DLC塗層（céng）類金（jīn）剛（gāng）石塗層是一種通過物理或化學氣相沉積技（jì）術，在工件表麵形成的非晶態碳膜塗層。它兼具金剛石的高硬度、低摩擦係數和化學穩定性，同時保留了碳（tàn）材（cái）料（liào）的獨特性能（néng），是一種應用廣泛的表麵處理技術。

一、DLC塗（tú）層的（de）主要特點

1、高硬度與耐（nài）磨性
硬度可達 2000-5000 HV（接近金剛石硬度），能顯著提升工件抗磨損、抗劃傷能力，延長（zhǎng）使用壽命。

2、低摩擦（cā）係數
摩擦係數通常為 0.05-0.2，可（kě）減少摩擦損耗，提升運動部件的順滑性（如軸承、齒輪）。

3、化學穩定性
耐酸、堿（jiǎn）、鹽腐蝕，抗氧化能力強，適用於惡劣環（huán）境（如潮濕、高腐蝕（shí）性場景）。

4、良好的熱導性與絕緣性
可適應（yīng）一定溫（wēn）度範圍（通常≤200℃，部分改（gǎi）良型可達 300℃以上），同時具備絕緣（yuán）特性。

5、表麵光滑且低附（fù）著力
表（biǎo）麵粗糙度低（Ra≤0.2μm），不易粘附汙染物，適用於醫（yī）療（liáo）、食品等潔淨領域。

二、DLC 塗層的分類與製備工藝

1.分類

無氫 DLC（ta-C 塗層）：純（chún）碳（tàn）結構，硬度最（zuì）高，但內應力大，塗層厚度受限（通常＜1μm）。

含（hán）氫 DLC（a-C:H 塗層）：含氫原（yuán）子，內應力（lì）較（jiào）低，韌性更好，可製備較厚塗層（1-5μm）。

摻雜 DLC：摻入（rù）金（jīn）屬（如 W、Ti、Cr）或（huò）非金屬元素（如 Si），優化性能（如降低內應力、提高結合力）。

2.製備工藝

物理氣相沉積（PVD）：通過離子（zǐ）濺射或電弧蒸發，將碳源（如（rú）石墨靶材）沉積到工件表麵（miàn），常見技術（shù）包括磁（cí）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（qīng）氣體的化學反應，在高溫或等離（lí）子體環境（jìng）中生成（chéng）碳膜。

三、DLC 塗層的應用領域

1、機械製造與精密儀器

刀具、模具（如銑刀、衝壓模）：減少粘刀、提高加工精度。

軸承、齒輪（lún）、軸類零件：降低摩擦、延長壽命。

2、電子與半導體

硬盤磁頭、電子連接器：保護觸點，提升信號傳輸穩定性。

半導體設備部件：抗腐蝕、低顆（kē）粒汙染。

3、航空航天與汽車

航空發動機零部件（jiàn）：耐磨損、抗高（gāo）溫氧化。

汽車活（huó）塞環（huán）、氣門挺杆：降低摩擦損耗，提（tí）升（shēng）燃油（yóu）效率。

4、醫療與生物醫（yī）學

手術器械、人工關節：抗菌（jun1）、低摩（mó）擦、生物相容性好。

牙科工具：抗腐蝕、易清潔。

四（sì）、DLC 塗層的優缺點與局限性

優點

綜（zōng）合性能優異，可替代傳統鍍層（如（rú）硬（yìng）鉻），符合環保要求（無六價鉻）。

塗層厚度可控，對工件（jiàn）尺寸影響小（微米級（jí））。

局限（xiàn）性

高溫適應性有限：超過 300-350℃時，氫原子易（yì）逸出（chū），導致塗層性能下降（需選用金屬摻雜型或類金剛石複（fù）合塗層）。

與某些材料結合力（lì）不足：如鋁、銅等軟（ruǎn）金屬基底，需先製備過渡層（如 Ti、Cr）提升附著力。

成本較高：設備投資大，工藝複雜（zá），小批量生產性價比低。