O incrível revestimento de carbono: Guia para o revestimento DLC

DLC é a abreviatura de carbono tipo diamante. Este revestimento especial está a mudar a forma como fazemos as coisas. Torna as peças muito mais fortes. Ajuda-as a durar muito tempo. Neste artigo, vou partilhar o que sei sobre este material fantástico. Explicá-lo-ei com palavras simples. Ficará a saber o que é um revestimento DLC, como funciona e os locais onde pode ser utilizado. Isto ajudá-lo-á a perceber porque é que este revestimento de carbono é realmente importante.

Então, o que é realmente um revestimento de carbono semelhante a um diamante?

Comecemos pelos factos simples. Um revestimento de carbono tipo diamante é uma camada muito fina de material. Pode imaginar-se como uma camada de tinta, mas esta é incrivelmente forte. É feita maioritariamente de átomos de carbono. Estes são os mesmos átomos que se encontram num diamante verdadeiro. Também se encontram na grafite de um lápis. O nome "carbono semelhante ao diamante" encaixa perfeitamente. Este revestimento tem algumas das melhores qualidades de um diamante. Por exemplo, é muito dura. Ao mesmo tempo, também é escorregadio como a grafite.

Este revestimento especial não é um cristal como um diamante. Em vez disso, a sua estrutura está toda baralhada. As pessoas que estudam ciência chamam a isto uma estrutura amorfa. Pensa numa pilha de tijolos. Um diamante tem os seus átomos de carbono alinhados de uma forma muito limpa e perfeita, como uma parede de tijolo forte. Uma camada de carbono amorfo é mais parecida com uma pilha de tijolos que foram simplesmente despejados num monte. Esta estrutura desordenada é o que confere ao revestimento dlc as suas capacidades especiais. Esta qualidade amorfa torna o revestimento duro, mas também um pouco flexível.

Este revestimento de película fina é um tipo de película fina de carbono duro. É colocado noutro material, como um pedaço de metal ou plástico, para o tornar melhor. O revestimento dlc protege a peça. Evita que se desgaste. Este revestimento fino pode fazer com que uma peça barata funcione como uma peça muito cara. É um truque especial no mundo da engenharia. O revestimento pode ser feito muito fino, talvez com apenas um micrómetro de espessura. Mas faz com que a peça funcione muito melhor.

O que torna um revestimento DLC tão resistente e escorregadio?

Poderá perguntar-se como é que este revestimento de carbono pode ser tão especial. O segredo está na ligação química que mantém os átomos de carbono unidos. Dentro de um revestimento de dlc, existem dois tipos de ligações. Alguns átomos de carbono estão unidos exatamente como estão num diamante. Esta ligação de diamante é o que dá ao revestimento a sua extrema dureza. Outros átomos de carbono estão unidos de uma forma semelhante à grafite. Esta ligação é o que torna o revestimento tão escorregadio e reduz a fricção.

A combinação destas duas ligações é exatamente o que pretendemos. As propriedades do dlc provêm desta mistura. Podemos gerir o processo para criar mais ligações do tipo diamante se precisarmos de mais dureza. Ou podemos criar mais ligações do tipo grafite para ter menos fricção. Isto permite-nos fazer uma camada especial para um determinado trabalho. A dureza é uma caraterística muito importante. Confere uma grande resistência, pelo que não se risca nem se desgasta facilmente. Já vi peças revestidas com dlc que ainda parecem novas depois de anos de trabalho duro.

O baixo atrito é também um fator muito importante. Quando as peças friccionam umas contra as outras, a fricção gera calor e provoca desgaste. Isto faz com que as peças se desgastem. Um revestimento dlc é muito escorregadio. Tem um baixo coeficiente de fricção. Isto significa que as peças podem deslizar umas pelas outras sem qualquer problema. Isto reduz a necessidade de óleo ou outro tipo de lubrificação. Menos fricção também significa que se perde menos energia. Isto ajuda as máquinas a funcionar melhor. Não desperdiçam tanta energia.

Como é que este grande revestimento DLC é colocado? O processo de deposição

Colocar um revestimento dlc numa peça é um processo muito especial. Não se pode simplesmente usar um pincel para o pintar. O método mais popular chama-se deposição de vapor químico assistida por plasma. Esse nome pode parecer difícil de entender, por isso vou explicar. As peças que precisam de ser revestidas são colocadas numa caixa especial sem ar no interior, chamada câmara de vácuo. Todo o ar é bombeado para fora. De seguida, um gás especial que contém carbono é introduzido na caixa.

