一、基本概念

TAC類金剛（gāng）石塗層是一種非晶態碳塗層，具有類似金剛石的四麵體（tǐ）鍵合結構（sp³ 鍵），因此兼具高硬度、低（dī）摩（mó）擦係數、耐磨（mó）損、耐腐蝕及良好的熱導性等特性。其性能介於類金剛石塗層（DLC）和傳統硬質塗層之間，屬於類金剛石塗層（DLC）的一種特殊類型，常用於對表麵性能（néng）要求極（jí）高的精密零（líng）部件、工具及電子器件等領域。

二、主要特點

三、製備工藝

TAC 塗層主（zhǔ）要通過物理氣相沉（chén）積技術製備，常見工藝包（bāo）括（kuò）：

離子束沉積

利用高能離子束將碳源（如石墨靶材）分（fèn）解為離子，直接沉積在基材（cái）表麵，形成高 sp³ 鍵含量的 TAC 塗層（céng）。

優點：塗層致密度高、結構均勻，性能接近天然金（jīn）剛石。

缺點：沉積速率低，成本較高，適合小尺寸精（jīng）密零（líng）件。

脈衝激光沉積

通過激光轟擊（jī）石墨靶（bǎ）材，產生等離子體並沉積到基材表麵，形成 TAC 塗層。

優點：可精確控製塗層成分和厚（hòu）度，適合複雜曲麵沉積。

缺點（diǎn）：設備複雜，大規模生產難度（dù）大。

磁控濺射沉積

利用磁控濺射技術將碳靶材濺（jiàn）射至基材表麵，通過（guò）調節（jiē）工藝參數（如功率、氣壓）控製 sp³ 鍵比例。

優點：沉積效率高，適合批量生產。

缺點：塗層（céng） sp³ 鍵含量相對較低，硬度略低於 IBD 法製備的 TAC 塗層。

四、應用領域

TAC 塗層憑借其獨特性能，廣泛應用（yòng）於以下領域：

機械加工工具

應（yīng）用場景（jǐng）：銑（xǐ）刀、鑽頭、齒輪刀具等。

作用：減少刀具磨損，提高（gāo）加工效率，延長刀（dāo）具壽命（可提升 3-5 倍），尤其適（shì）合高硬度（dù）材料（如淬火鋼、鈦合金）加工（gōng）。

汽車與航空航（háng）天

應用場景：發動機活塞（sāi）環、氣門挺（tǐng）杆、渦輪葉片、軸承（chéng）等。

作用：降低摩擦損耗，提升部件耐腐蝕性（xìng）和可靠（kào）性，適用（yòng）於高溫、高負（fù）荷工況。

電子與半導體

應（yīng）用場景：硬盤磁（cí）頭、MEMS 器件、半導體封（fēng）裝模具等。

作用：保護精密電子元件表麵，減少接觸（chù）電阻，提升器件穩定性和使用壽命。

醫療器械

應用場景：手術刀具、人工關節、牙科種植體等。

作用：增強表麵（miàn）生物相容性，減少細菌附（fù）著，同時提高耐磨性和抗腐蝕能力（lì）。

光學器件

應用場景：紅外窗口、光學透鏡、傳感器表麵等。

作用：提供高透光率、低反射率的耐磨塗層，保（bǎo）護光學元件表麵免受刮擦和汙染。

六、注意事項

基材（cái）預處理（lǐ）

塗層附著力依賴於基材表麵清潔度和粗（cū）糙度，需通過噴砂、超聲清洗等工藝去除油汙和氧化層。

塗（tú）層厚（hòu）度選擇

需根據零件服役條件（jiàn）調整厚度：磨損嚴重場景（如刀具）可選 2-5μm；精密配合件（如軸承）宜選 0.5-1μm，避免影響公（gōng）差配合。

後處理工（gōng）藝（yì）

部分應用場景需對（duì）塗（tú）層進行拋光或鈍化處理，以進一步降（jiàng）低表麵粗糙度或提升耐腐蝕（shí）性。

成本考量

TAC 塗層製備設備投資大，工藝複雜，成本高於普通DLC塗層，適用（yòng）於對性能要求極高的高端領域。