依托涂层技术可以使机加工后的产品零部件获得更好的表面机械性能

     依托涂层技术可以使机加工后的产品零部件获得更好的表面机械性能，从而弥补材料本身所不具有的某些特性。

     近年来，DLC涂层在产业领域得到了越来越广泛的技术应用，尤其是自20世纪90年代中期以来，作为汽车零部件保护性涂层得到快速发展。

     DLC涂层具有独特的高硬度和低摩擦系数，并且具有极强地不与金属材料粘结的性能。因此，这种涂层技术成为汽车行业应用的理想选择。

     DLC涂层的显微结构，实际上，DLC涂层是指一个涂层种类，如表所示，其包含有很多不同的涂层组分和生产工艺。

     表面涂装(涂层)工艺是指用选定的材料通过一定的工艺方法产生交联聚合，从而在工作表面上形成具有一定厚度的涂层的工艺过程，这种涂层称之为表面涂层或表面涂装。DLC涂层的主要作用有以下三点:

(1)保护作用。铝合金型材在使用过程中，长期暴露于空气中，会受到氧、水分、酸物、盐雾及各种腐蚀性气体、紫外光线等的侵蚀和破坏。在需要受到保护的工件表面通过一定的涂装工艺方法形成具有一定厚度的涂层(即保护层)，从而起到保护作用。

(2)装饰作用。涂料可以配制出多种多样的颜色，加上涂层平整光亮，甚至可以做出各种立体质感的效果，如锤纹、橘纹、晶纹、绒面等，使产品形成美丽的造型和外观以及所需要的特种性能，起到美化人类生活环境的作用。

(3)其他作用。涂层除了具有保护和装饰作用外，还具有许多特殊的功能，如电绝缘、导静电、防污、耐热、耐磨、保温、反光、防噪声、减震、防滑、防紫外线等。涂层的这些特殊功能，增强了产品的使用性能，拓宽了产品的适用范围，使DLC涂层产品在国民经济领域的应用越来越广泛。

DLC涂层力学性能

a.硬度及弹性模量。不同的沉积方法制备的DLC膜硬度及弹性模量差异很大，用磁过滤阴极电弧法可以制备出硬度达到甚至超过金刚石的DLC膜[10]，用阴极电弧法制备的DLC膜最高硬度可达50GPa以上，而用离子源结合非平衡磁控溅射法制备的DLC膜硬度达21GPa[11]。膜层内的成分对膜层的硬度有一定的影响， Si、N的掺入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有较高的弹性模量，虽低于金刚石（1100GPa），但明显高于一般金属和陶瓷的弹性模量。

b.内应力和结合强度。薄膜的内应力和结合强度是决定薄膜的稳定性和使用寿命，影响薄膜性能的两个重要因素，内应力高和结合强度低的DLC膜容易在应用中产生裂纹、褶皱，甚至脱落，所以制备的DLC膜最好具有适中的压应力和较高的结合强度。大部分研究表明，直接在基体上沉积的DLC膜的膜/基结合强度一般比较低，广州有色金属研究院通过采用Ti/TiN/TiCN/TiC中间梯度过渡层的方法提高DLC膜与基体的结合强度，在模具钢上沉积DLC膜的结合强度达44N-74N[12]，制备的膜导总体厚度可达5um。

2、摩擦性能

DLC膜不仅具有优异的耐磨性，而且具有很低的摩擦系数，一般低于0.2，是一种优异的表面抗磨损改性膜。DLC的摩擦系数随制备工艺的不同和膜中成分的变化而变化，其摩擦系数最低可达0.005[13]。掺杂金属元素可能降低其摩擦系数，但加入H能提高润滑作用，环境也对摩擦系数有一定的影响。但总的来说，DLC膜与传统的硬质薄膜（如上述的TiN、TiC、TiAlN等）相比，在摩擦系数方面具有明显优势，这些传统硬质薄膜的摩擦系数都在0.4以上。国此，DLC膜有可能在许多摩擦学领域替代这些传统硬膜。

3、DLC涂层热稳定性

由于DLC属亚稳态的材料，热稳定性差是限制DLC膜应用的一个重要因素，在300?C以上退火时即出现了sp3键向sp2键转变，为此，人们进行了大量的工作试图提高其热稳定性。有研究发现：Si的加入可以明显改善DLC膜的热稳定性，含20 at%Si的DLC膜在740?C退火时才出现sp3键向sp2键转变[15]。同样，金属（如Ti、W、Cr）的掺入也可提高DLC膜的热稳定性，我们正在对这方面进行研究。