Depois disso, criamos um plasma dentro da caixa. Um plasma é como uma espécie de gás super quente e cheio de energia. Esta energia quebra o gás. Liberta os átomos de carbono. Estes átomos de carbono deslocam-se então muito rapidamente e aderem às peças. Vão-se acumulando, um átomo após outro, e formam uma camada fina e forte. Este processo de deposição tem de ser gerido com muito cuidado. A temperatura e a pressão na caixa são muito importantes para a qualidade da camada.

Todo o processo de revestimento dlc é muito exato. Podemos controlar a espessura da camada, até à mais ínfima medida. A camada final tem de ter uma boa aderência. Isto significa apenas que a película de dlc tem de aderir muito, muito bem à peça em que se encontra. Essa parte é designada por material de substrato. Uma ligação forte é a chave para a duração da camada. Se a ligação não for forte, o revestimento pode descolar-se imediatamente. Uma ligação química forte garante que o revestimento dlc não se desprenderá, para que possa cumprir a sua função. A qualidade deste processo decide a qualidade do revestimento final.

Quais são as principais caraterísticas de um revestimento DLC?

Quando olho para um revestimento dlc, quero saber quais são as suas caraterísticas. O que é que ele é capaz de fazer? As propriedades do dlc são realmente óptimas. Não é apenas uma coisa, mas uma mistura de qualidades maravilhosas que tornam este revestimento tão útil. A sua caraterística mais conhecida é a dureza. Um revestimento de dlc pode ser muitas vezes mais duro do que quase qualquer tipo de aço. Esta dureza torna-o ótimo para resistir ao desgaste.

Eis algumas das caraterísticas mais importantes:

• Muito difícil: Protege as peças de serem riscadas e desgastadas.
• Baixo atrito (fricção): Reduz a quantidade de energia perdida. Reduz igualmente a necessidade de lubrificação.
• Resiste à ferrugem: Este revestimento pode impedir a oxidação do metal. Também o protege de danos provocados por produtos químicos.
• Seguro para o corpo (Biocompatibilidade): É seguro para ser utilizado no interior do corpo de uma pessoa.
• Resiste a produtos químicos: Não é facilmente danificado por líquidos fortes como os ácidos.

As propriedades eléctricas do dlc também são dignas de nota. A maioria dos revestimentos de dlc não é boa a deixar passar a eletricidade através deles. Isto torna-os bons para parar a eletricidade. Podemos alterar o processo de dlc para criar um revestimento que deixe passar a eletricidade, se um trabalho assim o exigir. Esta capacidade de ser alterado é uma grande vantagem. As suas caraterísticas mecânicas incluem ser muito resistente e ter uma superfície lisa. É esta mistura de dureza, baixa fricção e resistência a produtos químicos que torna o revestimento dlc tão útil.

Existem diferentes versões deste revestimento de diamante?

Nem todos os revestimentos dlc são exatamente iguais. Gosto de pensar neles como sendo uma família de materiais. Todos eles têm o nome "carbono tipo diamante", mas cada um é um pouco diferente. Podemos misturar outros elementos com o revestimento de carbono para lhe dar qualidades diferentes. Por exemplo, se adicionarmos silício, este pode fazer com que o revestimento funcione melhor quando está muito quente. Se adicionarmos um metal como o tungsténio, pode torná-lo ainda mais resistente.

Um dos tipos mais fortes de revestimento de dlc tem o nome de ta-C. O "ta" é a abreviatura de carbono amorfo tetraédrico. Este é um tipo muito especial de carbono amorfo. Um revestimento ta-C tem uma quantidade muito grande de ligações do tipo diamante. É isto que faz com que o revestimento ta-C seja o tipo de revestimento dlc mais duro e mais forte. É também um revestimento isento de hidrogénio, o que faz com que funcione ainda melhor. A estrutura de uma película de ta-C é muito compacta. Sugiro frequentemente a utilização de um revestimento de ta-C para os trabalhos mais difíceis. A extrema dureza do ta-C é quase tão dura como um diamante verdadeiro.

O gráfico abaixo dá-lhe uma visão simples de alguns tipos.

Escolher o revestimento de carbono tipo diamante correto tem tudo a ver com o trabalho que precisa de fazer. Precisa de obter a maior dureza possível? Então o ta-C é o ideal para si. Precisa de ser mais resistente? Um revestimento de dlc com metal misturado pode ser uma escolha melhor. Conhecer os diferentes tipos de dlc é um grande passo para a sua boa utilização.

