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行业领域

新材料技术,高分子材料

需求背景

金刚石是目前自然界已知材料中硬度最高的材料(HV＝100Gpa)，其导热性优良，同时兼具低摩擦、超耐磨的特性，是理想的刀具涂层材料。目前，金刚石涂层多采用热丝化学沉积(HFCVD)法制备，工艺技术较为成熟、生产成本低，适用于工业生产。但是，由于金刚石强的共价键特征以及HFCVD的成膜工艺特点，使得金刚石涂层存在涂层应力高、韧性差的缺点，降低了金刚石涂层的使用性能。类金刚石(DLC)是一种含有sp2和sp3键合特征的非晶碳材料，由于含有sp2键，其硬度低于金刚石，不过同样具有低摩擦、高导热的性能。常见的制备类金刚石涂层的方法有热丝化学沉积(HFCVD)、直流等离子喷射化学气相沉积(DCPJCVD)、微波等离子体化学气相沉积(MWPVCD)、真空阴极电弧沉积(VCAD)、磁控溅射等。

需解决的主要技术难题

磁过滤技术是减少或完全隔离大颗粒和中性颗粒的有效手段，一般采用弧形弯管磁场来引导等离子体的运动方向。在运动过程中，使大颗粒粒子和中性粒子飞溅到管壁，从而无法进入真空镀膜室。

中性粒子在磁场中因惯性沿直线运动，很容易飞溅到弯管壁上。对于带电粒子，则沿磁场方向做螺旋形前进，螺旋半径为 R=mv/Bq。很明显，粒子质量越大，螺旋半径R越大，越容易飞到管壁上，从而达到过滤大颗粒带电粒子的目的。改变磁场大小，会改变过滤后粒度的大小，不过也会影响粒子的沉积速率。防止飞溅到管壁的粒子反弹回来，如何增强过滤效果。

期望实现的主要技术目标

1、磁过滤类金刚石涂层的开发，项目已经开展到第三阶段，准备完成生产工艺流程的设计，建立过程控制方法，生成试生产控制计划、SOP。

2、涂布模头用耐磨涂层的开发和升级应用，项目目前已经完成第二阶段，调研和学习了模头的失效模式，针对失效模式，结合摩擦磨损原理和PVD涂层技术，建立可行理论模型，搭建内部实验平台，完善内部检测方案。进入第三阶段过程的设计和开发。

3、硬质合金刀具用纳米耐磨涂层的开发，项目目前开展第三阶段，生产工艺流程的设计，建立过程控制方法，生成试生产控制计划、SOP。

处理进度