类金刚石薄膜的基本成分是碳。由于碳的来源和制备方法不同,类金刚石薄膜可分为含氢和不含氢两类。类金刚石薄膜是一种具有长程无序的亚稳态非晶材料。碳原子之间的键是共价键,主要包括sp2和sp3杂化键。含氢类金刚石薄膜中也有一定数量的碳氢键。类金刚石薄膜作为一种新型的硬质薄膜材料,具有一系列优异的性能,如高硬度、高耐磨性、高导热性、高电阻率、良好的光学透明性、化学惰性等。
类金刚石薄膜用作测量工具的表面涂层,不会改变其尺寸和擦伤表面,从而减少校准时间。它还具有良好的化学稳定性,防止酸碱腐蚀和有机溶液腐蚀,适用于化工机械零件和各种装饰零件的电镀。类金刚石薄膜可以减少工件的摩擦和磨损,有效提高表面硬度、韧性、耐磨性和高温稳定性,大大提高涂层产品的使用寿命。它们广泛应用于机械制造、汽车工业、纺织工业、地质钻探、模具工业、航空航天等领域。
类金刚石薄膜是一种具有长程无序的亚稳态非晶材料。碳原子之间的键是共价键,主要包括sp2和sp3杂化键。含氢类金刚石薄膜中也有一定数量的碳氢键。类金刚石薄膜是由两个相同或不同的原子轨道沿轨道对称轴重叠形成的共价键,称为σ键。σ键是由轴向重叠的原子轨道形成的,并且有很大程度的重叠,因此σ键是相对稳定的。σ键可以绕对称轴旋转,而不影响键的强度和键与键之间的角度(键角度)。
类金刚石薄膜也具有很低的摩擦系数。在干滑动条件下,与钢的摩擦系数相比,摩擦系数仅为相应钢值的五分之一,表明该涂层可作为永久性干润滑剂,不仅进一步减少磨损,提高工件的使用寿命,还有助于节约能耗。一个量化的效率图可以解释这种影响:与普通的无涂层钢齿轮相比,涂有类金刚石薄膜的齿轮的摩擦系数降低了25% ~ 30%。
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