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类金刚石碳膜(DLC)应用场景广泛 我国技术水平不断提升

2025-08-12 17:38      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击:
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类金刚石碳膜(DLC)应用场景广泛 我国技术水平不断提升

  类金刚石碳膜(DLC)是一种拥有接近金刚石性能的碳基薄膜。

  碳元素排列结构不同,材料所表现的性能就有所不同,如由碳元素的面心立方体结构排列而成的金刚石硬度极高,碳元素呈层状结构的石墨质地柔软、润滑性好。类金刚石碳膜由Sp3(类金刚石)和Sp2(类石墨)碳键排列组成,既具有接近金刚石的硬度,又表现出了良好的耐磨性、润滑性。

  类金刚石碳膜具有硬度高、摩擦系数低、抗腐蚀、导电性好、热稳定性好等特点,常用于提高材料表面的硬度和耐磨性,在刀具模具、医疗器械、机械零部件、汽车制造、电子设备、航天航空等领域具有广泛应用。

  物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、液相电化学沉积(LPD)等方法可实现类金刚石碳膜沉积。其中物理气相沉积又细分为弧光放电法、脉冲激光沉积法、非平衡磁控溅射法等,化学气相沉积细分为金属有机化学气相沉积(MOCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PE-CVD)、激光化学气相沉积(LCVD)等。

  根据制备工艺不同,类金刚石碳膜又分为含氢类金刚石碳膜(H-DLC)和无氢类金刚石碳膜,H-DLC通常利用等离子体增强化学气相沉积法制备。根据Sp2/Sp3键含量、掺杂物质不同,类金刚石碳膜又分为ta-C(四面体非晶碳)、a-C(非晶碳)、a-C:H:Me(金属掺杂含氢非晶碳)、a-C:H:X(改性含氢非晶碳)等。

  根据新思界产业研究中心发布的《2025-2029年全球及中国类金刚石碳膜(DLC)行业研究及十五五规划分析报告》显示,目前类金刚石碳膜已实现工业化生产和商业化应用,2024年全球类金刚石碳膜市场规模约7.5亿美元。在国际市场上,类金刚石碳膜生产企业包括德国普威特、IHI Group、Oerlikon Balzers等。

  我国类金刚石碳膜生产企业包括上海昌润极锐超硬材料有限公司、深圳市黄金屋真空科技有限公司、江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司等。sp3含量是衡量类金刚石碳膜质量的重要技术指标,目前部分国产类金刚石碳膜sp3含量已达80%以上,技术水平达到国际先进水平。

  新思界行业分析人士表示,类金刚石碳膜接近天然金刚石硬度,且具有良好的耐磨性和润滑性,在刀具模具、汽车制造、电子设备、航空航天等领域应用广泛,我国是制造业和加工业大国,类金刚石碳膜应用空间广阔。目前类金刚石碳膜研发仍不断深入,研究方向包括性能优化、制备工艺及设备、润滑机理及应用等。

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