Die erstaunliche Kohlenstoffbeschichtung: Leitfaden zur DLC-Beschichtung

DLC ist die Abkürzung für diamantähnlichen Kohlenstoff. Diese spezielle Beschichtung verändert die Art, wie wir Dinge herstellen. Sie macht die Teile viel stärker. Sie hilft ihnen, sehr lange zu halten. In diesem Artikel erzähle ich, was ich über dieses großartige Material weiß. Ich werde es mit einfachen Worten erklären. Sie werden erfahren, was eine DLC-Beschichtung ist, wie sie funktioniert und wo Sie sie einsetzen können. Das wird Ihnen helfen zu verstehen, warum diese Kohlenstoffbeschichtung eine wirklich große Sache ist.

Was ist eine diamantähnliche Kohlenstoffschicht wirklich?

Beginnen wir mit den einfachen Fakten. Eine diamantartige Kohlenstoffschicht ist eine sehr dünne Schicht. Man kann sie sich wie einen Anstrich vorstellen, aber diese Schicht ist unglaublich stark. Sie besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen. Das sind die gleichen Atome, die auch in einem echten Diamanten vorkommen. Sie sind auch im Graphit eines Bleistifts enthalten. Der Name "diamantähnlicher Kohlenstoff" passt also perfekt. Dieser Mantel hat einige der besten Eigenschaften eines Diamanten. Zum Beispiel ist er sehr hart. Gleichzeitig ist sie aber auch glitschig wie Graphit.

Dieses besondere Fell ist kein Kristall wie ein Diamant. Stattdessen ist ihre Struktur völlig durcheinandergeraten. Naturwissenschaftler nennen dies eine amorphe Struktur. Denken Sie an einen Haufen Ziegelsteine. Bei einem Diamanten sind die Kohlenstoffatome sehr ordentlich und perfekt aufgereiht, wie bei einer starken Ziegelmauer. Eine amorphe Kohlenstoffschicht ist eher wie ein Haufen Ziegelsteine, die einfach auf einen Haufen geworfen wurden. Diese durcheinander gewürfelte Struktur verleiht der dlc-Beschichtung ihre besonderen Fähigkeiten. Diese amorphe Eigenschaft macht den Mantel hart, aber auch ein wenig flexibel.

Diese Dünnfilmbeschichtung ist eine Art harter Kohlenstoffdünnfilm. Sie wird auf ein anderes Material, z. B. ein Stück Metall oder Kunststoff, aufgetragen, um es zu verbessern. Die dlc-Beschichtung schützt das Teil. Sie verhindert, dass es abgenutzt wird. Diese dünne Schicht kann ein billiges Teil wie ein sehr teures funktionieren lassen. Das ist ein besonderer Trick in der Welt der Technik. Die Schicht kann sehr dünn gemacht werden, vielleicht nur einen Mikrometer dick. Aber dadurch funktioniert das Teil viel besser.

Was macht eine DLC-Beschichtung so widerstandsfähig und rutschig?

Sie fragen sich vielleicht, wie dieser Kohlenstoffmantel so besonders sein kann. Das Geheimnis liegt in der chemischen Bindung, die die Kohlenstoffatome zusammenhält. Im Inneren einer DLC-Beschichtung gibt es zwei Arten von Bindungen. Einige Kohlenstoffatome sind genau wie in einem Diamanten miteinander verbunden. Diese Diamantbindung verleiht der Beschichtung ihre extreme Härte. Andere Kohlenstoffatome sind auf eine Weise miteinander verbunden, die an Graphit erinnert. Diese Bindung macht die Beschichtung so rutschig und verringert die Reibung.

Die Kombination dieser beiden Verbindungen ist genau das, was wir wollen. Die Eigenschaften von dlc ergeben sich aus dieser Mischung. Wir können den Prozess so steuern, dass mehr diamantähnliche Bindungen entstehen, wenn wir mehr Härte benötigen. Oder wir können mehr graphitähnliche Bindungen erzeugen, um weniger Reibung zu haben. So können wir eine spezielle Beschichtung für eine bestimmte Aufgabe herstellen. Die Härte ist ein sehr wichtiges Merkmal. Sie sorgt für eine hohe Widerstandsfähigkeit, so dass sie nicht so leicht verkratzt oder abgenutzt wird. Ich habe mit dlc beschichtete Teile gesehen, die auch nach Jahren harter Arbeit noch brandneu aussehen.

