DLC(類(lèi)金剛石)涂層是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域常用的一種涂層,性質(zhì)近似于金剛石,具有良好的表面硬度、耐磨性、耐高溫性、耐腐蝕性以及低摩擦系數等特性,可分為無(wú)氫類(lèi)金剛石碳膜(a-C)和氫化類(lèi)金剛石碳膜(a-C:H)兩大類(lèi)。這兩類(lèi)DLC涂層的生長(cháng)機理略有不同。下面,奧爾小編為大家分享一下DLC涂層生長(cháng)機理是怎樣的及其基本結構是什么吧。
對于含氫的DLC涂層,與CVD金剛石涂層一樣,一般認為碳與碳、碳與氫原子進(jìn)行雜化,形成堅固的四面體結構,氫原子的存在促進(jìn)形成SP3鍵,而刻蝕掉已經(jīng)形成的SP2鍵;在無(wú)序的網(wǎng)絡(luò )結構中,氫原子能夠終止碳原子至外端的懸掛鍵,阻止碳原子形成SP2鍵。由于氫原子的存在可以幫助和促進(jìn)SP3鍵的形成,因此人們認為氫的存在是DLC涂層中形成SP3鍵所必需的,而且還建立了SP3與氫含量的關(guān)系。
研究表明,隨著(zhù)環(huán)境中氫原子含量的增加,涂層中SP3鍵含量增加,而且還發(fā)現氫含量為50%附近時(shí)硬度至大。
含氫類(lèi)金剛石涂層的生長(cháng)模型分為三個(gè)階段,即等離子體的反應(氣體的分子或原子分解、電離);等離子體與表面作用以及涂層淺表面的作用。
由于氫原子在一定含量范圍內可以促進(jìn)涂層中SP3鍵的形成,很多研究者利用加氫技術(shù)來(lái)提高層中SP3的含量,但在隨后的應用中發(fā)現事實(shí)并非如此。
無(wú)氫DLC涂層主要由SP3和SP2鍵碳原子相互混雜的三維網(wǎng)絡(luò )構成,或是由超過(guò)80%的SP3鍵碳原子為骨架構成。內部不含氫原子。
類(lèi)金剛石涂層不是由某個(gè)單質(zhì)組成,而是一種含有SP3和SP2鍵的非晶碳涂層,在傳結構上屬于長(cháng)程無(wú)序而短程有序的結構。根據涂層中碳原子的鍵合方式以及SP3和SP2鍵含量比例的不同,可以分為如下三種結構:
1、非晶碳涂層,含有SP3和SP2鍵;
2、含氫的非晶碳涂層,除了含SP3和SP2鍵之外,還含有一定數量的氫;
3、四面體非晶碳涂層,含有大于80%的SP3鍵碳原子,也稱(chēng)非晶金剛石涂層。
以上就是DLC涂層生長(cháng)機理是怎樣的及其基本結構的相關(guān)內容介紹。通過(guò)上述內容可知,DLC涂層的生長(cháng)機理可以根據不同結構劃分。不同的生長(cháng)機理帶來(lái)的結構與性能特點(diǎn)也不同。