Методы нанесения алмазоподобных покрытий

Существует несколько методов нанесения алмазоподобных покрытий, отличающихся по своим эксплуатационным характеристикам, что в свою очередь обусловлено различным соотношением в них характерных для всех углеродных образований связей SP3/SP2, а также наличия и отсутствия в их составе атомов водорода H.

Наибольшее распространение имеет метод получения алмазоподобных покрытий путем химического осаждения на подложку из паровой фазы (CVD - chemical vapor deposition) из углеводородов (типа ацетилен, пропан, бутан и т. п.), подвергаемых термической или разрядной деструкции. Микротвердость покрытияв этом случае находится в диапазоне от 9 до 40 ГПа. Причиной этого является наличие в структуре химической связи получаемого аморфного покрытия атомов водорода, образующихся при деструкции углеводородов и осаждающихся на подложку вместе с атомами углерода. Такого рода покрытия называются DLC (αCH). Эти покрытия, обладая низким коэффициентом трения, подходят для увеличения скольжения в трущихся деталях и механизмах, но совершенно не годятся для использования на металообрабатывающем инструменте, поскольку обладают недостаточной прочностью и имеют слабую адгезию к напыляемой поверхности.

Более трудоемким методом является получение алмазоподобных покрытий с помощью плазменного распыления графита в вакуумной камере и осаждению ионов углерода с большой энергией на изделия (PVD – physical vapor deposition), например, на металлообрабатывающий инструмент. Подобные покрытия получили название DLC (tαC). Технология получения алмазоподобных покрытий методом вакуумного импульсного распыления была разработана учеными  Уральского отделения РАН и реализована в рамках производственной программы компании «Специальные технологии» (защищена патентом на изобретение РФ №2360032). Принципиальное отличие этой технологии состоит в том, что концентрация углерода с алмазоподобными связями типа SP3 доходит в получаемых алмазоподобных покрытиях до максимально возможного значения – 85%, а микротвердость лежит в пределах значений от 50 до 100 ГПа и вплотную приближается по своим показателям к монокристаллическому алмазу. Подобные показатели являются уникальными, и практически не имеет аналогов не только в России, но и за ее пределами.