Die geringe Reibung ist ebenfalls von großer Bedeutung. Wenn Teile aneinander reiben, entsteht durch die Reibung Wärme, die zu Verschleiß führt. Dadurch verschleißen die Teile. Ein DLC-Mantel ist sehr rutschig. Sie hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten. Das bedeutet, dass die Teile problemlos aneinander vorbeigleiten können. Dadurch sinkt der Bedarf an Öl oder anderen Schmiermitteln. Weniger Reibung bedeutet auch, dass weniger Energie verloren geht. Dies trägt dazu bei, dass Maschinen besser laufen. Sie verschwenden nicht so viel Energie.

Wie wird dieser großartige DLC-Mantel aufgetragen? Der Ablagerungsprozess

Das Aufbringen einer DLC-Beschichtung auf ein Teil ist ein sehr spezielles Verfahren. Man kann sie nicht einfach mit einem Pinsel aufmalen. Die gängigste Methode ist die plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung. Dieser Name mag schwer zu verstehen sein, also erkläre ich ihn. Die Teile, die beschichtet werden sollen, werden in einen speziellen Behälter ohne Luft, eine so genannte Vakuumkammer, gelegt. Die gesamte Luft wird abgepumpt. Dann wird ein spezielles kohlenstoffhaltiges Gas in die Kammer eingelassen.

Danach erzeugen wir im Inneren der Box ein Plasma. Ein Plasma ist eine Art superheißes, energiegeladenes Gas. Diese Energie bricht das Gas auseinander. Sie setzt die Kohlenstoffatome frei. Diese Kohlenstoffatome bewegen sich dann sehr schnell und haften an den Teilen. Sie lagern sich ein Atom nach dem anderen an und bilden eine dünne, starke Schicht. Dieser Abscheidungsprozess muss mit großer Sorgfalt durchgeführt werden. Die Temperatur und der Druck in der Box sind sehr wichtig für die Qualität der Schicht.

Der gesamte dlc-Beschichtungsprozess ist sehr genau. Wir können die Schichtdicke bis auf das kleinste Maß kontrollieren. Die letzte Schicht muss eine gute Haftung aufweisen. Das bedeutet, dass der dlc-Film wirklich sehr gut auf dem Teil haften muss, auf dem er aufgebracht ist. Dieses Teil wird als Trägermaterial bezeichnet. Eine starke Haftung ist der Schlüssel dafür, wie lange die Schicht hält. Wenn die Bindung nicht stark ist, kann sich die Schicht ablösen. Eine starke chemische Bindung sorgt dafür, dass sich die DLC-Beschichtung nicht ablöst, damit sie ihre Aufgabe erfüllen kann. Die Qualität dieses Prozesses entscheidet darüber, wie gut die Endbeschichtung sein wird.

Was sind die wichtigsten Merkmale einer DLC-Beschichtung?

Wenn ich mir eine DLC-Beschichtung ansehe, möchte ich wissen, was sie kann. Was kann er leisten? Die Eigenschaften von dlc sind wirklich ziemlich großartig. Es ist nicht nur eine Sache, sondern eine Mischung aus wunderbaren Eigenschaften, die diese Beschichtung so hilfreich machen. Seine bekannteste Eigenschaft ist seine Härte. Ein dlc-Mantel kann um ein Vielfaches härter sein als fast jeder Stahl. Dank dieser Härte ist es sehr verschleißfest.

Hier sind einige der wichtigsten Merkmale:

• Sehr schwer: Sie schützt die Teile vor Kratzern und Abnutzung.
• Geringes Reiben (Reibung): Es senkt den Energieverlust. Außerdem verringert es den Bedarf an Schmierung.
• Es widersteht Rost: Diese Schicht kann das Rosten von Metall verhindern. Sie schützt es auch vor Schäden durch Chemikalien.
• Sicher für den Körper (Biokompatibilität): Es kann sicher im Körper eines Menschen verwendet werden.
• Widersteht Chemikalien: Es wird durch starke Flüssigkeiten wie Säuren nicht leicht beschädigt.

Auch die elektrischen Eigenschaften von Dlc sind erwähnenswert. Die meisten Dlc-Beschichtungen lassen keinen Strom durch sie hindurch. Dadurch sind sie gut geeignet, um Strom zu stoppen. Wir können das Dlc-Verfahren ändern, um eine Beschichtung herzustellen, die Elektrizität durchlässt, wenn dies für einen Auftrag erforderlich ist. Diese Veränderbarkeit ist ein großes Plus. Zu den mechanischen Eigenschaften gehören eine hohe Härte und eine glatte Oberfläche. Es ist diese Mischung aus Härte, geringer Reibung und Chemikalienbeständigkeit, die die Dlc-Beschichtung so nützlich macht.