Onde se pode utilizar o DLC? As melhores formas de utilização que já vi

Então, onde é que as pessoas utilizam este grande revestimento? As aplicações do dlc encontram-se em quase todo o lado. Já o vi ser utilizado num grande número de indústrias. Em qualquer local onde haja peças a roçar umas nas outras, ou onde seja necessário manter uma superfície segura, um revestimento dlc pode ser uma grande ajuda. O seu grupo especial de caraterísticas torna-o uma excelente forma de os engenheiros resolverem problemas.

Por exemplo, no mundo do fabrico de coisas, utilizamo-lo em ferramentas que cortam e em brocas. Uma broca revestida com dlc é capaz de cortar mais depressa. Também pode durar muito mais tempo do que uma normal. Também é útil num molde que é utilizado para fazer peças de plástico. O plástico não adere ao revestimento escorregadio de dlc, o que significa que as peças saem sem problemas. Isto faz com que todo o processo de produção seja mais rápido. Qualquer componente que tenha um problema de desgaste ou fricção é uma boa escolha para um revestimento dlc. A principal razão é tornar a vida útil e o funcionamento de uma peça muito melhores.

Outras grandes áreas de utilização são os aviões e a defesa. As peças dos aviões e dos satélites têm de ser leves mas também resistentes. Um revestimento de dlc pode proteger do desgaste uma peça feita de um metal leve. Para objectos caros, pode encontrar um revestimento de carbono semelhante a um diamante em relógios de luxo. Dá ao relógio um aspeto preto agradável e torna-o muito difícil de riscar. A utilização deste revestimento está a aumentar constantemente à medida que cada vez mais pessoas o descobrem.

Porque é que a indústria automóvel gosta tanto deste revestimento de carbono?

O sector automóvel é um dos principais utilizadores de revestimentos dlc. Vi isto começar há muitos anos nas corridas de automóveis, como na Fórmula 1. Num carro de corrida, cada pedacinho de potência é importante. Um revestimento dlc é utilizado em peças do motor para reduzir a fricção. Quando há menos fricção, mais potência pode chegar às rodas. Também ajuda o motor a funcionar a uma temperatura mais fresca. As peças duram mais tempo, mesmo com todo esse stress.

Atualmente, esta mesma tecnologia encontra-se nos automóveis que conduzimos todos os dias. Muitas peças no interior de um motor, como os elevadores de válvulas e os pistões, são revestidas com dlc. Este revestimento de dlc ajuda a melhorar o consumo de combustível. Também torna o motor mais fiável, pelo que se pode contar com ele. O mundo automóvel precisa de peças que possam continuar a funcionar durante muitos milhares de quilómetros. A grande resistência ao desgaste de um revestimento dlc é uma grande ajuda. Protege peças muito importantes e impede-as de falhar.

O revestimento dlc também é aplicado em engrenagens e rolamentos. Estas peças estão sempre sob muita pressão. A dureza e a suavidade do revestimento ajudam-nas a funcionar sem problemas durante muito tempo. O componente revestido com dlc pode suportar a pressão de um motor de automóvel novo. À medida que os automóveis se tornam cada vez mais avançados, a necessidade de materiais especiais, como um revestimento de carbono tipo diamante, aumenta ainda mais. Esta é uma das principais razões pelas quais os automóveis modernos são tão bons.

Pode um revestimento DLC ser utilizado para ferramentas e peças médicas?

Sim, pode, e esta é uma das formas mais interessantes de utilizar a dlc. Quando se coloca um objeto dentro do corpo de uma pessoa, este tem de ser completamente seguro. O material não pode ser venenoso. Não pode provocar uma reação negativa do corpo. É por isso que a biocompatibilidade de um revestimento de dlc é tão importante. Um revestimento de dlc é muito seguro para as pessoas. O nosso corpo não tem uma reação negativa a este revestimento especial de carbono.

Por este motivo, é utilizado um revestimento de dlc em implantes médicos. Pense numa nova articulação da anca ou do joelho feita pelos médicos. Estas peças vão roçar umas nas outras milhões de vezes. Um revestimento dlc torna-as muito escorregadias e muito boas na resistência ao desgaste. Isto significa que o implante pode funcionar durante muito tempo. A baixa taxa de desgaste significa que menos pedaços de partículas minúsculas se partem e entram no corpo. Isto é muito bom para a saúde da pessoa.

