類金剛石涂層（DLC）是一種由碳元素構成、在性質上和鉆石類似，同時又具有石墨原子組成結構的涂層物質，是一種非晶態薄膜，具有高硬度和高彈性模量、低摩擦因數、耐磨損以及良好的真空摩擦特性，因此通常作為耐磨涂層使用。

DLC 涂層即類金剛石涂層,泛指不定性碳的晶體結構材質。在該材質中碳原子以不同的排列方式錯中夾雜的結合在一起,從而使得該涂層具有天然的優良性能。 

DLC涂層的主要性能

1、力學性能

a、硬度及彈性模量。不同的沉積方法制備的DLC膜硬度及彈性模量差異很大，用磁過濾陰極電弧法可以制備出硬度達到甚至超過金剛石的DLC膜，用陰極電弧法制備的DLC膜比較高硬度可達50GPa以上，而用離子源結合非平衡磁控濺射法制備的DLC膜硬度達21GPa。膜層內的成分對膜層的硬度有一定的影響， Si、N的摻入可以提高DLC膜的硬度。DLC膜具有較高的彈性模量，雖低于金剛石（110GPa），但明顯高于一般金屬和陶瓷的彈性模量。 

b、內應力和結合強度。薄膜的內應力和結合強度是決定薄膜的穩定性和使用壽命，影響薄膜性能的兩個重要因素，內應力高和結合強度低的DLC膜容易在應用中產生裂紋、褶皺，甚至脫落，所以制備的DLC膜比較好具有適中的壓應力和較高的結合強度。大部分研究表明，直接在基體上沉積的DLC膜的膜\基結合強度一般比較低，通過采用Ti\TiN\TiCN\TiC中間梯度過渡層的方法提高DLC膜與基體的結合強度，在模具鋼上沉積DLC膜的結合強度達44N-74N，制備的膜導總體厚度可達5um。‍ 

2、摩擦性能

DLC膜不僅具有優異的耐磨性，而且具有很低的摩擦系數，一般低于0.2，是一種優異的表面抗磨損改性膜。DLC的摩擦系數隨制備工藝的不同和膜中成分的變化而變化，其摩擦系數比較低可達0.005。摻雜金屬元素可能降低其摩擦系數，但加入H能提高潤滑作用，環境也對摩擦系數有一定的影響。但總的來說，DLC膜與傳統的硬質薄膜（如上述的TiN、TiC、TiAlN等）相比，在摩擦系數方面具有明顯優勢，這些傳統硬質薄膜的摩擦系數都在0.4以上。因此，DLC膜有可能在許多摩擦學領域替代這些傳統硬膜。制備的摻金屬DLC膜具有良好的抗摩擦磨損性能及低達0.13-0.15的摩擦系數。 

3、熱穩定性

由于DLC屬亞穩態的材料，熱穩定性差是限制DLC膜應用的一個重要因素，在300℃以上退火時即出現了sp3鍵向sp2鍵轉變，為此，人們進行了大量的工作試圖提高其熱穩定性。有研究發現：Si的加入可以明顯改善DLC膜的熱穩定性，含20 at%Si的DLC膜在740℃退火時才出現sp3鍵向sp2鍵轉變。同樣，金屬（如Ti、W、Cr）的摻入也可提高DLC膜的熱穩定性。

4、耐腐蝕性

純DLC膜具有優異的耐蝕性，各類酸、堿甚至王水都很難侵蝕它。但摻雜有其他元素的DLC膜的耐蝕性有所下降，這是由于摻雜的元素首先被侵蝕，從而破壞了膜的連續性所致。 

5、表面狀態

DLC膜表面一般較光潔，對基材的表面光潔度沒有太大的影響，但隨著膜厚的增加，表面光潔度會下降。不同的沉積方法所得到的DLC膜表面光潔度也是不同的，采用離子源技術沉積的DLC膜表面質量明顯優于電弧離子鍍。 

DLC膜具有很好的抗粘結性，特別是對有色金屬（如銅、鋁、鋅等），對塑料、橡膠、陶瓷等也有抗粘結性。‍

應用方向有哪些？

(1)鉆頭、銑刀

DLC膜可以應用于鉆頭和銑刀上，特別是摻雜金屬的DLC膜，它不僅具有 高的硬度，還具有低的摩擦系數、抗有色金屬粘結。

(2)光盤模具及其輔助模具

光盤模具是生產CD、CDR、DVD的重要工具，為了減少它與母盤（鎳 盤）的摩擦，希望模具表面硬且摩擦系數小，目前，國外大多采用DLC膜層，大大提高了模具的壽命和盤片的質量。鍍膜之后有硬度高，摩擦系數低，耐磨，耐腐蝕，抗粘結性好且環保等特點。

(3)芯軸

DLC膜的耐磨減摩及耐腐蝕性，可顯著提高齒輪、芯軸等運動部件的使用性能及壽命。

(4)刀片上的應用

現在DLC也在各種刀片如剪刀、刮胡刀等上的應用。DLC膜減小了刀片與 皮膚的摩擦，改善了刀片的性能，延長了使用壽命。

(5)關鍵零部件上的應用

DLC膜在許多關鍵零部件也能發揮其優良的性能，如在制成式斯特林制冷機的活塞上的應用利用其低的摩擦系數，降低摩擦力，提高耐磨性，達到無油潤滑及使用壽命要求。

在縫紉機配件-旋梭上鍍DLC膜替代原來的電鍍硬鉻處理，不但避免了污染環境的問題，而且，明顯提高工件表面硬度及耐磨性，使用壽命提高了10倍以上，同時，也因表面膜層摩擦系數降低后，使機器運行過程中產生的噪音變小。

(6)其它應用

DLC膜在工模具上的應用其它例子非常多，如：粉末冶金成型模具、塑膠成型模具、引線框彎曲模具、玻璃片成型模具、鎂合金加工模具、在軸承等。