4、DLC涂层耐腐蚀性

DLC膜具有优异的耐蚀性，各类酸、碱甚至王水都很难侵蚀它。但掺杂有其他元素的DLC膜的耐蚀性有所下降，这是由于掺杂的元素首先被侵蚀，从而破坏了膜的连续性所致。

5)表面状态

DLC膜表面一般较光洁，对基材的表面光洁度没有太大的影响，但随着膜厚的增加，表面光洁度会下降。

     DLC涂层的力学性能优越，硬度强，韧性好注定其在刀具行业的有较大的发展优势。 

     DLC涂层有着不同一般的耐腐蚀性，而化学工业中会存在许多的酸性物料，因为DLC涂层在耐腐蚀方面的优越性，所以它在化学工业中有着坚不可摧的地位。 

     DLC涂层的摩擦性能也及其优越，因为其摩擦系数低，在表面抗磨损方面有着优异的功能。其在汽车工业有有着较大的应用领域。 

    通过以上DLC涂层的几个特点，不难看出DLC涂层的发展前景不可限量，拥有极大的发展空间。同时它肯定还存在更多的隐形市场等待我们去发掘。 

    类金刚石涂层(diamond like carbon, 简称DLC) 是一种在微观结构上含有金刚石成分的涂层。构成DLC的元素为碳。碳原子和碳原子之间的不同结合方式，使其终极产生不同的物质：金刚石(Diamond)-碳碳以sp3健的形式结合；类金刚石(DLC)-碳碳以sp3和 sp2健的形式结合；石墨(Graphite)-碳碳以sp2健的形式结合。

    由于含有金刚石成分，DLC涂层具有很多优良的特性：高硬度-60GPa或Hv6000以上；低摩擦系数-0.06；极好的膜层致密性；良好的化学稳定性以及良好的光学性能等。应用于刀具上的DLC涂层所表现出的特殊性能远超过其它硬质涂层。涂以DLC的刀具主要应用包括：石墨切削，各种有色金属（如铝合金，铜合金等）切削，非金属硬质材料（如亚克力，玻璃纤维，PCB材料）切削等。

    DLC涂层刀具的应用市场逐渐扩大以及涂层面对不同应用的各种DLC细分工艺的开发，这以新兴涂层将在不久的将来为更多的用户和行业所采用。

    DLC涂层类金钢石膜层是一种具有摩擦系数低、耐磨性高的固体润滑膜层，该膜的润滑是由于碳以石墨的微晶结构存在于膜层中，大大的改善了摩擦和耐磨性能。常用的硬质涂层在某些特殊领域的切削场合无法得以良好地应用,这些应用包括:铝合金、铜合金、石墨、亚克力、玻璃纤维等。

厚度为1~1.5μm 2、抗氧化温度为800℃ 

摩擦系数大约为0.06~0.10 4、表面硬度达2200~3800HV 5、膜层颜色为黑色 

1）具有很高的硬度，优良的耐磨性能。 

2）摩擦系数低，与基体结合力强，膜层涂覆均匀。 

3）具有优异的耐蚀性，能耐各种酸、碱等腐蚀；环保无毒。 4）对金属、塑料、橡胶等脱模效果极佳。

该种涂层主要应用在在铝合金切削在DLC涂层的刀片在很大程度上解决了铝材的黏着问题，确保被加工件加工面始终保持较高的品质，刀具寿命也得以大幅提高。

     DLC不但具有高硬度（Hv3500），还具有极低的摩擦系数（~0.08），使刀具在切削过程中很大程度上降低了由于摩擦产生的热量，增强了排削性能，从而使刀具平均使用寿命提高3倍，被加工亚克力表面质量远好于不涂层或其它涂层刀具。

     DLC涂层的发展前景显而易见，我们就结合DLC涂层的几个特点进行分析。

     首先DLC涂层是属于亚稳态的材料，所以其热稳定性很好，这使它在机械行业中有了很大的生存地位。其次它的力学性能好，硬度大，弹性好，所以在很多工业刀具中它得到良好的应用。

      DLC涂层摩擦性能也是其优点，它摩擦系数很低，是一种优异的表面抗磨损改性膜5。DLC涂层还有一个特点，就是它的耐腐蚀性，DLC涂层的耐腐蚀非常好，像这类化学涂层，在应用中存在很大的可能接触一些酸性物料，所以它的耐腐蚀性使它的地位，在化学工业中，坚不可摧。

      我们从以上的特点，可以很肯定的说，DLC涂层发展史不可估量，它拥有极大空间，市场。并且同时也存在这更多潜在的市场，等着我们去开发应用。