Il carbonio simile al diamante (DLC) è un materiale versatile noto per la sua struttura amorfa, che contiene una percentuale significativa di legami di carbonio sp3.
In genere viene creato con la deposizione di vapore chimico assistita da plasma a radiofrequenza (RF PECVD).
Questo metodo consente di produrre film con diverse proprietà ottiche ed elettriche.
I film DLC sono molto apprezzati per la loro elevata durezza, resistenza chimica e buona adesione a vari substrati.
Queste qualità li rendono ideali per i rivestimenti protettivi in diversi settori industriali.
4 Caratteristiche principali del materiale al carbonio simile al diamante (DLC)
1. Proprietà ottiche
I film DLC sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni ottiche grazie al loro spessore, indice di rifrazione e assorbimento ottico controllabili.
Queste proprietà consentono loro di fungere da rivestimenti protettivi e antiriflesso nei dispositivi ottici e nelle celle solari al silicio.
La costanza di queste proprietà su diversi substrati ne garantisce l'affidabilità nelle applicazioni ottiche.
Tuttavia, l'effetto del substrato sulle proprietà ottiche e sullo spessore dei film sottili di DLC deve essere considerato nello sviluppo di nuovi dispositivi ottici.
2. Ambiente e processo di rivestimento
I rivestimenti DLC sono ecologici e utilizzano un processo che prevede l'interazione di carbonio e idrogeno allo stato di plasma.
Questi elementi, inizialmente combinati come idrocarburi, si dissociano nel plasma e si ricombinano sulla superficie per formare il rivestimento DLC duro.
Questo processo non solo migliora la durata del materiale, ma conferisce anche un aspetto simile al diamante.
3. Proprietà meccaniche e tribologiche
I rivestimenti DLC presentano eccellenti caratteristiche di durezza, resistenza all'usura e basso attrito, che li rendono ideali per i sistemi tribologici come i motori e gli assemblaggi meccanici che comportano movimenti di scorrimento e rotolamento.
La loro finitura superficiale liscia, senza necessità di post-trattamento, è vantaggiosa per utensili di alta precisione e applicazioni decorative.
Inoltre, l'inerzia chimica e la biocompatibilità del DLC aprono la strada al suo utilizzo in componenti e impianti medici.
4. Sfide e limiti
Nonostante i suoi vantaggi, i film di DLC presentano spesso un'elevata tensione di compressione.
Questo, unito alla scarsa interazione chimica con il substrato e ai difetti microstrutturali all'interfaccia, può limitarne la forza di adesione e l'applicabilità su alcuni materiali.
Questa limitazione è un'area critica su cui concentrare ulteriori ricerche e sviluppi per espandere l'uso dei rivestimenti DLC.
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