類金剛（gāng）石（shí）塗層（DLC）是一種由碳（tàn）元素構成、在性（xìng）質上和鑽石類似，同時又具有石墨原子組成結構的塗（tú）層物質，是一種非晶態薄膜，具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擦特性，因此通常作為耐磨塗層使用。

DLC 塗層即類金剛石塗層,泛指不定性碳的晶體結構（gòu）材質。在（zài）該材質中碳原子以（yǐ）不同的排列方式錯中（zhōng）夾雜（zá）的結合在一起,從而使得該塗層具有天然的（de）優良性能。 

DLC塗層（céng）的主要性能

1、力（lì）學性能（néng）

a、硬（yìng）度及彈性模量。不同的沉積方法製備的DLC膜硬度及彈性模（mó）量差（chà）異很大，用磁過濾陰極電弧（hú）法（fǎ）可以製備出硬度達到甚至超過金剛石的DLC膜，用陰極電弧法（fǎ）製備的DLC膜比較高硬度可達50GPa以上，而用離子源結合非平衡磁控濺射法製備的DLC膜硬（yìng）度達21GPa。膜層（céng）內的成分對膜（mó）層的硬度有（yǒu）一定的影響， Si、N的摻（chān）入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有較高的彈（dàn）性模量，雖低於金剛石（shí）（110GPa），但明顯高於一般金屬（shǔ）和陶瓷的彈性（xìng）模量。 

b、內應力和結合強度。薄膜的內應力和結合強度（dù）是決定薄膜的穩定性和使用壽命（mìng），影響薄膜性（xìng）能的兩個重要因素，內應力高和結合強度低的DLC膜容易在應用（yòng）中產生裂紋、褶（zhě）皺，甚至脫落，所以製備的DLC膜比較好具有適中的壓應力和較高的結合（hé）強（qiáng）度。大部分研究表明，直接在（zài）基體上沉（chén）積的DLC膜的（de）膜\基結合強度一般（bān）比較低，通過采用Ti\TiN\TiCN\TiC中間梯度過（guò）渡層的（de）方法（fǎ）提高DLC膜與基體的結合強度，在模具鋼上沉積DLC膜的結合強度（dù）達44N-74N，製備的膜導總體厚度可達5um。‍ 

2、摩擦性能

DLC膜不僅具有優異的耐磨性，而且具有很低的摩擦係數，一般低於0.2，是一（yī）種優異的表麵抗磨損改性膜。DLC的摩擦係數隨製備工藝的（de）不（bú）同和膜中成分的變化而（ér）變化，其摩擦係數比較低可達0.005。摻雜金屬元素可能降低（dī）其摩擦係數，但加入H能提高潤滑作用，環境也對摩擦係數有（yǒu）一定的影響。但總（zǒng）的來說，DLC膜與傳統的硬質薄膜（如上（shàng）述的TiN、TiC、TiAlN等）相比，在（zài）摩擦係數（shù）方麵具有明顯優（yōu）勢，這（zhè）些傳統硬質薄膜（mó）的摩擦係數都在0.4以上。因此，DLC膜有可能在許多摩擦學領域替代這些傳統硬膜。製備的摻金（jīn）屬DLC膜具有良好的抗摩擦磨損性能及低（dī）達0.13-0.15的摩擦係數。 

3、熱穩定性

由於（yú）DLC屬（shǔ）亞穩態的材料，熱穩定性差是限製DLC膜應（yīng）用的一個重（chóng）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（tí）高其熱穩定性。有研究（jiū）發現：Si的（de）加入可（kě）以明顯改善DLC膜（mó）的熱穩定性，含20 at%Si的DLC膜在740℃退火時才出現sp3鍵（jiàn）向sp2鍵轉變。同樣，金屬（如Ti、W、Cr）的摻入也可提高DLC膜的熱穩定性。

4、耐腐蝕性

純DLC膜具有優異的耐蝕性，各類酸、堿甚至王水都很難侵蝕它。但（dàn）摻雜有其他（tā）元素的（de）DLC膜的（de）耐蝕性有所（suǒ）下降，這是由於摻雜的元素首先被侵蝕，從而破壞了（le）膜的連續性所致。 

5、表麵（miàn）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（de）影響，但（dàn）隨著膜厚的增（zēng）加，表麵光潔度（dù）會下（xià）降。不同的沉（chén）積方法所得到的DLC膜（mó）表麵光潔（jié）度也是不同（tóng）的，采用離子源技術沉積的DLC膜（mó）表（biǎo）麵質量明顯優於電（diàn）弧離子鍍。 

DLC膜具有很好的抗粘結性（xìng），特別是對有色金屬（shǔ）（如銅（tóng）、鋁、鋅（xīn）等），對塑料、橡（xiàng）膠、陶瓷等也有抗粘結（jié）性。‍

應用方向有哪些？

(1)鑽（zuàn）頭、銑刀

DLC膜可以應用於鑽頭和銑刀上，特別是（shì）摻（chān）雜金屬的DLC膜，它不僅具有（yǒu） 高的硬度，還具有低的摩擦係數、抗有色金屬粘結。

(2)光盤模具（jù）及其輔助模具

光盤模具是生產CD、CDR、DVD的重要工具，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（duō）采用DLC膜層，大大提高了模具的壽命和盤片的質量。鍍膜之後有硬度高，摩（mó）擦係數低，耐磨，耐腐蝕，抗粘結性好且環保等特點。

(3)芯軸

DLC膜的耐（nài）磨減摩及耐腐蝕性（xìng），可顯著提高齒輪、芯軸等（děng）運動（dòng）部件的使用（yòng）性能及壽（shòu）命。

(4)刀片上的應（yīng）用

現在DLC也在（zài）各種刀片如剪刀、刮胡刀等（děng）上的應用。DLC膜減小了刀片與 皮膚的摩擦，改善了刀片的性能，延長了使用壽命。

(5)關鍵零部件上的（de）應用

DLC膜在許（xǔ）多關鍵零（líng）部件也能發揮其優（yōu）良的性能，如在製（zhì）成式斯特林製冷機的活（huó）塞上（shàng）的應用利用其低的（de）摩擦（cā）係數，降低摩擦力，提（tí）高耐磨性，達到無油潤滑及使用（yòng）壽命要求。

在縫紉機配（pèi）件-旋梭上鍍DLC膜替代原來的電鍍硬鉻處理，不但避免了汙染環境的（de）問題，而且，明顯提高工件表麵（miàn）硬度及耐磨性，使用壽（shòu）命提高了10倍以上（shàng），同時，也因表麵膜層摩（mó）擦係（xì）數降（jiàng）低後，使機器運行（háng）過程（chéng）中產生的噪音變小（xiǎo）。

(6)其它應用（yòng）

DLC膜在工模具上（shàng）的應用其它例子非常多（duō），如：粉末（mò）冶金成型模具、塑膠成型模具、引線框彎曲模具、玻璃片成型模具、鎂合金加工模具、在軸承等。