Gibt es verschiedene Versionen dieses Diamantenmantels?

Nicht jede DLC-Beschichtung ist genau gleich. Ich betrachte sie gerne als eine Art Materialfamilie. Sie haben alle den Namen "diamantähnlicher Kohlenstoff", aber jeder ist ein bisschen anders. Wir können andere Elemente in die Kohlenstoffbeschichtung mischen, um ihr verschiedene Eigenschaften zu verleihen. Wenn wir zum Beispiel Silizium hinzufügen, kann die Beschichtung besser funktionieren, wenn sie sehr heiß wird. Wenn man ein Metall wie Wolfram hinzufügt, kann man die Beschichtung noch widerstandsfähiger machen.

Eine der stärksten Arten von dlc-Beschichtungen trägt den Namen ta-C. Das "ta" ist die Abkürzung für tetraedrischen amorphen Kohlenstoff. Dies ist eine ganz besondere Art von amorphem Kohlenstoff. Eine ta-C-Beschichtung hat einen sehr hohen Anteil an diamantartigen Bindungen. Das macht die ta-C-Beschichtung zur härtesten und stärksten Art der DLC-Beschichtung. Es handelt sich außerdem um eine wasserstofffreie Beschichtung, wodurch sie noch besser funktioniert. Die Struktur eines ta-C-Films ist sehr dicht gepackt. Ich empfehle oft, eine ta-C-Beschichtung für die härtesten Arbeiten zu verwenden. Die extreme Härte von ta-C ist fast so hart wie ein echter Diamant.

Die nachstehende Tabelle gibt Ihnen einen einfachen Überblick über einige Arten.

Bei der Wahl der richtigen diamantähnlichen Kohlenstoffbeschichtung kommt es ganz auf die Aufgabe an, die sie erfüllen soll. Benötigen Sie die größte Härte, die Sie bekommen können? Dann ist ta-C das Richtige für Sie. Brauchen Sie eine härtere Beschichtung? Dann ist eine dlc-Beschichtung mit Metallbeimischung vielleicht die bessere Wahl. Die Kenntnis der verschiedenen Arten von DLC ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer guten Anwendung.

Wo können Sie DLC verwenden? Die besten Verwendungsmöglichkeiten, die ich gesehen habe

Wo wird dieser großartige Mantel also verwendet? Die Anwendungen von dlc sind fast überall zu finden. Ich habe gesehen, dass es in einer großen Anzahl von Branchen eingesetzt wird. Überall dort, wo Teile aneinander reiben oder wo eine Oberfläche sicher sein muss, kann eine dlc-Beschichtung eine große Hilfe sein. Ihre speziellen Eigenschaften machen sie zu einer großartigen Möglichkeit für Ingenieure, Probleme zu lösen.

In der Welt der Herstellung von Dingen verwenden wir es zum Beispiel bei Werkzeugen, die schneiden, und bei Bohrern. Ein dlc-beschichteter Bohrer kann schneller schneiden. Er hält auch viel länger als ein normaler Bohrer. Es ist auch hilfreich für eine Form, die zur Herstellung von Kunststoffteilen verwendet wird. Der Kunststoff haftet nicht an der glatten dlc-Beschichtung, so dass die Teile problemlos herauskommen. Dadurch wird der gesamte Produktionsprozess beschleunigt. Jedes Bauteil, das ein Problem mit Verschleiß oder Reibung hat, ist eine gute Wahl für eine dlc-Beschichtung. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Lebensdauer und der Betrieb eines Teils wesentlich verbessert werden.

Weitere große Einsatzgebiete sind Flugzeuge und die Verteidigung. Teile in Flugzeugen und Satelliten müssen leicht, aber auch stabil sein. Eine DLC-Beschichtung kann ein Teil aus Leichtmetall vor Verschleiß schützen. Bei teuren Dingen kann man eine diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtung auf schicken Uhren finden. Sie verleiht der Uhr ein schönes schwarzes Aussehen und macht sie sehr widerstandsfähig gegen Kratzer. Die Verwendung dieser Beschichtung nimmt ständig zu, da immer mehr Menschen davon erfahren.

