DLC 塗層實現耐磨性主要基於以下幾個方麵:
1.高硬度
DLC 塗層具有較高的硬度,其硬度值可與金剛石相媲美。例如,用激光濺射或磁過濾陰極電弧法(fǎ)製備出的 DLC 薄膜,硬度高達 70 - 110GPa。這種高硬度使得(dé)塗層在受到摩擦時,能夠抵(dǐ)抗外界物體的侵(qīn)入(rù)和刮擦。就像金剛石可(kě)以用來切割玻璃一樣,DLC 塗層的高硬(yìng)度(dù)使其在摩擦過程中,不易被其他相(xiàng)對較軟的材料磨損。
當兩個物(wù)體相互(hù)摩(mó)擦時,硬(yìng)度較低的物體表麵容(róng)易被硬度較高的物體刮下材料。而 DLC 塗層作為高硬度(dù)的防護層,能夠在摩擦接觸中保(bǎo)持自身結構的完整性,從(cóng)而減少磨損。
2.低摩擦係數
DLC 塗層的摩擦係數很低,一般低於 0.2,最低可達 0.005。這意味著在(zài)摩擦過程中,塗層與對偶(ǒu)材料之間的摩擦力較小。當一個物體在(zài)另一個物體表麵滑動(dòng)時,摩擦力是導致磨損的重要因素之一。
以機械部件中的滑動軸承為例,在(zài)軸與軸承的接觸(chù)麵上,如果塗覆有 DLC 塗層,由於其低摩擦係數,在軸轉動過程中(zhōng),塗層與軸之間的摩擦力就(jiù)會很(hěn)小。這樣可以(yǐ)減少因摩擦產(chǎn)生的熱量和材料的損耗,進而提高耐磨性。而(ér)且,低摩擦係數還能(néng)降(jiàng)低對(duì)偶(ǒu)材料表麵的磨損(sǔn),因為較(jiào)小的摩擦力對對偶(ǒu)材料的破壞作用也較弱。
3.良好(hǎo)的化學穩定性
DLC 塗層(céng)具有優異的化學穩定性,純 DLC 膜各類酸、堿甚(shèn)至(zhì)王水都很難侵蝕。在一些惡劣的工作環境(jìng)中,如存在腐蝕性介(jiè)質的情況下,這種化學穩定性可以(yǐ)防(fáng)止塗層(céng)被化學物質腐(fǔ)蝕而產生結構變化。
例(lì)如(rú),在化工設備中,許(xǔ)多部件會接觸到各種酸堿溶液。如果(guǒ)這些部件(jiàn)表麵塗覆有 DLC 塗層,塗層可以抵禦酸堿溶液的侵蝕,保持其原有(yǒu)的物理和機械性能。即使在長期的摩擦過程中,也不會(huì)因為被化學物(wù)質腐蝕而(ér)降低其耐磨性。
4.結構緊密性
DLC 塗層的結構(gòu)相對緊密。在微觀(guān)層麵,其原子之間的結合力(lì)較強,碳原(yuán)子之(zhī)間形成穩定的化學鍵,這種緊密的結構使得塗層在受到摩擦外力時,不容易出現原(yuán)子的脫落或結構的鬆散。
就像一堵緊(jǐn)密堆(duī)砌的磚(zhuān)牆,每一塊磚(原子)都牢固地結合在一起,當有外力作用時,磚牆(塗層)能夠保(bǎo)持穩定,不會輕易出現磚塊(原(yuán)子)的掉(diào)落,從而維持其耐磨性能。
【責任編(biān)輯】小編