يتكون التركيب الكيميائي لطلاء الكربون الشبيه بالألماس (DLC) في المقام الأول من الكربون غير المتبلور مع محتوى كبير من روابط الكربون المهجنة sp3، والتي تساهم في خصائصه الشبيهة بالألماس. يتم تشكيل طلاءات DLC من خلال عمليات مثل ترسيب البخار الكيميائي بمساعدة البلازما (PACVD) أو ترسيب البخار الكيميائي بمساعدة البلازما بالترددات الراديوية (PECVD)، حيث يتم تفتيت الغازات الهيدروكربونية مثل الميثان في بيئة البلازما. يتم إعادة تجميع ذرات الكربون والهيدروجين الناتجة على سطح الركيزة، مما يشكل طبقة ذات خصائص تحاكي خصائص الماس، بما في ذلك الصلابة العالية ومقاومة التآكل.
شرح تفصيلي:
-
تركيب DLC:
-
تتكون طبقات الطلاء DLC بشكل أساسي من الكربون، مع بنية تتضمن روابط هجينة من النوعين sp2 و sp3. وتمنح الروابط sp3، المشابهة لتلك الموجودة في الماس، الطلاء صلابة عالية ومقاومة للتآكل. يمكن أن تختلف النسبة الدقيقة للروابط sp2 إلى الروابط sp3 اعتمادًا على عملية الترسيب والظروف، مما يؤثر على خصائص طلاء DLC.عملية الترسيب:
-
يتضمن تشكيل طلاءات DLC عادةً تفكك الغازات الهيدروكربونية في بيئة البلازما. في طريقة PECVD بالترددات اللاسلكية PECVD، يتأين الغاز ويتفتت إلى أنواع تفاعلية بواسطة البلازما. وتتفاعل هذه الأنواع النشطة وتتكثف على سطح الركيزة مكونة طبقة غنية بالكربون. تُجرى العملية في درجات حرارة منخفضة نسبيًا، مما يسمح بالالتصاق الجيد بالركائز المختلفة.
-
الخصائص والتطبيقات:
نظرًا لصلابتها العالية (تصل إلى 9000 HV على مقياس فيكرز)، ومقاومة التآكل، وخصائص الاحتكاك المنخفضة، تُعدّ طلاءات DLC مثالية للتطبيقات في الأنظمة الترايبولوجية مثل المحركات والتركيبات الميكانيكية. كما أنها توفر تشطيبًا ممتازًا للسطح دون الحاجة إلى معالجة لاحقة، مما يجعلها مناسبة للأدوات عالية الدقة والتطبيقات الزخرفية. بالإضافة إلى ذلك، فإن طلاءات DLC خاملة كيميائياً ومتوافقة حيوياً، مما يوسع نطاق استخدامها ليشمل المكونات الطبية والزراعات.
المفاهيم الخاطئة والمقارنات:
