Lớp phủ giống như kim cương DLC có các đặc điểm của hệ số ma sát thấp, độ cứng cao, mô đun đàn hồi lớn, độ dẫn nhiệt cao, hệ số giãn nở nhiệt nhỏ, độ ổn định hóa học tốt, khoảng cách băng quang rộng, vv, và được sử dụng rộng rãi trong xử lý lớp phủ bề mặt của các công cụ, thiết bị. Lý do cơ bản tại sao các lớp phủ DLC có rất nhiều chức năng và được sử dụng rộng rãi là các thuộc tính cấu trúc của chúng và các chức năng xuất phát từ chúng.
1. Đặc điểm cấu trúc của lớp phủ giống như kim cương DLC
1) Cấu trúc độ phân giải có thể di chuyển
Lớp phủ DLC DLC không bao gồm các chất nguyên tố, nó là một carbon vô định hình có thể di chuyển với các liên kết SP2 và SP3 và hầu như không có liên kết SP1. Lớp phủ DLC với hơn 70% liên kết SP3 có nhiều tính chất tương tự như lớp phủ kim cương. Các nguyên tử cacbon giống như kim cương là các cacbon vô định hình có chứa phép lai SP2 và lai SP3, vì vậy chúng thể hiện các tính chất trung gian giữa kim cương và than chì.
2) Hàm giải quyết liên kết hóa học
Hiệu suất cơ học của lớp phủ được quyết định bởi trái phiếu SP3; Hiệu suất vật lý của nó bởi trái phiếu SP2. Các đặc điểm khác nhau có thể được tạo ra bằng cách thay đổi kỹ thuật chuẩn bị và tỷ lệ của liên kết SP3 so với SP2, do đó có được lớp phủ giống như kim cương. Thứ hai chỉ với kim cương về độ cứng và do đó hoạt động như một lớp phủ bảo vệ hiệu quả chống lại sự hao mòn, màng carbon không có hydro với hơn 80% liên kết SP3 được gọi là lớp phủ carbon vô định hình tứ diện (TA-C). Mặc dù độ ổn định nhiệt yếu, DLC có thể di chuyển, vô định hình, không có ranh giới hạt, bôi trơn mịn, hệ số ma sát thấp, không có lỗ hổng ranh giới hạt, có thể được sử dụng làm lớp phủ chống ăn mòn phù hợp. Ngoài liên kết SP3 và liên kết SP2, lớp phủ carbon vô định hình chứa hydro (AC: H) là màng carbon được tạo thành trong đó sự kết hợp của các dạng liên kết SP3 và liên kết SP2; Cả hai bộ phim carbon này đều có khả năng tương thích sinh học tốt.
Hơn nữa, được sử dụng rộng rãi bởi nhiều lĩnh vực khác, các lớp phủ giống như kim cương cũng cho thấy các phẩm chất quang học, điện và âm thanh tương đương với kim cương và có các tính năng của băng tần quang học rộng, chỉ số khúc xạ cao, điện trở suất cao và ái lực điện tử thấp.
2. Phương pháp chuẩn bị lớp phủ giống như kim cương DLC
Lớp phủ DLC DLC được điều chế bằng cách xếp chồng pha hơi hóa học (CVD) và xếp chồng pha hơi vật lý (PVD).
1) Phương pháp tích lũy pha hơi hóa học
Tích lũy pha hơi hóa học đề cập đến sự khác biệt hoặc ion hóa các hợp chất chứa carbon ở nhiệt độ cao hoặc trong trường plasma, và sau đó là một phản ứng hóa học trên đế để tạo thành lớp phủ giống như kim cương. CVD chung có các khiếm khuyết như nhiệt độ tích lũy cao và ứng suất bên trong lớn của lớp phủ, và đã dần được thay thế bằng xếp chồng pha hóa hóa hóa học tăng cường huyết tương (PE-CVD), tần số lan truyền vi sóng (MW-KF)
2) Phương pháp tích lũy pha hơi vật lý
Phim DLC được điều chế bằng cách xếp pha hơi vật lý, và carbon được xếp chồng lên chất nền dưới dạng các ion hoặc nguyên tử thông qua độ thoát nước nhiệt độ cao và sự phóng xạ ion khí của mục tiêu than chì, có vẻ ngoài thô và lực liên kết kém, và ảnh hưởng của ứng dụng công nghiệp là không rõ ràng. Chất xếp chồng ion (IBD), cường độ magnetron, công nghệ hồ quang cực âm và xếp chồng laser xung (PLD) đều có thể được sử dụng để chuẩn bị lớp phủ giống như kim cương với bôi trơn mịn, ứng suất bên trong thấp, độ bám dính mạnh và hệ số ma sát nhỏ.