DLC类金刚石涂层是一种性能良好的耐磨涂层，由于在不同环境下的自润滑性、耐腐蚀、耐磨损以及高化学惰性等优异性能，DLC涂层作为一种具有潜力的固体润滑材料，在微型机电系统、切削工具、机械密封、生物医学等领域有着广泛的应用前景。DLC涂层的制备方法主要是物理气相沉积法（PVD）和化学气相沉积法（CVD），不同的制备方法对于DLC涂层的摩擦系数影响也有所不同，制备工艺的参数因素对于DLC涂层摩擦系数也有较大影响。下面，小编为大家分析一下制备工艺哪些参数影响DLC涂层摩擦系数吧。
一、反应气源
反应气源的组成对DLC涂层结构影响很大，特别是对DLC涂层的氢气结构有重要影响。
首先，原子氢对石墨以及其他非金刚石相碳具有择优刻蚀的作用。沉积金刚石薄膜过程中，在没有超平衡氢原子参加时，甲烷分解为石墨和金刚石键价结构的速率是处于同一个数量级的。但是当甲烷和氢气的混合气体中引入超平衡原子氢后，甲烷的热分解作用和原子氢的刻蚀作用加在一起，就出现了金刚石的生长速率为正，石墨的生长速率为负的情况，即原子氢刻蚀石墨的速度远高于刻蚀金刚石的速度。因此，当反应气源中引入原子氢有利于增加DLC膜中sp3相含量，稳定随机共价键网络，阻止其转化为石墨相。
其次，反应气源中氢气比例越高，DLC膜中含氢量越高，越有利于实现超低摩擦系数。通过改变DLC膜中的氢含量，摩擦因数可改变几个数量级。
二、掺杂元素
通过掺杂金属或非金属元素，可制备出具有优异强韧化和膜基结合力、低摩擦特性以及低环境敏感性集一体的DLC涂层。元素掺杂可以改善DLC膜的摩擦学性能，但要关注元素掺杂量。一般来说，元素掺杂都会有一个适宜掺杂量范围。例如，掺杂少量N元素可显著降低各种湿度环境下DLC涂层的摩擦与磨损，但掺杂大量N元素会使得C含量大幅度降低以及薄膜中碳链或团簇被更多的N原子中断，减小无定形碳对碳膜摩擦学性能的贡献，摩擦性能变差。
三、基体材料
采用PECVD技术在聚碳酸酯(PC)树脂片上沉积的DLC涂层摩擦因数会降低70%左右，耐磨性有极大的提高；在玻璃上制备的DLC膜摩擦磨损性能较差，可能是因为在界面处不能形成过渡反应层。
基体材料的表面粗糙度对DLC膜的摩擦学性能也有很大影响。作为一种无定型结构，DLC涂层生长时非常接近基体的表面轮廓或者粗糙度。如果是在类似高度抛光的蓝宝石或者硅片这种原子级光滑表面上生长，那么DLC膜的表面也会非常光滑，从而减少机械互锁相应。
四、离子能量
离子能量即是指偏压，根据相关研究，随着偏压升高，DLC涂层含氢量逐渐降低，并且增加sp3含量，可有效改善DLC涂层内应力，增大膜基结合力，其摩擦系数远比没有增加偏压时低得多。
五、细微颗粒
传统阴极弧沉积方法制备的DLC膜表面可能包含大量的纳米/微米颗粒，增加表面粗糙度。通过增加过滤装置(磁过滤器或机械过滤器)对颗粒进行过滤和阻挡，使薄膜性能得以改善。通过直流或射频等离子辅助化学气相沉积、溅射和离子束沉积等方法也可沉积非常光滑的涂层(纳米尺寸表面粗糙度)，从而减少甚至消除机械互锁效应对DLC膜摩擦学性能的影响。
关于制备工艺哪些参数影响DLC涂层摩擦系数大致介绍就是上述内容。我们在制备DLC涂层过程中要注意控制上述五种因素，确保DLC涂层实现较低摩擦系数，增强摩擦性能和润滑性能。
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