混淆的术语和不同的品牌名称,使用户很难找到碳涂层系统多种类型的方法。这些产品范围包括从超硬金刚石薄膜涂层和无定形碳涂层,也称为类金刚石碳(DLC),到柔软的石墨涂层。VDI指南2840提供了通过名称丛林,并创建一个标准的系统命名法的一条路径。
经典的硬材料涂层,如TiAlN涂层现在在行业内非常普遍,碳基涂层也越来越受欢迎。为了让用户更方便地识别和比较各个碳涂层及它们的应用领域,由研究机构(如Fraunhofer IST)、工具制造商、最终用户和涂层公司(如CemeCon)组成的VDI(德国工程师协会)的一个委员会,开发了VDI指南2840。它清楚地刻画了涂层的特点,并建议了一个标准化的系统命名法。
按照其不同的物理特性对涂层类型进行分类:非晶态或晶态结构,掺杂及添加剂(无氢,氢化,改性的金属或非金属),晶粒尺寸(纳米晶体,微晶体),以及支配地位的碳键杂化作用(sp3和/或sp2键)。
分成三组
根据他们的结构,VDI 2840将涂层分为三个大组,然后再分为几个小组。首先,我们有等离子聚合物涂层作为交联碳链。无定形碳涂层,原子是交联的,并且处于一个非正常的状态形成第二组。第三组是由结晶碳涂层形成的,分为金刚石和石墨涂层,其特点是原子为在晶格中的常规结构。尤其是关于DLC,因为使用了许多不同的变体,其命名至今一直都很混乱。该指南建议使用以下名称及缩写:
•无氢无定形碳涂层= a-C
•四面体无氢无定形碳涂层 = ta-C
•含金属的无氢无定形碳涂层= a-C:Me(Me =钨、钛...)
•氢化无定形碳涂层= a-C:H
•四面体氢化无定形碳涂层= ta-C:H
•含金属的氢化无定形碳涂层 = a-C:H:Me(Me =钨、钛...)
•改性氢化无定形碳涂层 = a-C:H:X(X =硅,氧,氮,氟,硼..)
对类金刚石碳涂层和金刚石涂层之间的差异也进行了明确的规定。一个金刚石涂层必须由晶体组成,晶体的原子必须为sp3键连接的。这并不适用于类金刚石碳涂层。
-Ing. Jan Gäbler博士,金刚石技术的项目经理
表面工程及薄膜(IST)Fraunhofer研究所
方便用户的使用
为了使该指南特别方便用户的使用,使用户能够为特定的应用选择一个合适的涂层类型,指南并没有只列出当前的应用领域,而是还列出了每种涂层的性能特点,如抗磨损保护,摩擦的减少,涂层的厚度,涂层表面的粗糙度,感知的颜色,热稳定性,热导性,硬度和弹性。
由于不断发展的全球化,以及与一些国家合作的国际标准化已经在计划中。一项关于最方便用户使用的涂层分类方式的讨论已经开始了:无论是通过VDI指南2840中的物理结构,或应用,或沉积方法。
VDI指南2840可以从出版商那里订购,
地址为:贝斯出版社有限公司,德国10772柏林。
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