Micron-sized molten droplets (1-5μm in diameter) generated during cathodic arc deposition can seriously degrade the coating performance (causing the surface Ra value to surge from 0.1μm to 0.8μm). By using a 90° bend magnetic filter, >95% of particles >{{0}}. pārklājumi ar virsmas ra<0.05 nm (atomic surface flatness), with ultra-low friction properties (atomic surface flatness), and with ultra-low friction properties (surface Ra of <0.5 nm), and with ultra-low friction properties (atomic surface flatness). ), and its ultra-low friction characteristics (μ≈0.03-0.05) stem from the complete elimination of mechanical interlocking effects, when the friction behavior is mainly governed by van der Waals forces at the quantum level (verified by molecular dynamics simulations).