Lo spessore dei rivestimenti in carbonio simile al diamante (DLC) può variare in modo significativo.
Si va da strati sottilissimi di circa 10 nanometri a rivestimenti funzionali da 2 a 40 micron.
La scelta dello spessore dipende dall'applicazione e dalle proprietà specifiche richieste.
Queste proprietà comprendono la durezza, la resistenza all'usura e la rugosità superficiale.
1. Strati ultrasottili (10 nm)
Nelle prime fasi della ricerca sui film di diamante, i rivestimenti erano tipicamente spessi.
Spesso superavano 1 micrometro.
Tuttavia, i progressi nelle tecniche di sintesi hanno permesso di produrre rivestimenti molto più sottili.
Questi strati ultrasottili sono fondamentali per le applicazioni che richiedono uno spessore minimo senza sacrificare proprietà essenziali come la durezza e la lubrificazione.
2. Rivestimenti funzionali (2-40 micron)
Per applicazioni più robuste, come gli utensili da taglio, sono necessari rivestimenti più spessi.
Questi rivestimenti, che vanno da 2 a 40 micron, garantiscono una maggiore durata e resistenza all'usura.
La deposizione di questi rivestimenti è un processo lento.
Spesso richiede uno o due giorni.
Ciò contribuisce al costo più elevato degli utensili rivestiti di diamante rispetto ad altri metodi di rivestimento come il PVD.
3. Influenza della nucleazione e della crescita
Lo spessore dei rivestimenti DLC dipende fortemente dalla densità di nucleazione e dalle dimensioni dei nuclei.
Sono state sviluppate tecniche di nucleazione migliori per aumentare la densità dei film di diamante su substrati non diamantati.
Ciò consente di ottenere rivestimenti più sottili ma continui.
La crescita iniziale dei film di diamante segue tipicamente il modello di Volmer-Weber.
È caratterizzata dalla crescita tridimensionale di isole di diamante isolate.
Ciò richiede uno spessore minimo di circa 100 nanometri per un film continuo su substrati non diamantati.
4. Progressi tecnologici
L'evoluzione della sintesi di film sottili di diamante è stata guidata dalla ricerca interdisciplinare.
Questa ricerca coinvolge ingegneria meccanica, ingegneria chimica, chimica e fisica.
Ha portato allo sviluppo di diverse tecniche per la fabbricazione di rivestimenti diamantati ultrasottili.
Questo amplia lo spettro di applicazioni.
5. Caratterizzazione e qualità
La qualità dei rivestimenti di diamante può essere valutata con la spettroscopia Raman.
La presenza di picchi specifici indica la purezza e la cristallinità del diamante.
Quando la dimensione dei grani del rivestimento diamantato diminuisce, gli spettri Raman mostrano un ampliamento dei picchi.
La comparsa di ulteriori caratteristiche riflette i cambiamenti nella struttura e nelle proprietà del materiale.
In sintesi, lo spessore dei rivestimenti DLC può essere personalizzato da strati ultrasottili di 10 nm a rivestimenti funzionali fino a 40 micron.
Dipende dai requisiti specifici dell'applicazione e del substrato sottostante.
Le tecniche di sintesi e di deposizione continuano a evolversi.
Ciò è dovuto alla necessità di rivestimenti che offrano un equilibrio tra spessore, durezza e altre proprietà funzionali.
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