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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-like carbon

Diamond 구조 (sp3)

DLC Coating

Amorphous 구조 (sp2, sp3)

카본 코팅

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.
DLC Coating

a-C:H 구조

DLC Coating

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.