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通過DLC薄膜提升發動機耐磨與密封性能
發布時間:2017-3-29 14:48:38

  隨著汽車制造業的飛速發展和人們環保意識的逐漸加強,節能減排成為衡量汽車質量的一個重要指針。為了實現節能減排,提高燃油效率則是最有效的途徑之一,而提高燃油效率則主要是通過增大油氣噴射壓力,提高發動機輸出功率來實現。油氣噴射壓力的增大則必然會導致供發動機零部件承受的摩擦越來越大,磨損越來越嚴重,而傳統的材料和表面處理手段已經很難滿足發動機正常工作需求。
  DLC 薄膜 DLC(Diamond like carbon) 薄膜又叫類金剛石薄膜,它是一種新型的硬質潤滑功能薄膜材料,具有SP2 和SP3 電子軌道雜化的碳原子空間網絡結構,通常為非晶態或非晶—納米晶復合結構。DLC 薄膜具有高的硬度、優異的減摩耐磨性能、高熱導率、低介電常數、寬帶隙、良好的光學透過性以及優異的化學惰性和生物兼容性等,在航空航天、機械、電子、光學、裝飾外觀保護、生物醫學等領域有著廣闊的應用前景。 DLC 薄膜的制備方法有多種,目前常用的主要有物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)以及液相法等。其中物理氣相沉積方法中主要有離子束沉積、離子束輔助沉積、濺射沉積、真空陰極電弧沉積、等離子體沉積、脈沖激光沉積等; 化學氣相沉積方法中主要有熱絲化學氣相沉積、直接光化學氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積等;液相沉積中則主要分為電化學沉積和聚合物熱解法等。其中氣相沉積技術已相對成熟,而液相電化學沉積作為一種新的方法,其沉積工藝還不成熟,還未能解決薄膜質量差、膜基結合弱、石墨含量高等瓶頸問題。 DLC 薄膜雖然具有眾多優良的性能, 但其未能在世界范圍內得到廣泛應用,主要技術瓶頸體現在一下幾方面:首先, DLC薄膜在沉積過程中產生較高的內應力, 使其與基體結合力差,膜層易起皮、脫落; 其次,DLC 薄膜的熱穩定性差,當溫度高于200℃發生石墨化轉變,高于450℃則發生明顯的氧化;再次,DLC 薄膜材料存在脆性強、韌性低及摩擦學行為具強環境敏感性等問題;最后則是大面積的均勻沉積、極端尺寸工件鍍覆等問題的解決。

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