Warum liebt die Autobranche diese Karbonbeschichtung so sehr?

Die Automobilbranche ist einer der Hauptnutzer von DLC-Beschichtungen. Ich habe das schon vor vielen Jahren im Rennsport erlebt, zum Beispiel in der Formel 1. In einem Rennwagen ist jedes bisschen Leistung wichtig. Eine dlc-Beschichtung wird auf Motorteilen verwendet, um die Reibung zu verringern. Wenn es weniger Reibung gibt, kann mehr Leistung an die Räder gelangen. Außerdem läuft der Motor bei einer kühleren Temperatur. Die Teile halten auch bei dieser Belastung länger.

Heute findet sich dieselbe Technologie in den Autos, die wir jeden Tag fahren. Viele Teile in einem Motor, wie die Ventilstößel und Kolben, sind mit DLC beschichtet. Diese DLC-Beschichtung trägt dazu bei, den Benzinverbrauch zu senken. Außerdem macht sie den Motor zuverlässiger, so dass man sich auf ihn verlassen kann. Die Autowelt braucht Teile, die viele tausend Kilometer lang funktionieren. Die hohe Verschleißfestigkeit einer dlc-Beschichtung ist eine große Hilfe. Sie schützt sehr wichtige Teile und bewahrt sie vor dem Ausfall.

Die dlc-Beschichtung wird auch auf Zahnräder und Lager aufgetragen. Diese Teile stehen immer unter starkem Druck. Die Härte und Glätte der Beschichtung tragen dazu bei, dass sie sehr lange reibungslos funktionieren. Das dlc-beschichtete Bauteil kann dem Druck eines neuen Automotors standhalten. Da die Autos immer fortschrittlicher werden, wird der Bedarf an speziellen Materialien wie einer diamantähnlichen Kohlenstoffbeschichtung noch weiter steigen. Das ist ein wichtiger Grund, warum moderne Autos so gut sind.

Kann eine DLC-Beschichtung für medizinische Werkzeuge und Teile verwendet werden?

Ja, das ist möglich, und das ist eine der aufregendsten Möglichkeiten, DLC zu verwenden. Wenn man ein Objekt in den Körper einer Person einführt, muss es absolut sicher sein. Das Material darf nicht giftig sein. Es darf keine unerwünschte Reaktion des Körpers hervorrufen. Aus diesem Grund ist die Biokompatibilität einer dlc-Beschichtung so wichtig. Eine dlc-Beschichtung ist für den Menschen sehr sicher. Unser Körper reagiert nicht schlecht auf diese spezielle Kohlenstoffbeschichtung.

Aus diesem Grund wird bei medizinischen Implantaten eine DLC-Beschichtung verwendet. Denken Sie an ein neues Hüft- oder Kniegelenk, das von Ärzten hergestellt wurde. Diese Teile werden millionenfach aneinander reiben. Eine DLC-Beschichtung macht sie sehr gleitfähig und sehr widerstandsfähig gegen Verschleiß. Das bedeutet, dass das Implantat sehr lange Zeit funktionieren kann. Die geringe Abnutzung bedeutet, dass sich weniger winzige Teilchen lösen und in den Körper gelangen können. Das ist sehr gut für die Gesundheit des Menschen.

Es wird auch für die Werkzeuge verwendet, die Ärzte bei Operationen einsetzen. Eine DLC-Beschichtung macht die Werkzeuge härter. Sie verleiht ihnen auch eine scharfe Kante, die länger scharf bleibt. Die Oberfläche ist außerdem sehr glatt. Dadurch lassen sich die Werkzeuge leichter sauber halten. Die hohe chemische Beständigkeit der Beschichtung bedeutet, dass sie den harten Reinigungsmethoden in Krankenhäusern standhält. Die Verwendung von dlc trägt dazu bei, die Medizintechnik sowohl sicherer als auch besser zu machen.

Woran erkennen wir, ob eine DLC-Beschichtung gut ist? Es kommt auf die Messung an

Wenn ich ein Teil erhalte, das mit DLC beschichtet wurde, muss ich prüfen, ob die Beschichtung gut ist. Das kann man nicht einfach durch Anschauen feststellen. Wir müssen einige Messungen vornehmen, um die Qualität zu prüfen. Es gibt spezielle Werkzeuge und Tests, die uns alles sagen können, was wir über den dlc-Film wissen müssen. Wie gut die Beschichtung ist, macht einen großen Unterschied bei der Funktionsfähigkeit. Eine schlechte Beschichtung ist noch schlimmer als gar keine Beschichtung.

