Kisi simili għad-djamanti DLC huwa tip ta 'kisi reżistenti għall-ilbies li jiffunzjona sew, minħabba l-awto-lubrikazzjoni, reżistenza għall-korrużjoni, reżistenza għall-brix u letarġija kimika għolja f'ambjenti differenti, kisi DLC, bħala tip ta' materjal potenzjali ta 'kisi awto-lubrikanti, għandu firxa wiesgħa ta' prospetti għal użu fl-użu fl-oqsma ta 'mikro-sistemi elettromekhaniċi, għodda ta' qtugħ, qtugħ ta 'qtugħ, għodda ta' qtugħ, qtugħ ta 'qtugħ, għodda ta' qtugħ, qtugħ ta 'qtugħ, għodod ta' qtugħ mekkaniku, Biomed. eċċ. Il-metodi ta 'preparazzjoni ta' kisi DLC huma prinċipalment deposizzjoni ta 'fażi tal-fwar fiżika (PVD) u deposizzjoni ta' fażi ta 'fwar kimiku (CVD), u metodi ta' preparazzjoni differenti għandhom effetti differenti fuq il-koeffiċjent ta 'kunflitt ta' kisi DLC. Il-metodi ewlenin ta 'preparazzjoni ta' kisi ta 'DLC huma d-deposizzjoni ta' fwar fiżiku (PVD) u d-deposizzjoni ta 'fwar kimiku (CVD), metodi ta' preparazzjoni differenti fuq il-koeffiċjent ta 'kunflitt tal-kisi DLC huma differenti, u l-parametri tal-proċess ta' preparazzjoni għandhom ukoll impatt akbar fuq il-koeffiċjent ta 'kunflitt tal-kisi DLC.
1. Sors tal-gass tar-reazzjoni
Il-kompożizzjoni tal-komponenti tas-sors tal-gass ta 'reazzjoni għandha influwenza deċiżiva fuq il-mikrostruttura tal-kisi DLC, speċjalment l-introduzzjoni ta' idroġenu tibdel b'mod sinifikanti l-istat ta 'twaħħil kimiku tal-kisi. Fil-proċess ta 'deposizzjoni ta' film irqiq tad-djamanti, l-idroġenu atomiku juri effett ta 'inċiżjoni selettiva uniku: meta l-metanu jiġi pirolizzat, mingħajr il-parteċipazzjoni ta' atomi ta 'idroġenu żejjed, ir-rata ta' ġenerazzjoni tal-fażi tal-grafita (Bond SP²) u l-fażi tad-djamanti (Bond SP³) fil-prodott ta 'dekompożizzjoni hija bażikament ugwali; Madankollu, meta tiġi introdotta l-introduzzjoni tas-super-ekwilibriju idroġenu atomiku, ir-rata ta 'inċiżjoni ta' atomi ta 'idroġenu fuq il-fażi tal-grafita tista' tkun sa 10-20 ħinijiet ta 'dik ta' dik tal-fażi tad-djamanti (dejta sperimentali), u dan selettiv dan il-mekkaniżmu ta 'inċiżjoni selettiv iżid il-proporzjon ta' bonds SP³ għal 7 0% {{{3} Riżultati ta 'spettroskopija), li tistabbilizza b'mod effettiv l-istruttura tan-netwerk tal-karbonju amorfu. Barra minn hekk, ir-regolazzjoni tal-pressjoni parzjali tal-idroġenu fis-sors tal-gass taffettwa direttament il-kontenut tal-idroġenu tal-kisi. Meta l-proporzjon ta 'h₂ jiżdied minn 5% għal 4 0%, il-konċentrazzjoni ta' atomi ta 'idroġenu fis-saff tal-film tista' tiżdied minn 15at.% Għal 35at.% (Riżultati ta 'analiżi XPS), u l-koeffiċjent korrispondenti ta' frizzjoni jista 'jitnaqqas minn 0.25 għal 0.25 għal 0.08 (test tal-frizzjoni tal-ball-and-disk), li jista' jkun attribwit għall-pseudouid. Assorbiment fiżiku ta 'atomi ta' l-idroġenu fl-interface li jiżżerżaq.
2. Elementi tad-doping
Billi tikkontrolla b'mod preċiż il-konċentrazzjoni tad-doping ta 'elementi metalliċi (eż, Ti, W) jew mhux metalliċi (eż., Si, N), disinn multifunzjonali ta' kisi DLC jista 'jiġi realizzat. Ħu d-doping tan-nitroġenu bħala eżempju: meta l-kontenut N huwa kkontrollat f '5-8 f'. kisi), dan huwa dovut għall-atomi tan-nitroġenu u l-molekuli tal-ilma tal-irbit tal-idroġenu biex jiffurmaw il-wiċċ tal-film tal-passivazzjoni; Iżda meta l-kontenut N ikun aktar minn 15at.%, il-ktajjen twal CC fl-istruttura tan-netwerk tal-karbonju huma interrotti ħafna (l-osservazzjonijiet TEM juru li d-daqs mikrokristallin tal-grafita jonqos għal {2-3 nm), li jirriżulta fil-koeffiċjent ta 'frizzjoni li jogħla lura' l fuq minn 0.2. Bl-istess mod, id-doping ta '1-3 f'.% Tas-silikon jista 'jnaqqas ir-rata ta' xedd tal-kisi u t-tgħammir tal-azzar bi 80% (permezz tal-formazzjoni tas-saff ta 'transizzjoni interfacial Si-O-Si), iżda d-doping eċċessiv iqajjem żieda f'daqqa fl-istress intern tal-kisi għal aktar minn 4 GPA (kif aktar minn 4 GPA (kif imkejjel mill-metodu tal-kurvatura tas-sottostrate), li r-riżultati fil-falliment tal-falliment tal-film.
