類金剛石DLC薄膜是以sp3、sp2鍵結合為主體,這種結構使得DLC薄膜具有一系列優良的物理化學性能,如紅外波段透明、硬度高、摩擦系數小、化學性能穩定、熱膨脹系數小等,從而使該薄膜在光學、電學、機械、醫學等領域引起了科研工作者的廣泛關注。目前DLC涂層應用廣泛,接下來給大家整理一下關于DLC涂層的應用以及制作方式。
DLC薄膜的特殊結構決定了這種薄膜材料具有優良的特性和廣泛的應用,主要表現在:
1)較高的硬度和優異的抗磨損性能,因而適合作為硬質工具、軸承、刀具等表面,不僅可以延長工具的壽命,而且還可以提高功效;
2)電阻率高(102Ω·cm~1014Ω·cm)、介電常數大、擊穿電壓高。利用這些特點,可將它制成理想的超高頻和微波波段的介質材料;
3)高摻雜性。由于其帶隙寬,有利于高集成化電子器件在高溫條件下使用,因此該薄膜在半導體行業應用廣泛;
4)高頻、高音速特性良好。用DLC涂層制作的高頻揚聲器振動膜頻帶寬,其頻率特性高達60KHz,目前我司的音膜DLC涂層工藝已成熟并且量產。
5)具有良好的化學穩定性,耐腐蝕(防酸、堿、鹽)性能好,不僅可作為光學元件的增透膜和保護膜,防止光學元件被飛砂擦傷或被酸、堿、鹽溶液腐蝕,還應用于光盤保護膜、手表玻璃保護膜、眼鏡片(玻璃、樹脂)保護膜以及汽車擋風玻璃保護膜等;
6)熱導率高,約為銅的6倍,熱膨脹系數小,具有好的抗熱沖擊性能。
7)具有良好的生物相容性,在醫學方面也有廣泛的應用。涂鍍在人工關節上轉動部位上的DLC薄膜不會因摩擦而產生磨損,更不會與肌肉發生反應、可大幅度延長人工關節的使用壽命;
8)DLC薄膜在室溫下光致發光和電致發光率都很高,有可能在整個可見光范圍發光,因此可以用作性能極佳的發光材料之一。
自20世紀70年代人們制備出DLC薄膜以來,目前已經開發了許多種沉積方法,但大體上可以分為物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)兩大類。PVD方法是在真空下加熱或離化蒸發材料(石墨),使蒸發粒子沉積在基片表面形成薄膜的一種方法。按照加熱方式不同,熱蒸發有激光蒸發、電弧蒸發、電子束加熱等方法。濺射沉積是用高能離子轟擊靶物質(石墨),與靶表面原子發生彈性或非彈性碰撞,結果部分靶表面原子或原子團濺射出來,沉積在基板上形成薄膜。CVD方法是在真空室內通入碳的氫化物、鹵化物、氧化物,通過氣體放電,在一定條件下促使它們發生分解、聚合、氧化、還原等化學反應過程,在基板上形成DLC薄膜的方法。
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