類金剛石塗（tú）層（céng）（DLC）是一種由碳元素構成（chéng）、在性質上（shàng）和鑽石類似，同時又（yòu）具有石墨原子（zǐ）組成結構（gòu）的塗（tú）層物質（zhì），是一種非晶態薄膜，具有高硬度（dù）和高彈性模量、低（dī）摩擦因數、耐磨損（sǔn）以及良好的（de）真（zhēn）空摩擦特性，因此通常（cháng）作為耐磨塗層使用。

DLC 塗層即類金剛石塗層（céng）,泛指不定性碳的晶體結構材質。在該材質中碳原子以不同的排列方（fāng）式（shì）錯中夾雜的結合在一起,從而使得該塗（tú）層具（jù）有天然的優良性能。 

DLC塗層（céng）的主要（yào）性（xìng）能

1、力學性（xìng）能

a、硬度及彈性模量（liàng）。不同的沉積方法製備的DLC膜（mó）硬度及彈性模量差異很大，用磁過濾陰極電弧（hú）法可以製備出硬度達到甚至超過金剛（gāng）石的DLC膜，用陰極電弧法製備的（de）DLC膜比較高硬度可達50GPa以上，而用（yòng）離子（zǐ）源結合非平衡磁控濺射法製備的DLC膜硬度達21GPa。膜層內的成分對膜層的硬度有一定的影響， Si、N的摻入可（kě）以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有（yǒu）較高的彈性模量，雖低於金（jīn）剛石（110GPa），但明顯高（gāo）於一般金屬（shǔ）和陶瓷的彈性模（mó）量。 

b、內應力和結合（hé）強度。薄膜的內應力和結合（hé）強度是決定薄（báo）膜的穩定性和使用壽命，影響薄膜性能的兩個重要因素（sù），內應力高和結合強度低的DLC膜容易（yì）在應用中產生（shēng）裂紋、褶皺，甚至脫落，所以製備的DLC膜比（bǐ）較好具有適（shì）中的壓應力和較高的結合強度（dù）。大部分研（yán）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（guò）渡層的方法提高DLC膜與基體的結合強度，在（zài）模具鋼上沉積DLC膜的（de）結合強度達44N-74N，製備的膜導總體（tǐ）厚度可達5um。‍ 

2、摩擦性能（néng）

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（bān）低於0.2，是一種（zhǒng）優異的表麵抗磨損改性膜。DLC的摩擦係數隨製備工藝的不同和膜（mó）中成分的變化（huà）而變化，其（qí）摩（mó）擦係數比較低可（kě）達0.005。摻（chān）雜金（jīn）屬元素可能降低其（qí）摩擦係數，但加入H能提高潤滑作用，環境也對（duì）摩擦係數（shù）有一定的影響。但（dàn）總的（de）來（lái）說，DLC膜（mó）與傳統的硬質薄膜（如上述的TiN、TiC、TiAlN等）相比，在（zài）摩擦係（xì）數方麵具有明顯優勢，這些傳（chuán）統硬質薄膜（mó）的摩（mó）擦係數都在0.4以上。因此，DLC膜有可能（néng）在許（xǔ）多摩（mó）擦學領（lǐng）域替代這（zhè）些傳（chuán）統硬膜。製（zhì）備的摻金屬DLC膜具有良（liáng）好（hǎo）的抗摩擦磨損性能及低達0.13-0.15的摩擦係數（shù）。 

3、熱穩定（dìng）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鍵轉（zhuǎn）變，為此，人們進行了大量的工作試圖提高其熱穩定性。有研究發現：Si的加入可以明顯改善DLC膜的熱穩定性，含20 at%Si的DLC膜在740℃退火時才（cái）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（mó）的熱穩定（dìng）性。

4、耐腐蝕性

純DLC膜具有優異的（de）耐蝕性，各（gè）類酸、堿（jiǎn）甚至王水都很難侵蝕它。但摻雜有其他元素的DLC膜的耐蝕性有所下降，這是由於（yú）摻雜的元素首（shǒu）先被侵蝕，從而破壞了膜的連續（xù）性所致。 

5、表麵狀態

DLC膜表麵一般較光潔，對基材的表麵光（guāng）潔度（dù）沒有太大的影響，但隨著膜厚的增加，表麵（miàn）光潔度會下降。不同的沉（chén）積（jī）方法所得到的DLC膜表麵光潔度（dù）也（yě）是不同的，采用離子源（yuán）技術沉積的DLC膜（mó）表麵質量明顯優於電弧（hú）離子鍍。 

DLC膜具（jù）有很好的抗粘結性，特別是對有色金屬（如銅、鋁、鋅等），對塑（sù）料、橡膠、陶瓷等也有抗粘結性。‍

應用方向有哪（nǎ）些？

(1)鑽頭、銑（xǐ）刀

DLC膜可以應用於鑽頭和銑刀上，特別是摻雜金屬的DLC膜，它不僅具有 高的硬度（dù），還具（jù）有低的摩擦係（xì）數、抗有色金屬粘結。

(2)光盤模具及其輔助模具

光盤模具（jù）是生產CD、CDR、DVD的（de）重要工具，為了（le）減少它與母（mǔ）盤（鎳 盤）的摩擦，希望模具表麵硬且摩（mó）擦係數小，目前，國外大（dà）多采用DLC膜（mó）層，大大提高了模具的壽命和盤片的質量。鍍膜之後有硬度（dù）高，摩擦係數（shù）低，耐磨，耐腐（fǔ）蝕，抗粘（zhān）結性好且環保等（děng）特點。

(3)芯（xīn）軸（zhóu）

DLC膜（mó）的耐磨減摩及耐（nài）腐（fǔ）蝕性，可顯著提高齒輪、芯軸等運動部件的使用性能及壽命。

(4)刀（dāo）片上（shàng）的應用

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

(5)關鍵零部件上的應用

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

在縫紉機配件-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（qiě），明顯提高工件表麵硬度及耐磨性，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（guò）程中產生（shēng）的噪音變小。

(6)其它（tā）應用（yòng）

DLC膜在（zài）工模具上的應用其它例子非常多，如：粉末冶金成（chéng）型模具、塑膠成型模具、引線框彎曲模具、玻（bō）璃片成型（xíng）模具、鎂合金加工模具、在軸承等。