硬度

類金剛石膜的硬度變化范圍較大，從Hv1000到HV8000。主要原因是由于類金剛石膜是由SP3和SP2鍵混合構成的非晶碳膜，一般來說SP3鍵的含量決定了膜的硬度，SP3鍵含量越高，膜的硬度也越高。同時由于有的類金剛石中還含有其他元素，如H、F、Ti、W等，這些元素的含量也影響膜的硬度。制備方法不同，所得到的類金剛石膜的硬度差異也較大。我們采用等離子增強的化學氣相沉積（PCVD）方法得到的透明類金剛石膜的硬度在HV1000左右，采用離子源和磁控濺射相結合的技術得到的摻Ti的類金剛石膜，其硬度在HV2000左右，而采用電弧離子鍍技術制備的類金剛石膜，其硬度可達HV5000以上。目前采用磁過濾的陰極電弧鍍技術得到的無H的類金剛石膜，其硬度最大，可達HV8000左右。類金剛石膜較寬的硬度范圍使得其應用的適應性較強，你可以根據(jù)應用的要求，選擇所需要的硬度范圍。

摩擦系數(shù)

DLC膜具有優(yōu)異的耐磨性，低的摩擦系數(shù)，一般低于0.2，因此是一種優(yōu)異的表面抗磨損的表面強化薄膜。DLC的摩擦系數(shù)隨制備工藝的不同和膜中成分的變化而變化，其摩擦系數(shù)最低可達0.005。摻雜金屬元素可能降低其摩擦系數(shù)，但加入H能提高潤滑作用，環(huán)境也對摩擦系數(shù)有一定的影響。但總的來說，DLC膜和傳統(tǒng)的硬質薄膜，如TiN、TiCN、TiAlN等相比，在摩擦系數(shù)方面具有明顯優(yōu)勢，這些傳統(tǒng)涂層的摩擦系數(shù)都大于0.4。因此DLC有可能在許多摩擦學領域替代這些涂層。DLC膜低的磨損率來自于它低的摩擦系數(shù)和交界層的低剪切應力。我們采用離子源和磁控濺射復合技術制備的摻雜Ti的DLC的摩擦系數(shù)，大約為0.16左右。

表面狀態(tài)

DLC膜表面一般比較光潔，對基材的表面光潔度沒有太大的影響，但隨著膜厚的增加，表面光潔度會下降。不同的工藝所得到的DLC膜的光潔度是不同的。一般采用磁過濾陰極電弧鍍技術、磁控濺射技術、離子源技術、PCVD技術所制備的DLC膜表面很光潔，采用電弧離子鍍技術制備的DLC膜，由于存在大的碳顆粒而降低了表面光潔度。我們采用不同的技術制備的DLC膜，表面光潔度還是存在較大的差異，離子源技術明顯優(yōu)于電弧離子鍍技術。

結合強度

任何膜層和基材都存在結合強度的問題，同時結合強度是一個非常復雜的問題，受許多因素的影響。一般來說，DLC膜與基材的結合強度較差，這主要是由于DLC含有較高的熱應力和本征應力造成的。因此很少有在基材上直接沉積DLC膜的。一般都采用過渡層技術或摻雜金屬的辦法來提高DLC膜與基材的結合強度。目前結合強度的問題已得到解決，已完全能滿足實際的要求。我們曾設計了Ti/TiN/TiCN/DLC這樣的過渡層，已大大提高了膜/基結合強度。目前我們已能制備總體厚度達5!m的DLC膜層。

熱穩(wěn)定性

由于DLC屬亞穩(wěn)態(tài)的材料，因此其熱穩(wěn)定性較差，一般在400℃開始向石墨轉變，這大大限制了DLC膜的應用。為此，人們開展了大量的研究工作，試圖提高它的熱穩(wěn)定性。通過大量研究，人們發(fā)現(xiàn)摻雜其他元素的辦法可以提高其熱穩(wěn)定性。有實驗表明：摻雜Si可以明顯改善DLC膜的熱穩(wěn)定性，含20%Si的DLC膜在740℃時才出現(xiàn)SP3向SP2的轉化。同樣摻雜金屬W、Ti也可提高DLC膜的熱穩(wěn)定性。

表面抗粘結性

DLC膜有很好的抗粘結性，特別是對有色金屬、如銅、鋁、鋅等，對塑料、橡膠、陶瓷等也有抗粘結性。

楊氏模量

DLC膜具有較高的楊氏模量，雖然明顯低于金剛石的楊氏模量（1100Gpa），但高于一般金屬和陶瓷的楊氏模量。由于制備技術的不同和摻雜元素含量的差異，其楊氏模量的變化范圍較大。

耐腐蝕性

純DLC膜具有優(yōu)異的耐蝕性，各類酸、堿甚至王水都很難侵蝕它。但摻雜有其他元素的DLC膜的耐蝕性有所下降，這是因為摻雜的元素首先被侵蝕，從而破壞了膜的連續(xù)性。雖然DLC具有極好的耐蝕性，但它作為耐蝕涂層還存在一些問題，主要是由于膜層較薄，膜層中細小的針孔可能是貫穿的，從而使腐蝕介質通過這些針孔達到基材而將其腐蝕。

總之，通過上述DLC膜性能的描述，我們確信DLC膜是一種工模具表面強化的優(yōu)異涂層材料。