Il rivestimento DLC, o rivestimento al carbonio simile al diamante, è un tipo di rivestimento al carbonio amorfo che presenta proprietà simili al diamante.
Queste proprietà includono elevata durezza e basso attrito.
Il rivestimento DLC viene applicato con tecniche come la deposizione di vapore chimico assistita da plasma a radiofrequenza (RF PACVD) o la deposizione di vapore chimico potenziata da plasma (PECVD).
Il processo prevede la dissociazione di gas idrocarburi in un ambiente al plasma.
Segue la ricombinazione di carbonio e idrogeno sulla superficie del substrato per formare il rivestimento.
4 passi chiave per ottenere l'eccellenza del carbonio simile al diamante
1. Preparazione e composizione del gas
Il processo inizia con la selezione del gas idrocarburo appropriato, in genere metano.
Questo gas viene poi introdotto in una camera al plasma.
La scelta del gas e la sua composizione sono fondamentali perché influenzano la struttura di legame e le proprietà del rivestimento DLC.
2. Generazione del plasma
Nella configurazione RF PACVD o PECVD, un plasma viene generato utilizzando energia a radiofrequenza.
Questo plasma dissocia il gas idrocarburo in specie reattive di carbonio e idrogeno.
L'ambiente del plasma è fondamentale in quanto fornisce l'energia necessaria alle molecole di gas per separarsi e formare specie reattive.
3. Processo di deposizione
Le specie reattive di carbonio e idrogeno nel plasma reagiscono e si condensano sulla superficie del substrato.
Questa reazione porta alla formazione di un rivestimento DLC.
Il processo di deposizione è caratterizzato da un tasso di crescita relativamente costante, il che significa che lo spessore del rivestimento è direttamente proporzionale al tempo di deposizione.
4. Parametri di controllo
Diversi parametri sono fondamentali per controllare la qualità e le proprietà del rivestimento DLC.
Questi includono la composizione del gas di processo, la potenza del generatore, la pressione del gas, la temperatura di processo, il tempo di deposizione e il tipo e le condizioni del materiale del substrato.
In particolare, la tensione negativa di auto-bias (Vb) è un parametro chiave nel metodo RF PACVD, che influenza la composizione e la morfologia del film.
Caratteristiche del rivestimento DLC
I rivestimenti DLC sono noti per la loro elevata durezza, che può raggiungere i 9000 HV sulla scala Vickers.
Ciò li rende duri quasi quanto il diamante.
Presentano inoltre un basso attrito e una buona adesione, che li rendono adatti ad applicazioni in componenti automobilistici, utensili e persino oggetti di lusso come gli orologi.
Applicazioni
Grazie alle loro proprietà uniche, i rivestimenti DLC sono utilizzati in diverse applicazioni.
Si va dal miglioramento della resistenza all'usura dei componenti automobilistici alla fornitura di superfici antiriflesso nei dispositivi ottici.
Vengono utilizzati anche in applicazioni decorative dove si desidera una finitura nera e dura.
In sintesi, il rivestimento DLC viene applicato attraverso un processo di deposizione chimica in fase di vapore assistita da plasma controllato.
Questo processo prevede la dissociazione di gas idrocarburi e la loro ricombinazione su un substrato per formare un rivestimento duro e resistente all'usura con proprietà simili al diamante.
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