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ta-C DLC涂层和TaC碳化钽涂层的区别

ta-C是纯碳膜,DLC类金刚石涂层的一种,而TaC/TAC是碳化金属碳化物的一种。

01 什么是DLC ta-C涂层 #

DLC(DIAMOND-LIKE CARBON)类金刚石碳涂层,是一种SP3(金刚石结构)和SP2(石墨结构)或与氢,硅,氟金属等元素杂化的人工材料,是DLC碳膜材料的统称,它各异化的性能,取决于结构键的比例配和无位键元素种类。

机械接触型自润滑应用,常规DLC解决方案是氢化非晶(a-C:H)碳膜,在不同工况限制(温度、负D1F↩载、氧化气氛等)下,性能差异明。

タC为无定形四面体碳膜,在保留dlc的独特性能后,可用于更`76↩劣的工况条件。

  • 提高耐磨性
  • 提高了对摩擦化学磨损的抵抗力
  • 更广泛的压力/温度使用范围

但是,较高的应力导致ta-C涂层更薄;沉积膜厚需要抛光以降低表面粗糙度。

02 碳化钽涂层 #

大多数搜索引擎分不清ta-C和TaC。碳化钽(TaC)的硬度高(常温下莫氏硬度为9-10、熔点高(大约为3880℃)、杨氏模量高(283-550GPa)、导电性强(电导率25℃时为32.7-117.4μΩ-cm)、超导(10.5K)、抗化学腐敗烛及热震能力强、对氨分解及氢气分离有很高的催促活性、主要用途是硬质合金、电容器、电子件、高温构件、化工设备和穿甲弹等。

碳化钽铪合金指五碳化四钽铪化合物,是目前已知化合物中熔点最高的物质。

碳化钽的制备 #

碳化钽的制备:固法,液相法和气相法,如烧结法,CVD法,凝胶(ソルゲル)等。

TaC的热膨ࠌ系数(6.6×10-6K-1与石墨、碳纤维、C/C复合材料等碳材料原基存在一定的差异、导致单相TaC涂层易产生裂纹、脱落。为了进一步提高TaC涂层性能、研究人员研发了复合涂层体系、固溶强化涂层体系、梯度ڂ层体系等涂层体系。

03 耐高温不等于耐氧化 #

碳化钽等很多材料都拥有极高的熔点,但在空气中都会快速氧化。虽然钽及钽合金拥有优异的高温力学性能 ,但是其高温下抗氧化性能较差 ,金属钽在500℃以上便会发生加速氧化生成Ta2O5。 钽及钽合金的耐高温抗氧化保护主要有两种方法∶①表面涂层耐高温抗氧化保护 ②合金化耐高温抗氧化保护。

合金化法虽然能提升钽及钽合金的抗氧化性能,但对基体的其它性能会产生较大影响,尤其是对基体高温机械性能的影响较大。

表面涂层可以同时具有较低的氧气渗透能力、良好的化学与物理相容性和稳定性、低的挥发性、良好的热膨胀系数匹配性和结合能力、高温自愈合能力不能影响钽合金基材原有的良好机性能等优点是解决钽合金高温力学性能与抗氧化性能问题的最佳方法。

  • 许多贵金属如Ir、PL、Rh、HI等都具有高熔点特性 其中 金属Ir熔点高达2410℃因其高温氧渗透系数和氧扩散系数较低所以具有优异的高温抗氧化性能,但其氧化物的蒸气压较高为避免金属直接暴露在高温大气环境中,在需要Ir外层添加其它成分涂层。
  • MoSi、SiN;和SiC 等高温抗ا化陶瓷硅化物ڂ层因其具有良好的热稳定性(在1200℃时ا扩散系数为10-"g/(cm's)2200℃时氧扩散系数为10-1g/(cm's)而备受关注
  • 复合涂层是硅化物陶瓷涂层与耐高温玻璃或高温氧化物(外层)结合使用的一种耐高温抗氧化ڂ层、它不仅可以在高温环境下工作而且还具备涂层微裂纹自合愈能力如:CVD-MoSi阻挡、层Ir-Si扩散层、SrZrO;(Al0;)层。

其它详见:https://zhuanlan.zhihu.com/p/446428135

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