DLC塗層類金剛（gāng）石塗層是（shì）一種通過物理或化學氣相沉積技術，在工件（jiàn）表麵形成的非晶態碳膜（mó）塗層。它兼（jiān）具金剛石的高硬度、低（dī）摩擦係數和化學穩定性，同時保留了碳材（cái）料的（de）獨特（tè）性能，是一種應用廣泛的表麵處理技（jì）術。

一、DLC塗層（céng）的主要特點

1、高（gāo）硬（yìng）度（dù）與耐（nài）磨性
硬度可達 2000-5000 HV（接近金剛（gāng）石硬度），能顯著提升工件抗磨損、抗劃傷能力，延長使用壽命。

2、低摩擦係數
摩擦係數通常為 0.05-0.2，可減少摩擦損耗，提（tí）升運動部件的順滑（huá）性（如軸（zhóu）承、齒（chǐ）輪）。

3、化學穩定性
耐酸、堿、鹽（yán）腐蝕，抗氧化能力強，適（shì）用（yòng）於惡劣（liè）環境（如潮濕、高腐（fǔ）蝕性場景）。

4、良好的（de）熱（rè）導（dǎo）性與絕緣性
可適應一定溫度範圍（通常≤200℃，部分改良型可達（dá） 300℃以上），同時具備絕緣特（tè）性。

5、表麵光滑且低附著力（lì）
表麵粗糙度低（Ra≤0.2μm），不（bú）易（yì）粘附汙染（rǎn）物，適用（yòng）於醫療、食品等潔淨領域。

二、DLC 塗層的分類與製備工藝

1.分類（lèi）

無氫 DLC（ta-C 塗層）：純碳結構，硬度最高（gāo），但內應力大，塗層厚（hòu）度受限（通常＜1μm）。

含（hán）氫 DLC（a-C:H 塗層）：含（hán）氫原子，內應力較低（dī），韌性更好，可製備較（jiào）厚塗層（1-5μm）。

摻雜 DLC：摻入金屬（如 W、Ti、Cr）或非金屬元素（如 Si），優化性（xìng）能（néng）（如降低內（nèi）應力、提高結合力）。

2.製備工藝

物理氣相沉積（jī）（PVD）：通過離子濺射或電弧蒸發，將碳源（如（rú）石墨靶（bǎ）材）沉積到（dào）工（gōng）件表麵，常見技術包括磁控濺射、電弧離子鍍（AIP）。

化學氣相沉積（CVD）：利用甲烷、乙炔等碳氫氣（qì）體的化學反應，在高溫或（huò）等離子體（tǐ）環境中生成碳膜。

三、DLC 塗（tú）層（céng）的應用領域

1、機械製造與精密儀器

刀具、模（mó）具（如銑刀、衝壓模）：減少粘刀、提（tí）高加工精度。

軸承（chéng）、齒輪、軸（zhóu）類零件（jiàn）：降低摩擦、延長壽命（mìng）。

2、電（diàn）子與半導體

硬盤磁（cí）頭、電（diàn）子連接器（qì）：保（bǎo）護觸點，提升信號（hào）傳輸穩定性。

半導體設備部件（jiàn）：抗腐蝕、低顆粒汙染（rǎn）。

3、航空航天與汽車

航空（kōng）發動機零（líng）部件：耐磨損、抗高溫氧化。

汽車活（huó）塞環、氣門挺杆：降低（dī）摩擦損耗（hào），提升（shēng）燃油效率。

4、醫療與生物醫學

手術器械、人工關節：抗菌、低摩擦、生（shēng）物相容性好。

牙科工具：抗腐蝕、易清潔。

四、DLC 塗（tú）層的優缺點與局限（xiàn）性

優點

綜合性能優異，可（kě）替代傳統鍍層（如（rú）硬鉻），符合環保（bǎo）要求（qiú）（無六（liù）價鉻）。

塗層（céng）厚度可控，對工件尺寸影響小（微米級）。

局限性

高溫（wēn）適應性有限：超過（guò） 300-350℃時，氫原子易逸出，導（dǎo）致塗層性能下降（需選（xuǎn）用金屬摻雜型或類金（jīn）剛石複合塗層）。

與某些（xiē）材料結合力不足：如鋁、銅等軟金屬基底，需先製備過渡層（如 Ti、Cr）提（tí）升附著力。

成本較高：設備投資大，工藝複雜，小批量生產性價比低。