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DLC

DLCについて

DLC(ダイヤモンドライクカーボン)は硬質炭素皮膜の総称である。 DLC膜は高硬度(Hv7,000程度)で耐摩耗性、耐腐食性、発塵・汚染防止性に優れ、 低い相手攻撃性の特長を持つ薄膜である。 これらの特長からトライボロジー特性に優れた硬質皮膜として 近年注目されている。 DLCはPVD法のHCD法又は高周波励起法により被覆されている。

図1

 

図2

 

前出のように、非常に高機能な表面処理であるが、 そのほかにも利用の用途が多く、低伝導率という電気特性、赤外線を透過するという特性の他に化学的にも安定しており、多くの分野で利用されている。
例えば、機械工具や車の部品。金型や海外では、ビールの瓶の代わりにペットボトルにDLC被膜が施工されたモノが現在でも販売されている。


図2

実際の技術分野としては、乾式のめっきが採用されており(常圧で研究しているグループもある)、現在では、 化学的特性を生かすためにドーピング(DLC以外のモノを混ぜ合わせているモノ)や、水素を増やすモノなど、研究活動は闊達に行われている。

複合技術としては、以下のようなモノがある。

ショットピーニング(中、低速ショット、高速ショット、微粒子ショット)耐疲労性、スケールの除去

加工応力の除去などによって、耐久性の向上を付与するモノや、 簡易的に冷間鍛造を行う事を利用して、表面硬化する物もある。 現在は、同時に異種金属を埋め込み飛躍的に機能を向上させた物もある。
→ ショットピーニングの後にDLCやTiC被膜を施すことによって、 潤滑をスムーズにしたり、母材硬度を上げることによって、 剥離を防止する処理が実用化されている。

湿式めっき(電気めっき、化学めっき(無電解めっき)→耐食性、耐摩耗性、装飾

液中でめっき行う表面処理の総称で、(電気めっき、化学めっき(無電解めっき)に分類される。詳細は別称に譲る
→電気めっきの後に被覆することにより、母材料との中間層が出来、剥離を防止する手法が広く使われている。

乾式めっき(物理的蒸着法(PVD)、化学的蒸着法(CVD)→耐摩耗性、摺動特性、光学特性

現在最も期待されている表面処理方法の一つで、真空炉の中で加工を行う。比較的許認可も取りやすく、非常に硬質な皮膜を形成することが可能な金属を施工できることから、その応用分野は多い。
また、表面近傍のみしか温度が上がることがないので、母材料を痛めることが少ない。
→Tiとの相性が非常に良く、精密機械の分野では、乾式めっきの上や、 母材料を超硬で加工し、その上にDLCを使用する例は多々多い。