La composition chimique du revêtement DLC (Diamond-like Carbon) est principalement constituée de carbone amorphe avec une teneur importante en liaisons carbone hybridées sp3, qui contribuent à ses propriétés diamantaires.
Les revêtements DLC sont formés par des procédés tels que le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PACVD) ou le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma à radiofréquence (RF PECVD), où des gaz hydrocarbonés tels que le méthane sont dissociés dans un environnement plasma.
Les atomes de carbone et d'hydrogène qui en résultent se recombinent à la surface du substrat, formant un revêtement dont les propriétés imitent celles du diamant, notamment une dureté et une résistance à l'usure élevées.
Quelle est la composition chimique du revêtement DLC ? 4 points clés expliqués
1. Composition du DLC
Les revêtements DLC sont principalement composés de carbone, avec une structure comprenant des liaisons hybrides sp2 et sp3.
Les liaisons sp3, similaires à celles que l'on trouve dans le diamant, confèrent au revêtement sa grande dureté et sa résistance à l'usure.
Le rapport exact entre les liaisons sp2 et sp3 peut varier en fonction du processus et des conditions de dépôt, ce qui influe sur les propriétés du DLC.
2. Processus de dépôt
La formation de revêtements DLC implique généralement la dissociation d'hydrocarbures gazeux dans un environnement plasma.
Dans la méthode RF PECVD, le gaz est ionisé et fragmenté en espèces réactives par le plasma.
Ces espèces énergétiques réagissent et se condensent à la surface du substrat, formant un film riche en carbone.
Le processus se déroule à des températures relativement basses, ce qui permet une bonne adhésion à divers substrats.
3. Propriétés et applications
En raison de leur dureté élevée (jusqu'à 9000 HV sur l'échelle de Vickers), de leur résistance à l'usure et de leur faible coefficient de frottement, les revêtements DLC sont idéaux pour les applications dans les systèmes tribologiques tels que les moteurs et les assemblages mécaniques.
Ils offrent également une excellente finition de surface sans nécessiter de post-traitement, ce qui les rend adaptés aux outils de haute précision et aux applications décoratives.
En outre, les revêtements DLC sont chimiquement inertes et biocompatibles, ce qui étend leur utilisation aux composants et implants médicaux.
4. Idées fausses et comparaisons
Il est important de préciser que le DLC n'est pas une méthode de revêtement mais un type de matériau de revêtement.
Il est souvent confondu avec le dépôt physique en phase vapeur (PVD), qui est un processus de revêtement différent.
Bien que les revêtements DLC et PVD puissent tous deux être utilisés sur les montres et d'autres applications, le DLC fait spécifiquement référence au matériau carbone de type diamant qui peut être déposé à l'aide de diverses techniques, y compris le PACVD.
En résumé, les revêtements DLC se caractérisent par leur structure de carbone amorphe avec une proportion importante de liaisons carbone sp3, ce qui leur confère des propriétés similaires à celles du diamant.
Ces revêtements sont formés par des procédés assistés par plasma et sont appréciés pour leur grande dureté, leur résistance à l'usure et leur faible friction, ce qui les rend polyvalents dans diverses applications industrielles et médicales.
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