Die Dicke von diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC) kann sehr unterschiedlich sein und reicht von ultradünnen Schichten von etwa 10 Nanometern bis zu funktionalen Schichten von 2 bis 40 Mikrometern. Die Wahl der Schichtdicke hängt von der Anwendung und den geforderten spezifischen Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit und Oberflächenrauheit ab.
Variation der Schichtdicke:
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Ultradünne Schichten (10 nm): In den Anfängen der Diamantfilmforschung waren die Schichten in der Regel sehr dick, oft mehr als 1 Mikrometer. Fortschritte bei den Synthesetechniken haben jedoch die Herstellung sehr viel dünnerer Schichten ermöglicht, bis hinunter zu etwa 10 Nanometern. Diese ultradünnen Schichten sind von entscheidender Bedeutung für Anwendungen, die eine minimale Schichtdicke erfordern, ohne dabei wesentliche Eigenschaften wie Härte und Schmierfähigkeit zu beeinträchtigen.
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Funktionelle Beschichtungen (2-40 Mikrometer): Für robustere Anwendungen, wie z. B. Schneidwerkzeuge, sind dickere Schichten erforderlich. Diese Beschichtungen, die zwischen 2 und 40 Mikrometer dick sind, bieten eine verbesserte Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit. Die Abscheidung solcher Schichten ist ein langsamer Prozess, der oft ein bis zwei Tage in Anspruch nimmt, was dazu beiträgt, dass diamantbeschichtete Werkzeuge im Vergleich zu anderen Beschichtungsmethoden wie PVD teurer sind.
Einfluss von Keimbildung und Wachstum:
Die Dicke von DLC-Beschichtungen hängt stark von der Keimbildungsdichte und der Größe der Keime ab. Es wurden verbesserte Keimbildungstechniken entwickelt, um die Dichte von Diamantschichten auf Nicht-Diamant-Substraten zu erhöhen, was dünnere, aber kontinuierliche Schichten ermöglicht. Das anfängliche Wachstum von Diamantschichten folgt in der Regel dem Volmer-Weber-Modell, das durch ein dreidimensionales Wachstum isolierter Diamantinseln gekennzeichnet ist, was eine Mindestdicke von etwa 100 Nanometern für eine kontinuierliche Schicht auf Nicht-Diamant-Substraten erforderlich macht.Technologische Fortschritte:
Die Entwicklung der Diamant-Dünnschichtsynthese wurde durch interdisziplinäre Forschung unter Beteiligung von Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, Chemie und Physik vorangetrieben. Diese Zusammenarbeit hat zur Entwicklung verschiedener Techniken zur Herstellung ultradünner Diamantschichten geführt und deren Anwendungsspektrum erweitert.
Charakterisierung und Qualität:
