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類鑽碳膜(DLC)介紹

2015 年 08 月 14 日 by Willy Chen

類鑽碳膜(DLC)介紹

鑽石具有高硬度、高熱傳導係數、低膨脹係數、低摩擦系數與高 化學安定度等特性,但鑽石產量稀少、價格昂貴且加工困難,類鑽碳薄膜具有和天然鑽石相近的性質,其中包括了有高硬度、耐腐蝕性佳、表面平滑、摩擦係數小、抗磨耗性佳、生物相容性佳等,且有價格上之優勢。由於具有這些優越特性,使其在機械、電子、半導體等工業之應用日益廣泛。

類鑽碳薄膜是由SP2及SP3組成,如能將SP2晶格減少,且增加SP3晶格,類鑽碳薄膜將會很接近鑽石薄膜,然而由於在結構中含有被扭曲的 sp3 鍵結,造成所沈積的類鑽碳膜通常都具有很高的內應力,再加上如果類鑽碳膜和基板的附著力不佳時,就很容易產生破裂、剝落等現象的缺點。

類鑽碳薄膜的石墨鍵結SP²是非常具有規則排列的HCP 結構,純度好的石墨在水平方向的熱傳導係數極佳;但在垂直方向只能靠凡得瓦力做原子鍵結,所以層與層之間的鍵結力差,影響了晶格的震動及聲子傳遞,因此熱傳導係數極差,SP³晶格的特性是屬於等向性,不受方向影響。

一般常使用真空電漿鍍膜技術來製作類鑽碳膜,類鑽碳膜具備黑色的外觀、高表面硬度(Hv>1200)、低摩擦係數(μ<0.2)、高化學鈍性有極佳的耐蝕性、優異的抗沾黏特性,並且可藉由製程參數改變來調整鍍膜各項特性。一般應用於銑刀工具、模具、機械零件表面抗沾粘處理及外觀裝飾、光學鏡片、生醫材料等鍍膜用途。

資料來源:網路彙整

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