HOME / R&D / 보유기술 / DLC

DLC

DLC (Diamond-Like Carbon)

탄소(원자기호: C)는 유기물과 무기물을 나누는 기준이 되는 중요 원소입니다. 탄소는 결합형태에 따라 전혀 다른 물성을 나타내는데 대표적인 예로 SP³ 결합만을 가질 경우에는 다이아몬드가 되고 sp² 결합만을 할 경우에는 흑연이 됩니다.
DLC 코팅은 플라즈마 중의 탄소이온이나 활성화된 탄화수소 분자를 전기적으로 가속하여 높은 운동에너지로 기판에 충돌시킴으로써 박막을 형성시키는 플라즈마 표면처리 기술입니다. 이렇게 생성된 DLC박막은 다이아몬드 및 흑연과는 달리 특정 결정구조가 없는 비정질(Amorphous)물질로 sp, sp², sp³ 결합이 혼재되어 있습니다.
DLC는 그 경도, 내부식성, 내마모성, 마찰계수 등의 물성이 다이아몬드와 비견될 정도로 매우 우수하여, Diamond-Like Carbon(DLC)이라는 명칭이 널리 통용되고 있습니다.

Diamond 구조 (sp³)

Amorphous 구조 (sp², sp³)

Graphite 구조 (sp³)

DLC /다이아몬드/흑연 물성비교

특성	다이아몬드	DLC	흑연
밀도 (g/cm³)	3.51	1.8 – 3.6	2.26
경도 (Kgf/mm²)	10000	2000 – 8000	500
마찰계수	0.05	0.03 – 0.2	0.1
굴절률	2.42	1.8 – 2.6	2.15 – 1.8
광투과성	UV-VIS-IR	VIS-IR	Opaque
저항(Wcm)	> 10¹⁶	10¹⁰ – 10¹³	0.2 – 0.4

DLC 코팅의 구조

수소를 함유한 DLC는 a-C:H (Hydrogenated Amorphous Carbon)이라고 합니다.

수소를 포함하지 않은 비정질 탄소 박막은 ta-C (Tetrahedral Amorphous Carbon) 이라고 합니다.

a-C:H 구조

ta-C 구조

DLC 코팅의 특성과 응용

다층막 코팅 (Multi-Layer DLC Coating)

다층막 코팅 (Multi-Layer DLC Coating)

DLC 필름 합성 시 형성되는 높은 잔류응력은 박막의 접합력을 약화시키고 이는 코팅 제품의 내구성을 저하시킵니다. DLC 코팅제품은 마모 등 박막 자체의 파손보다 접합력 부족으로 인한 박막 탈락이 수명단축의 원인이 되는 경우가 더 많습니다. 따라서 박막의 접합력은 박막 자체의 물성 못지않게 중요한 성질이 됩니다.
당사는 DLC의 접합력을 개선시키기 위하여 대상 소재에 따라 여러 종류의 버퍼층(buffer layer)을 연구 개발하여 왔습니다. 초경, 탄소강, 알루미늄, 황동 등의 금속이나 유리, 플라스틱의 비금속 재질 위에 그에 맞는 Buffer층을 생성시키고 그 위에 DLC를 증착 시킴으로써 박막의 접합력을 획기적으로 개선시켰습니다.