3. Materjal tal-matriċi
Il-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-materjal tas-sottostrat jaffettwaw direttament il-prestazzjoni tas-servizz tal-kisi DLC. Fis-sottostrat tal-polikarbonat (PC) bl-użu ta 'proċess PECVD depożitat DLC (ħxuna ta' 1.2 μm), il-koeffiċjent ta 'frizzjoni jista' jitnaqqas għal 0. 15 (meta mqabbel mas-substrat tal-PC biex jitnaqqas 70%), grazzi għall-gruppi funzjonali tal-wiċċ PC u film funzjonali ffurmat mill-irbit kimiku; u sottostrat tal-ħġieġ minħabba n-nuqqas ta 'qbil tal-koeffiċjent ta' espansjoni termali (ħġieġ ≈8.5 × 10-⁶ / k, DLC ≈3 × 10-⁶ / k. DLC ≈3 × 10-⁶ / k) u nuqqas ta 'siti ta' reazzjoni attiva, li jirriżultaw f'qawwa ta 'bond tal-kisi insuffiċjenti (test tal-bidu tat-tagħbija kritika ta' 5n biss). L-ottimizzazzjoni tal-ħruxija tal-wiċċ tas-substrat hija wkoll kritika: meta l-valur RA tas-substrat ikun illustrat Tnaqqis ta '40% fil-konsum ta 'enerġija frizzjonali taħt kondizzjonijiet ta' lubrikazzjoni tal-konfini (miksub billi jitnaqqas l-effett ta 'interlocking mekkaniku tal-mikrobumps tal-wiċċ).
4. Enerġija tal-joni
Ir-Regolament dwar l-Enerġija Ion (miksub bl-applikazzjoni ta 'vultaġġ ta' preġudizzju ta '{{{0}} v) jista' jottimizza profondament il-prestazzjoni tal-kisi DLC. Meta l-vultaġġ ta 'preġudizzju jiżdied minn 50V għal 300V, l-effett tal-bombardament tal-joni jwassal għal żieda fil-kontenut ta' bond SP³ minn 40% sa 65% (ikkaratterizzat minn spettroskopija ta 'telf ta' enerġija elettroniċi tas-sallur), filwaqt li l-kontenut ta 'idroġenu jonqos minn 30at.% Għal 18at.%. Din l-evoluzzjoni strutturali twassal għal tnaqqis fl-istress intern tal-kisi minn 3.5GPa għal 1.8GPa (ikkalkulat bid-diffrazzjoni tar-raġġi X), u żieda fis-saħħa tal-bond tas-substrat tal-film b'fattur ta '2 jew aktar (it-tagħbija kritika għall-grif hija mnaqqsa minn 15 għal 15.5GPA, u t-tagħbija kritika għall-grif hija mnaqqsa minn 15 sa 15gpa, li hija l-istess It-tagħbija kritika żdiedet minn 15N għal 35N). It-testijiet triboloġiċi juru li l-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-kisi ppreparat bi 300V bias jista 'jkun stabbilizzat f'0. {10-0. 12 Taħt kundizzjonijiet ta' frizzjoni xotta (45% inqas minn dak tal-kisi mhux preġudikat), li huwa attribwit għall-formazzjoni ta 'netwerk cross-cross-cross minn 3D li effettivament jinibixxi t-tranżizzjoni tal-grafika; L-ispettri Raman tnaqqas minn 180cm-¹ sa 120cm-¹).
5. Partiċelli fibrużi
Micron-sized molten droplets (1-5μm in diameter) generated during cathodic arc deposition can seriously degrade the coating performance (causing the surface Ra value to surge from 0.1μm to 0.8μm). By using a 90° bend magnetic filter, >95% of particles >{{{0}}. 2 μm fid-dijametru jista 'jiġi ffiltrat (permezz ta' statistika tas-sezzjoni trasversali SEM), li tnaqqas il-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-kisi minn 0. 25 sa 0.15, filwaqt li l-użu ta 'teknoloġija CVD assistita mill-plażma RF (13.56 MHz, 500 W b'wiċċ RA ta '<0.05 nm (atomic surface flatness), with ultra-low friction properties (atomic surface flatness), and with ultra-low friction properties (surface Ra of <0.5 nm), and with ultra-low friction properties (atomic surface flatness). ), and its ultra-low friction characteristics (μ≈0.03-0.05) stem from the complete elimination of mechanical interlocking effects, when the friction behavior is mainly governed by van der Waals forces at the quantum level (verified by molecular dynamics simulations).