Zunächst messen wir, wie dick die Schicht ist. Die Dicke muss für die Aufgabe, die sie erfüllen soll, perfekt sein. Wenn sie zu dünn ist, wird sie sich schnell abnutzen. Wenn sie zu dick ist, kann sie reißen oder sogar abblättern. Wir verwenden spezielle Instrumente, um die Dicke der Schicht genau zu messen. Wir testen auch, wie hart die Schicht ist. Wir verwenden eine winzige Diamantspitze und drücken sie in das Fell. Anhand der Größe des Abdrucks, den sie hinterlässt, können wir feststellen, wie hart die Schicht ist.

Wir müssen auch die Haftung testen. Dabei wird gemessen, wie gut die Beschichtung an dem Metallteil haftet, auf dem sie angebracht ist. Ein Klebebandtest ist eine einfache Möglichkeit, die Haftung zu prüfen. Für einen ernsthafteren Test verwenden wir ein Werkzeug namens Kratzprüfgerät. Mit diesem Gerät wird eine Diamantspitze über die Oberfläche gezogen. Sie drückt mit immer größerer Kraft nach unten. Wir beobachten, an welchem Punkt die DLC-Beschichtung zu brechen beginnt. Das zeigt uns, wie stark die Verbindung ist. Diese Tests stellen sicher, dass die DLC-Beschichtung von hoher Qualität ist.

Ist diese diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtung die beste Wahl für Ihren Bedarf?

Nachdem Sie all dies gelesen haben, fragen Sie sich vielleicht, ob eine Dlc-Beschichtung das Richtige für Ihr Projekt ist. Ich sage den Leuten immer, dass es von dem Problem abhängt, das Sie lösen wollen. Eine DLC-Beschichtung ist ein sehr starkes Werkzeug, aber sie ist nicht die Lösung für alles. Sie sollten über eine DLC-Beschichtung nachdenken, wenn Sie Probleme mit Verschleiß, Reibung oder Rost haben.

Wenn Sie ein Bauteil haben, das schneller verschleißt, als es sollte, kann eine diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtung seine Lebensdauer erheblich verlängern. Wenn Sie die Reibung in einer Maschine verringern müssen, um Energie zu sparen oder sie besser arbeiten zu lassen, ist diese Beschichtung eine ausgezeichnete Wahl. Sie kann für Schmierung sorgen, d. h. sie macht die Dinge auch an Stellen rutschig, an denen man kein Öl verwenden kann. Wenn Sie ein Metallteil haben, das vor einer rauen Umgebung geschützt werden muss, ist die Widerstandsfähigkeit der Beschichtung eine große Hilfe.

Aber Sie sollten wissen, dass das dlc-Verfahren mehr kosten kann als eine einfache Lackierung oder andere Arten von Beschichtungen. Sie müssen entscheiden, ob die Vorteile, die es mit sich bringt, das Geld wert sind. Für ein Teil, das wirklich gut funktionieren muss oder für eine sehr wichtige Aufgabe, lautet die Antwort in der Regel ja. Durch die längere Lebensdauer und die bessere Arbeit können Sie im Laufe der Zeit viel Geld sparen. Am besten ist es, mit jemandem zu sprechen, der sich damit auskennt. Diese Person kann sich ansehen, was Sie brauchen, und Ihnen helfen, die richtige Art von diamantartiger Kohlenstoffbeschichtung auszuwählen.

Dinge, die man sich merken sollte

• A DLC-Beschichtungoder diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtung, ist eine superharte und rutschige Ebene hergestellt aus Kohlenstoff.
• Es hat eine durcheinander gewürfelte amorphe Struktur. Diese Struktur hat sowohl Diamant und Graphit-Bindungen.
• Dadurch wird die Mantel eine besondere Mischung aus sehr hohen Härte und niedrig Reibung.
• Die Ablagerung Prozess findet in einer Vakuumbox statt. Es entsteht eine dünne, aber starke Ebene.
• Es gibt verschiedene Arten, wie ta-CDas ist der schwierigste Typ von allen.
• Top Anwendungen von DLC sind in der Automobil Welt, der Medizin und bei der Herstellung von Dingen schützen Teile.
• Die Einnahme einer guten Messung von Dicke, Härteund wie gut sie haftet, ist der Schlüssel zu Qualität.