- 金属复合材料
- 热喷涂金属涂层
- DLC类金刚石涂层
- 纳米涂层（等离子增强磁控溅射）
类金刚石涂层与等离子全方位离子沉积技术
类金刚石涂层工艺采用等离子全方位离子沉积技术，获得坚硬且光滑的涂层。等离子全方位离子沉积技术属于等离子增强化学气象镀层技术。
技术优势
在等离子全方位离子沉积技术处理中，无需转动工件（全方位技术），在大体积、三维工件处理中有很多优势。与传统等离子增强化学气象镀层过程比较，等离子全方位离子沉积技术的主要优势还在于其利用脉冲等离子技术沉积涂层，这个过程允许低温沉积并减小了电弧的产生。
美国西南研究院类金刚石涂层制备的试验设施
技术原理
工件置于真空系统中，抽真空并注入气体，这时，把脉冲电压连续的加在工件上，真空罐中就会产生辉光脉冲放电，产生等离子。脉冲电压吸引等离子体中的离子到工件的表面，根据离子能量（脉冲电压）和离子种类（放电气体），完成离子溅射清洁或类金刚石涂层沉积。通常，先对工件进行溅射清洁，确保涂层有很好的附着力。然后，在不解除真空情况下进行镀膜，得到理想的类金刚石涂层。上图是美国西南研究院类金刚石涂层制备的试验设施。
涂层优异性能
– 高硬度（金刚石的20-30%）
– 低摩擦（ <0.05 干态）
– 化学惰性
– 可得到极光滑的膜
– 通过界面工程控制，可获得与金属极好的结合力
– 沉积温度低于150摄氏度
– 涂层工作温度可高达400摄氏度
当材料的粒子直径小于100纳米时，我们就称这种材料为纳米材料。应用纳米级涂层可以提高硬度、韧性、耐磨性、耐蚀性，以及整体的耐久性。
美国西南研究院在纳米技术方面处于领先的地位。纳米涂层，如用于工具嵌入物的氮化钛（TiN）涂层和用于高端计算机硬盘的类金刚石涂层，都是非常薄的（低于10纳米）且性能优异。另外，西南院对TiSiCN涂层也进行了研究，该涂层是一种既有强度又有硬度的优异纳米复合结构涂层，极大地增强了恶劣状况下颗粒的抗冲刷磨损性能、液体颗粒物的冲刷磨损，而且不会导致基材疲劳及屈服强度的变化。
致密的平滑的TiSiCN纳米复合结构涂层
等离子增强磁控溅射技术，可以获得极硬的、超厚的、特别强的抗磨和耐腐蚀的涂层，广泛地应用在燃气轮机压缩机的叶片表面，以增强抗固体颗粒的磨蚀，以及在火箭发动机喷嘴的应用，增强了材料的抗氧化性能。下图a是等离子增强磁控溅射技术的原理示意图；下图b是样品镀膜过程的照片。该技术依靠磁控溅射原理，一种物理气相沉积过程。对真空室抽完真空后，注入气体，磁电极加上负电压之后，等离子体就产生了。等离子体的概念指带有离子、电子、激励中子的放电气体。负极的电压使离子从等离子体加速到安装在磁电极的靶上。高能量的离子轰击靶材表面，引起靶材材料的溅射，溅射出的材料沉积在工件表面。