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磨料磨具类金刚石膜特性
磨料磨具类金刚石膜有机械性能、电阻率及耐腐蚀性、光学性能和稳定性;
机械性能:磨料磨具中类金刚石膜具有高硬度和高弹性模量,不同的沉积方法制备的DLC膜硬度差异很大,沉积的工艺参数对DLC膜的硬度也有影响,膜层内的成分对膜层硬度也有一定影响。
但是类金刚石膜也有很高的内应力,薄膜的内应力是决定薄膜的稳定性和使用寿命并影响性能的重要因素,而且内应力也会限制膜的厚度。压应力是由所含的氢造成的,促使sp3和sp2的比例变小,会影响膜的性能,研究发现含氢量小于1%的类金刚石膜应力较低,另外膜厚的均匀性对内应力也有影响。通过在膜中掺杂N、Si、O,金属内应力可以减小,然而内应力减小会影响到硬度和弹性模量。
金刚石刀具存在的问题
金刚石涂层的剥落可以预防涂层剥落是金刚石涂层刀具的一个严重问题,也是一个常见问题(尤其在加工碳纤维之类材料时),会导致刀具寿命难以预测。上世纪90年代后期,界面化学特性被确定为是影响金刚石涂层粘附性能的重要因素。
通过选择兼容性好的硬质合金化学特性、采用适当的预处理技术和合理的沉积反应条件,就有可能减轻或消除金刚石涂层的剥落,稳定地实现平稳的磨损模式。在显微镜下观察正常磨损的金刚石涂层刀具,可以发现,金刚石被稳定磨损直至硬质合金基体,而没有发生崩刃或剥落。
影响金刚石成核生长的两方面
磨料磨具中从影响金刚石成核生长的热力学和动力学方面考虑,主要有:衬底(基片)材料、衬底(基片)的预处理、衬底(基片)的炉内处理、沉积气源(气体中碳的浓度)、衬底(基片)温度、气体压强以及氢原子在沉积中的作用。
在这些因素中,对成膜的质量,沉积速率都有影响,电镀金刚石磨边轮质量好,但是由于沉膜过程的复杂,各种不同的制备方法与工艺参数又互相关联,彼此之间又有差异,各工艺参数对学和金刚石膜的质量和沉积速率的影响都还没有特定的规律和精辟的解释。
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