真空鍍膜：含氫DLC涂層、無氫TAC涂層在各領域的應用

真空鍍膜：含氫DLC涂層、無氫TAC涂層在各領域的應用

類金剛石涂層(diamond like carbon, 簡稱DLC) 是一種在微觀結構上含有金剛石成分的涂層。構成DLC的元素為碳。碳原子和碳原子之間的不同結合方式，使其終產生不同的物質：金剛石(Diamond)——碳碳以sp3健的形式結合；類金剛石(DLC)——碳碳以sp3和 sp2健的形式結合；石墨(Graphite)——碳碳以sp2健的形式結合。

圖1：類金剛石涂層

含氫DLC涂層

DLC涂層又稱類金剛石涂層，硬度高(>HV1500)，干摩擦系數低(0.05-0.1)。是一種無油自潤滑涂層。DLC類涂層當中普遍的是通過各種PA-CVD（等離子輔助CVD，通過射頻、微波或其他等離子激活方式）制備的含氫類DLC。含氫類DLC涂層具有相對高的顯微硬度（一般在2000～3000HV）和極低的摩擦系數（0.05～0.15，干式）。通過PA-CVD方法制備的含氫DLC涂層表面粗糙度非常低。它們已經成為汽車引擎零部件，如梃桿、活塞桿和各種柴油噴射系統零部件涂層的工業標準。

無氫類DLC涂層

另一類DLC涂層，ta-C涂層是一種無氫碳元素涂層，其sp3與sp2鍵的比值較高。與其他DLC涂層相比，ta-C膜層具有更高的硬度和抗溫性能，并可顯著降低摩擦系數。因為此類涂層具有非常高的硬度及非常好的耐摩擦性能。另外，無氫類ta-C涂層結合某些潤滑劑能夠顯著減少摩擦，例如在尼桑汽車的發動機氣閥機構上就有此類技術的應用。此類DLC涂層一般通過石墨靶的電弧蒸發來獲得。涂層的特點是具有非常高的硬度值，一般在4000～7000HV，并且幾乎不含氫。所以常把此類涂層叫做無氫類DLC涂層。在ta-C類DLC涂層中，碳原子以類似水晶體4晶點結構（四面體）為主體。

Ta-C涂層的制備

純源公司研發Ta-C類DLC涂層并將其應用到工業領域。他是由純源公司自主研發的純離子鍍膜設備制成。純離子鍍膜設備具備高效的電磁掃描和過濾系統，可將等離子體中的雜質顆粒、宏觀粒子、大型離子團等過濾干凈，經過磁過濾后沉積粒子的離化率為百分之百，并且可以過濾掉大顆粒，因此制備的納米薄膜非常致密和平整光滑，抗腐蝕性能好，與機體的結合力很強，在均勻性、致密性、結合度、硬度、摩擦系數、改變物質表面結構和消除薄膜顆粒等方面取得里程碑式的突破。

Ta-C涂層的應用領域（部分）

圖2：應用領域

交通工具領域

隨著我國工業實力的不斷提升，汽車零部件的生產模式已經逐漸從原有的低端粗放型向高端精細型發展，越來越多的國產高端產品開始替代原來國外進口的高端產品，汽車零部件鍍膜逐漸的出現在大眾視野。

圖3：交通工具領域應用

紡織領域

紡機配件械制造業分為兩類:一類是制造整臺機器的，另一類是制造專用零配件的(如錠子、搖架、鋼領、鋼絲圈、織針、針布、綜絲、停經片等)。制造整臺的紡機配件機械廠專用設備占全廠設備的比例不大，因此在一定條件下可以變換品種生產其他機械。紡機配件機械制造業的工藝性強，結構復雜、零件多。用于出口國外業務或者其他相關業務要求，市場上需要鍍膜的紡織配件逐漸涌出。

圖4：紡織領域應用

消費電子領域

從行業廣度上來看，面臨著復雜使用環境的產品均有可能使用愈加成熟的納米薄膜技術進行防護，行業應用尚存在較大的擴展空間，除消費電子行業以外，納米薄膜在新能源、安防設備、汽車電子、醫療器械等均可能得到大量的應用。從行業深度上來看，納米薄膜在各細分應用行業均有望從整機層面到關鍵零部件層面提供相應的防護。納米薄膜防護技術，能夠在更低溫的環境下制備納米薄膜，更適合對不耐高溫的電子消費品進行防護，是一種新的電子消費品防護技術。隨著電子消費品向輕薄化、小型化、精細化方向發展，納米薄膜防護技術在電子消費品中的應用逐漸擴大。

圖5：消費電子領域應用

切削工具領域

目前發展的重要項目有:高速精密切削加工，少、無冷卻潤滑液的切削或干切削，高硬狀態下切削加工。所有這些，以及現代新材料的出現，都對切削工具的技術要求越來越高。新形勢下對切削加工還提出了特殊要求，如加工硬度50HRC以上的硬加工、微潤滑和無潤滑的干切削不斷涌現，使切削加工中的個性化特點日見顯現。面對這些變化，若要求在刀具的設計和制造工藝或刀具材料的整體性能上來適應這些要求，技術上的難度是很大的，尤其對刀具材料而言，不僅在資源利用上極不經濟，而且要求材料滿足日趨復雜的綜合切削性能，通常難以做到。采用涂層刀具是解決上述問題的方案之一，涂層刀具對改善的刀具性能起著非常重要的作用。經涂層的刀具大大提高了加工效率、加工精度、延長了刀具壽命、降低了加工成本，由此可以說，現代制造業的發展推動了刀具業的發展。（轉載鏈接：https://wenku.baidu.com/view/58681da8b0717fd5360cdc9a）

圖6：切削工具領域應用

模具領域

模具由于要求較高，故其耐用性更加受到關注。例如，所生產的塑料中帶有玻璃纖維，容易磨損模具表面，或脫模時需要提高潤滑的性能。PVD涂層由于其獨有的潤滑性及超高的硬度，可以大大改善生產過程中所遇到的問題。

圖7：模具領域應用

純源鍍膜是一家“真空納米涂層技術”解決方案供應商，專注于真空納米、微米級中高端鍍膜設備的設計、研發和制造，歡迎大家咨詢！