與其他常見涂層如氮化鈦(TiN)涂層、化學鍍鎳磷(Ni-P)涂層、物理氣相沉積(PVD)涂層等相比,DLC涂層具有以下優勢:
一、力學性能方面
更高硬度:DLC涂層硬度通常可達20-100GPa,遠高于一般的TiN涂層(硬度約 20-30GPa)和Ni-P涂層(硬度一般在500-1000HV,約5-10GPa)。例如在刀具切削過程中,DLC涂層能更好地保持刃口鋒利,抵抗磨損。
更低摩擦系數:DLC涂層的摩擦系數一般在0.05-0.2之間,比TiN涂層(摩擦系數 0.4-0.6)和普通PVD涂層低很多。在機械運動部件中,DLC涂層可顯著降低摩擦損耗,提高能源利用效率,減少磨損,延長部件使用壽命。
二、化學性能方面
更好的耐腐蝕性:DLC涂層具有良好的化學穩定性,在許多腐蝕性環境中表現出色,相比 Ni-P 涂層,其在酸性和堿性環境中的耐蝕性更強。如在海洋工程設備中,DLC涂層能有效防止海水腐蝕。
更高的化學惰性:DLC涂層對大多數化學物質具有較高的耐受性,不易與其他物質發生化學反應,這使其在化工、食品加工等對衛生和化學穩定性要求高的領域具有獨特優勢,能避免涂層與介質發生反應而影響產品質量。
三、綜合性能方面
良好的光學性能:DLC涂層在光學領域有獨特優勢,具有高透明度和低折射率,在光學元件如透鏡、窗口等的應用中,能在保證光學性能的同時提供良好的保護,這是TiN等涂層所不具備的。
優秀的生物相容性:DLC涂層生物相容性良好,可應用于生物醫學領域,如人工關節、牙科種植體等,相比一些傳統金屬涂層,能更好地與人體組織相容,減少排異反應。
更廣泛的應用適應性:DLC涂層可在不同的基體材料上沉積,包括金屬、陶瓷、塑料等,適用范圍廣。而且可根據不同的應用需求,通過調整制備工藝和添加不同的元素,對DLC涂層的性能進行定制化,如調整硬度、摩擦系數等,以滿足各種復雜工況的要求。
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