類金剛石（shí）塗（tú）層（DLC）是一（yī）種由碳元素構成、在性質上和（hé）鑽石類似，同時又具有石（shí）墨原子組（zǔ）成結構的塗層物質，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（mó）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（lèi）金剛石（shí）塗層,泛（fàn）指不定（dìng）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（tú）層的（de）主（zhǔ）要性能

1、力學性（xìng）能

a、硬度及彈性模量。不同的沉積方法製備的DLC膜硬度及彈性（xìng）模量差異很大，用磁過濾陰極電弧法可以製備出（chū）硬度達到甚至超過金（jīn）剛石的DLC膜，用陰極電弧法（fǎ）製備的DLC膜比較高（gāo）硬度可達50GPa以上，而（ér）用離子源結合非平衡磁控濺射法製備的DLC膜硬度達21GPa。膜層內（nèi）的成分對膜層的硬度有一定的（de）影響， Si、N的摻（chān）入可以提高DLC膜的硬（yìng）度。DLC膜具有較高的（de）彈（dàn）性模量，雖低於金剛石（110GPa），但明顯高於一（yī）般金屬和陶瓷的彈性模量。 

b、內應力（lì）和結合強度。薄膜的內應力和結合強度是決（jué）定薄膜的穩定性和（hé）使用壽命，影響薄膜性能的兩（liǎng）個重要因（yīn）素，內應力高和結合強度低的DLC膜（mó）容易在應用中產生裂紋、褶皺，甚至脫（tuō）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強度。大（dà）部分研究表明，直接在基體上沉積的DLC膜的膜\基結合強度一般比較低，通過采用Ti\TiN\TiCN\TiC中間梯度過渡層的方（fāng）法提高DLC膜（mó）與基體的結合強度，在模具鋼上沉積DLC膜的結合強度達44N-74N，製備的膜導總體厚度可達（dá）5um。‍ 

2、摩（mó）擦性能

DLC膜不僅具有優（yōu）異的（de）耐磨性，而且具有很低的摩擦（cā）係數，一般（bān）低於（yú）0.2，是一種優異的表麵抗磨損改（gǎi）性膜。DLC的摩擦係數隨製備工藝的不同和膜中成分的變化（huà）而變化（huà），其摩擦係（xì）數比較低可達0.005。摻雜金屬元素可能降低其（qí）摩擦係數，但加入（rù）H能提高潤滑作用，環境也對摩擦係數（shù）有一定的影響。但總的來說，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（míng）顯優勢，這（zhè）些傳統硬質薄膜的摩擦係數都在0.4以上。因此，DLC膜有可能在許多摩擦學領（lǐng）域替代這些傳統硬膜。製備的摻金屬（shǔ）DLC膜（mó）具（jù）有良好的抗摩擦磨損性能及低達0.13-0.15的摩擦係數。 

3、熱穩定性

由於DLC屬亞穩態的材料，熱穩定性差是限製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（jiàn）轉變，為（wéi）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的加入可以（yǐ）明顯改善DLC膜的熱穩定性，含20 at%Si的DLC膜在740℃退火時才出現sp3鍵向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（nài）腐蝕性

純DLC膜具（jù）有優異的（de）耐蝕性，各類酸（suān）、堿甚至王水都很難侵蝕它。但摻雜有其他元素的（de）DLC膜的耐蝕性有所下降，這是由於（yú）摻雜的元素首先（xiān）被侵蝕，從而破壞了膜的連續性所致。 

5、表麵狀（zhuàng）態

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

DLC膜具有很好的抗粘（zhān）結性，特別是對有色金屬（如銅（tóng）、鋁、鋅等），對（duì）塑料（liào）、橡膠、陶瓷等也（yě）有抗（kàng）粘結性。‍

應用方向有哪些？

(1)鑽（zuàn）頭、銑刀

DLC膜可（kě）以應用於鑽頭（tóu）和銑（xǐ）刀上，特別是摻雜金（jīn）屬的DLC膜，它不僅具有 高的硬度，還具有低的摩擦係數、抗有色金屬粘結。

(2)光盤模具及其輔助模具

光（guāng）盤模具是生產CD、CDR、DVD的重要（yào）工具，為（wéi）了減少它與母盤（鎳 盤）的摩擦，希（xī）望模具表麵（miàn）硬且摩擦（cā）係數（shù）小，目前，國（guó）外（wài）大多采用DLC膜層，大大提（tí）高了模（mó）具的壽命和盤片的質量。鍍膜之後有硬度高，摩擦係數低，耐磨，耐腐蝕，抗粘結（jié）性好（hǎo）且環保等特（tè）點（diǎn）。

(3)芯軸

DLC膜的耐磨減摩及耐腐蝕性，可顯（xiǎn）著提高齒輪（lún）、芯軸等運動部件的使用性（xìng）能及壽命。

(4)刀片上的應（yīng）用

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

(5)關（guān）鍵零部件（jiàn）上的應用

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

在縫紉機配件-旋梭（suō）上（shàng）鍍DLC膜替代原來的電鍍硬鉻處理，不但避免了汙染環境的問題，而且，明顯提高工件（jiàn）表麵硬度及耐磨性，使用壽命提高了10倍以上，同時，也因表麵膜層摩擦係數降低後，使機器運行過程中產生的噪音變小。

(6)其它應用（yòng）

DLC膜在工模具上的（de）應用其它例子非（fēi）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、玻璃片成（chéng）型模具、鎂合金（jīn）加工模具、在軸承等。