DLCフィルムの主な性能

- Mar 25, 2019-

DLCフィルムの主な性能

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1)機械的性質

 

A.硬度と弾性率 異なる堆積方法によって調製されたDLCフィルムは、硬度および弾性率において大きな違いを有する。 ダイヤモンドまでまたはそれ以上の硬度を有するDLC膜は、磁気濾過陰極アーク法によって調製することができる。 陰極アーク法によって調製されたDLC膜は、50GPaまでの最大硬度を有するのに対して、非平衡マグネトロンスパッタリング法と組み合わせたイオン源によって調製されたDLC膜は、21GPaまでの硬度を有する。 フィルム層中の組成は、フィルム層の硬度に一定の影響を与える。 SiとNを含有させることにより、DLC膜の硬度を向上させることができる。 DLC膜は、ダイヤモンド(1100GPa)よりは低いがより高い弾性率を有するが、一般の金属およびセラミックの弾性率よりも著しく高い。

 

B.内部応力と接着強度。 フィルムの内部応力と接着強度は、フィルムの安定性と耐用年数を決定し、その性能に影響を与える2つの重要な要素です。 高い内部応力および低い結合強度を有するDLCフィルムは、ひび割れ、折れ曲がり、さらには適用時に脱落する傾向さえある。 したがって、中程度の圧縮応力と高い接着強度を備えたDLCフィルムを作成することをお勧めします。 大部分の研究は、基板上に直接堆積されたDLC膜の膜/塩基結合強度が一般に低いことを示した。 Ti / TiN / TiCN / TiC中間傾斜遷移層を採用することにより、DLC膜と基板との接着強度が向上する。 ダイス鋼上に堆積されたDLCフィルムの結合強度は44n〜74nまでであり、そして調製されたフィルム導体の全体の厚さは5ミクロンまでである。

 

2)摩擦DLCフィルムは優れた耐摩耗性を有するだけでなく、一般に0.2未満の非常に低い摩擦係数も有し、優れた表面耐摩耗性改質フィルムである。 DLCの摩擦係数は、異なる製造方法およびフィルム中の組成の変化と共に変化し、そして最も低い摩擦係数は0.005に達することができる。 金属元素を添加すると摩擦係数が低下する可能性がありますが、Hを添加すると潤滑効果が向上し、環境も摩擦係数に一定の影響を与えます。 しかしながら、一般に、DLC膜は、伝統的な硬質膜(TiN、TiC、TiAlNなど)と比較して摩擦係数に関して明らかな利点を有する。 これらの伝統的な硬質フィルムの摩擦係数は0.4以上です。 この国では、DLCフィルムが多くのトライボロジー分野でこれらの伝統的なハードフィルムに取って代わる可能性があります。

 

3)DLCは準安定材料であるため、劣った熱安定性はDLCフィルムの用途を制限する重要な要因である。 300℃を超える温度でアニーリングすると、sp 3結合はsp 2結合に変化する。 したがって、その熱安定性を改善するために多くの作業が行われてきた。 いくつかの研究は、Siの添加がDLC膜の熱安定性を著しく改善できることを見出した。 20%at%のSiを含有するDLC膜は、摂氏740度でアニーリングしたときにsp 3結合からsp 2結合への変換のみを示す。 同様に、金属(Ti、W、Crなど)を添加してもDLC膜の熱安定性を向上させることができ、この点に関して研究を進めている。

 

4)耐食性の純粋なDLCのフィルムは優秀な耐食性を持っています。 しかし、他の元素でドープされたDLC膜は耐食性が低下しており、これはドープされた元素が最初に侵食され、それによって膜の連続性が損なわれるという事実によって引き起こされる。

 

5)DLC膜の表面は一般に滑らかで清浄であり、それは基板の表面の滑らかさに大きな影響を与えない。 しかしながら、膜厚が増加するにつれて、表面平滑性は低下するであろう。 異なる堆積方法によって得られたDLC膜の表面仕上げもまた異なり、イオン源技術によって堆積したDLC膜の表面品質は明らかにアークイオンめっきより優れている。 DLC膜は、特に非鉄金属(銅、アルミニウム、亜鉛など)、およびプラスチック、ゴム、セラミックなどに対して優れた接着抵抗を示します。

 

機械的機能分野におけるDLC膜の応用

 

1)ドリルビットとミーリングカッターのDLCフィルム、特にドープ金属のDLCフィルムは高い硬度を有するだけでなく、低い摩擦係数と非鉄金属結合に対する抵抗性も有する。 オランダのHauzerによって調製された金属ドープDLCフィルムは、高強度アルミニウム合金を切断するときに表面上のいわゆるチップノジュール(BUE)を減少させる。 その結果、工具寿命が長くなり、切削加工後のワーク素材の表面が滑らかになります。 特に乾式切削や深穴加工では、フィルム性能は非常に優れています。 非鉄金属の広州研究所はまた、非鉄金属の加工における耐用年数と加工品質を大幅に向上させる、フライス盤上のTiAlN + DLC膜めっきを行っています。

 

2)ディスク金型とその補助金型ディスク金型は、それをと摩擦のマザーボード(ディスク)を減らすために、生産の重要なツール、CDR、DVD CD、現在金型の表面の硬さと小さな摩擦係数を願っています、外国人は主にDLCフィルム層を採用し、金型の耐用年数とディスクの品質を大幅に向上させ、その補助金型にDLCフィルムをメッキし、寿命も使用をサポートするという要件に達しました。 塗装後の硬度が高く、摩擦係数が低く、耐摩耗性、耐食性、密着性、環境保護性に優れています。 ディスクダイ補助ダイ

 

3)コアアクスルDLCフィルムの耐摩耗性、耐摩擦性および耐食性は、ギア、コアアクスルおよび他の可動部品の耐用年数と耐用年数を大幅に向上させることができます。

 

4)DLCは、はさみやかみそりなど、さまざまな刃にも適用されています。 DLCフィルムは、ブレードとスキン間の摩擦を減らし、ブレードの性能を向上させ、そして寿命を延ばします。

 

5)主要部品へのDLCフィルムの適用は、多くの主要部品でその優れた性能を発揮することもできます。 例えば、スターリング冷凍機のピストン上のDLCフィルムの適用は、その低い摩擦係数を使用して、摩擦を減少させ、耐摩耗性を改善し、そしてオイルフリー潤滑および耐用年数の要件を満たすことができる。 ミシンアクセサリー - フックDLCフィルムを元のメッキハードクロムメッキ処理を交換するだけでなく、環境汚染の問題を回避し、表面硬度と耐摩耗性を向上させるだけでなく、寿命が同時に10倍以上に向上しますまた、より低い摩擦係数のために、機械走行騒音の過程における表面被覆層はより小さくなる。

 

6)粉末冶金型、プラスチック型、リードフレーム曲げ型、ガラスシート型、マグネシウム合金加工型、ベアリングなど、工業用型におけるDLCフィルム適用の他の多くの例がある。

 

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