DLC-Beschichtungen bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff mit einem erheblichen Anteil an sp3-hybridisierten Kohlenstoffbindungen, die zu ihren diamantähnlichen Eigenschaften wie hoher Härte und Verschleißfestigkeit beitragen. Der Kohlenstoff in DLC-Beschichtungen ist in einer nichtkristallinen, amorphen Struktur angeordnet, die die Eigenschaften von Diamant (sp3-Bindungen) und Graphit (sp2-Bindungen) vereint. Diese einzigartige Struktur verleiht DLC-Schichten ihre außergewöhnlichen mechanischen und tribologischen Eigenschaften.
Zusammensetzung und Struktur:
DLC-Beschichtungen sind kein reiner Diamant, sondern sollen einige seiner Eigenschaften imitieren. Die Kohlenstoffatome in DLC sind in einer Weise gebunden, die der von Diamant ähnelt, mit einem hohen Anteil an sp3-Bindungen. Diese Bindungen sind stärker und stabiler als die sp2-Bindungen in Graphit, weshalb DLC-Schichten eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit aufweisen. Das genaue Verhältnis von sp3- zu sp2-Bindungen kann je nach Abscheidungsverfahren und -bedingungen variieren, was sich wiederum auf die Eigenschaften der DLC-Beschichtung auswirkt.Abscheideverfahren:
DLC-Beschichtungen werden in der Regel mit Verfahren wie der plasmagestützten chemischen Gasphasenabscheidung (RF PECVD) oder der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) abgeschieden. Bei diesen Verfahren wird ein kohlenstoffhaltiges Gas oder Dampf mit Hilfe eines Plasmas aufgespalten, das dann auf dem Substrat kondensiert und eine dünne DLC-Schicht bildet. Beim PVD-Verfahren wird ein Ausgangsmaterial verdampft und auf dem Werkzeug kondensiert, wodurch eine Monoschicht aus DLC entsteht.
Anwendungen und Eigenschaften:
Aufgrund ihrer hohen Härte, Verschleißfestigkeit und geringen Reibung werden DLC-Beschichtungen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter Motorkomponenten, Maschinenteile und hochpräzise Werkzeuge. Sie sind auch chemisch inert und biokompatibel, so dass sie sich für medizinische Implantate und Komponenten eignen. Die Beschichtungen können bei relativ niedrigen Temperaturen aufgebracht werden, wodurch sie mit einer Vielzahl von Substraten, einschließlich Aluminium und seinen Legierungen, kompatibel sind.