É também utilizado nas ferramentas que os médicos utilizam para as operações. Um revestimento de dlc torna as ferramentas mais duras. Também lhes confere um rebordo afiado que se mantém afiado durante mais tempo. A superfície é também muito lisa. Isto torna as ferramentas mais fáceis de manter limpas. A grande resistência química do revestimento significa que pode suportar os métodos de limpeza difíceis utilizados nos hospitais. A utilização do dlc está a ajudar a tornar a tecnologia médica mais segura e melhor no que faz.

Como podemos saber se um revestimento DLC é bom? É tudo uma questão de medição

Quando recebo uma peça que foi revestida com dlc, tenho de verificar se o revestimento é bom. Não é possível saber só de olhar para ela. Temos de efetuar algumas medições para verificar a sua qualidade. Existem ferramentas e testes especiais que nos podem dizer tudo o que precisamos de saber sobre a película de dlc. A qualidade do revestimento faz uma grande diferença no seu funcionamento. Uma má camada é ainda pior do que não ter nenhuma camada.

Primeiro, medimos a espessura da camada. A espessura tem de ser perfeita para o trabalho que vai efetuar. Se for demasiado fina, desgasta-se rapidamente. Se for demasiado espessa, pode rachar ou mesmo descolar. Utilizamos instrumentos especiais para obter uma medição exacta da espessura da camada. Também testamos a dureza da camada. Utilizamos uma pequena ponta de diamante e pressionamo-la na camada. Observando o tamanho da marca que faz, podemos descobrir a sua dureza.

Também temos de testar a ligação. Esta é uma medida de quão bem o revestimento adere à peça metálica em que se encontra. Um teste de fita adesiva é uma forma fácil de verificar a aderência. Para um teste mais sério, utilizamos uma ferramenta chamada "scratch tester". Esta ferramenta puxa uma ponta de diamante sobre a superfície. Pressiona para baixo com cada vez mais força. Observamos para ver em que ponto o revestimento de dlc começa a quebrar. Isto mostra-nos o quão forte é a ligação. Estes testes garantem que o revestimento de dlc é de alta qualidade.

Este revestimento de carbono tipo diamante é a melhor escolha para o que precisa?

Depois de ler tudo isto, pode estar a perguntar-se se um revestimento dlc é a opção certa para o seu projeto. Digo sempre às pessoas que isso depende do problema que se pretende resolver. Um revestimento dlc é uma ferramenta muito forte, mas não é a resposta para tudo. Deve pensar em utilizar um revestimento dlc se estiver a ter problemas de desgaste, fricção ou ferrugem.

Se tem um componente que se está a desgastar mais rapidamente do que deveria, um revestimento de carbono tipo diamante pode fazê-lo durar muito mais tempo. Se precisar de reduzir a fricção numa máquina para poupar energia ou fazê-la funcionar melhor, este revestimento é uma excelente escolha. Pode proporcionar lubrificação, o que significa que torna as coisas escorregadias mesmo em locais onde não se pode utilizar óleo. Se tiver uma peça metálica que precise de ser protegida de um local agressivo, a resistência do revestimento será uma grande ajuda.

Mas deve saber que o processo dlc pode custar mais do que uma simples pintura ou outros tipos de revestimentos. Tem de decidir se as coisas boas que faz valem o dinheiro. Para uma peça que precisa de funcionar muito bem ou para um trabalho muito importante, a resposta é normalmente sim. A vida útil mais longa e o melhor trabalho podem poupar-lhe uma grande quantidade de dinheiro ao longo do tempo. A melhor coisa a fazer é falar com alguém que saiba muito sobre o assunto. Essa pessoa pode analisar as suas necessidades e ajudá-lo a escolher o tipo certo de revestimento de carbono tipo diamante.

Things to Remember

• A Revestimento DLCou revestimento de carbono tipo diamante, é um revestimento super duro e escorregadio camada feito de carbono.
• Tem um aspeto confuso amorfo estrutura. Esta estrutura tem diamante e grafite.
• Isto dá o casaco uma mistura especial de dureza e baixo fricção.
• O deposição O processo ocorre dentro de uma caixa de vácuo. Cria uma fina mas forte camada.
• Existem diferentes tipos, como ta-Cque é o tipo mais difícil de todos.
• Topo aplicações do DLC estão no automóvel mundo, a medicina e o fabrico de coisas para proteger peças.
• Tomar um bom medição de espessura, durezae a forma como se mantém é a chave para qualidade.