類金剛石塗層（DLC）是一種由碳元素構成、在性質上和鑽石（shí）類似，同時又具有石墨原子組成結構的塗層（céng）物質，是一種非晶態薄膜，具（jù）有高硬度和高彈性模量、低摩擦因數、耐磨損以及良好的真空摩（mó）擦特性，因此通常作為耐磨塗層使用。

DLC 塗層即類（lèi）金（jīn）剛（gāng）石塗層,泛指不定性碳的晶體結構材質。在該材質中碳原子以不同的排列方式（shì）錯中夾雜的結合在一起,從而使得該塗層具有天然的優良性能。 

DLC塗層的主要性能

1、力學性能

a、硬度及彈性模量。不同的沉積方法製備的DLC膜硬度（dù）及彈性模（mó）量差異很大，用磁過濾陰極電（diàn）弧法可以製備出硬度達到甚（shèn）至超過金剛石的DLC膜，用陰極電弧法製備（bèi）的DLC膜比較（jiào）高硬（yìng）度可達50GPa以（yǐ）上，而（ér）用離子源結合非平衡（héng）磁控濺（jiàn）射法製備的DLC膜硬度達21GPa。膜層內的成分對（duì）膜（mó）層的硬度有一定的影響（xiǎng）， Si、N的摻入可以提（tí）高DLC膜的硬度。DLC膜具有較高的彈性模量（liàng），雖低於金剛石（110GPa），但明顯高於一般金屬和陶瓷的彈性模量。 

b、內應力和結合（hé）強度。薄膜的內（nèi）應力和結合強度是決定薄膜的穩定性和使用壽命，影響薄膜性能的兩（liǎng）個（gè）重（chóng）要因素，內應力高和結合強度低的DLC膜容易在應用中產生裂紋、褶皺，甚至脫落，所以製備的（de）DLC膜比（bǐ）較好具有適中的壓應力和較高的結合（hé）強（qiáng）度。大部分（fèn）研究表明，直接（jiē）在基體上（shàng）沉積的DLC膜的膜\基結合（hé）強度一般比較低，通過采用Ti\TiN\TiCN\TiC中間（jiān）梯度過渡層的方法提高（gāo）DLC膜與基體的（de）結合（hé）強度，在模具鋼上沉積DLC膜的（de）結合強度達44N-74N，製備的（de）膜導總體厚度可達5um。‍ 

2、摩擦性能

DLC膜（mó）不僅具有優異的耐磨性，而（ér）且具有很（hěn）低的摩擦係數，一般低於0.2，是一種優異的表麵抗（kàng）磨損改性膜。DLC的摩擦係數隨製備工（gōng）藝的不（bú）同（tóng）和膜（mó）中成分的變化而變化，其摩擦係數比較低可達（dá）0.005。摻雜金屬元素可能降（jiàng）低其摩擦係數，但加入H能（néng）提（tí）高潤滑作用，環境也對摩（mó）擦（cā）係數有一定的影響。但總的來（lái）說，DLC膜與傳統的硬質薄膜（如上述的TiN、TiC、TiAlN等）相比，在摩擦係數方麵具有明顯優勢，這些傳統硬（yìng）質（zhì）薄膜的摩擦（cā）係數都在0.4以上。因此，DLC膜有可（kě）能在許（xǔ）多摩擦學領域替代這些傳統硬膜。製備的摻金屬DLC膜具有良好（hǎo）的抗摩擦磨損性能及低（dī）達0.13-0.15的摩（mó）擦係數。 

3、熱穩定性

由（yóu）於DLC屬亞（yà）穩態的材料，熱穩定性（xìng）差是限製（zhì）DLC膜應用的一個重要因素，在300℃以上退火時即出現了sp3鍵向sp2鍵轉變，為此，人們進行了大量的工作試圖提高其熱穩（wěn）定性。有研究發現：Si的加入可以明顯改善DLC膜的熱穩定性，含20 at%Si的DLC膜在740℃退火（huǒ）時（shí）才（cái）出（chū）現sp3鍵向（xiàng）sp2鍵轉變。同樣，金屬（shǔ）（如Ti、W、Cr）的摻入也可提高DLC膜的熱穩定性。

4、耐腐蝕性

純（chún）DLC膜具有優異的耐蝕性，各類酸、堿甚至王水都很（hěn）難（nán）侵蝕它。但摻（chān）雜有其他元素的DLC膜的（de）耐（nài）蝕性有所下降，這是由於摻雜的元素首先被侵蝕，從而破壞了膜的（de）連續性所致。 

5、表麵狀態

DLC膜表麵一般較光潔，對基材的表麵光潔度沒有太大的影響，但隨著膜厚的（de）增加，表麵光潔度（dù）會下降。不同的沉積方法所得到的DLC膜表麵光潔度（dù）也是不同的，采用離子（zǐ）源技術沉積的DLC膜表麵質量明顯優於電弧離子鍍。 

DLC膜具有很好的抗粘結性，特別是對有色金屬（如銅、鋁、鋅等），對塑料（liào）、橡膠（jiāo）、陶瓷等（děng）也有抗粘結性。‍

應用方（fāng）向有哪些？

(1)鑽頭、銑刀

DLC膜可以應用於鑽頭（tóu）和銑（xǐ）刀上，特別是摻雜金屬的DLC膜，它（tā）不僅具有 高的硬度，還具（jù）有（yǒu）低的摩擦係數（shù）、抗有色金屬粘結。

(2)光盤模（mó）具（jù）及其輔助模具（jù）

光盤模具是生（shēng）產CD、CDR、DVD的（de）重（chóng）要（yào）工具，為了減少它與母盤（鎳 盤）的摩擦，希望模具表麵硬且摩擦係數小，目前，國外大多采用DLC膜層，大大提高了（le）模具的（de）壽命和盤片的質量。鍍膜之後有硬度高，摩擦（cā）係數低，耐磨，耐腐（fǔ）蝕，抗粘結性好且環保等特點（diǎn）。

(3)芯軸

DLC膜的耐磨減摩及耐腐（fǔ）蝕性，可顯著提高齒輪（lún）、芯軸等（děng）運動（dòng）部件的使用性能（néng）及壽命。

(4)刀片上的應用

現在DLC也在各種（zhǒng）刀片如剪刀（dāo）、刮胡刀等上的應用。DLC膜減小了刀片與 皮膚的摩（mó）擦，改善了刀片的性能，延長了使用壽命。

(5)關鍵零部件上的應（yīng）用

DLC膜在許多關鍵零部件也能發揮其優良的性能，如（rú）在製成式斯特（tè）林製冷機的活塞上的應用利用其低（dī）的摩擦係數（shù），降低摩擦力（lì），提高耐磨性，達到無油潤滑及使用壽命要求。

在縫紉機配件-旋（xuán）梭上（shàng）鍍DLC膜替代原來的電鍍硬鉻處（chù）理，不但避（bì）免了汙染環境的問題，而且，明顯提高工件表麵硬度及耐磨性，使（shǐ）用壽命提高了10倍以上，同時，也因（yīn）表麵膜層摩擦係（xì）數降低後，使機器運行過程中產生的噪音變小。

(6)其它應用

DLC膜在工模（mó）具上的應用（yòng）其（qí）它例子非常多，如：粉末（mò）冶金成型模具、塑膠成（chéng）型模具、引線框彎曲（qǔ）模具（jù）、玻（bō）璃片成型模具、鎂合金加工模具、在軸承等。