保护零件的佳盔甲：硬质涂层之“超硬涂层”篇超硬涂层材料通常由Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ主族元素构成的单质或共价键化合物组成，目前能够满足这个标准的材料有金刚石、类金刚石(DLC)、立方氮化硼(cBN)、碳化氮(C3N4)等！利用PVD或CVD法将这些材料沉积到基体表面即可获得超硬涂层，这种涂层不但具有与材料本身同样的优良特性，如的硬度、极低的摩擦因数、极强的耐磨和耐腐蚀性能、良好的导热和化学稳定性能、高的禁带宽度等，而且其实用性较材料本身更强!

　　①金刚石涂层金刚石是自然界中已知硬度高的物质，此外它还具有低的摩擦因数、高的弹性模量、高的导热系数、高的声传播速度、宽的能带隙以及良好的化学稳定性等，然而天然金刚石的存量及价格限制了它的大规模商业化应用。目般会采用CVD法制备金刚石涂层，它具有与天然金刚石非常相近的物理和化学性能，根据金刚石的晶粒尺寸，可以将CVD金刚石涂层分为微米晶金刚石(MCD)涂层和纳米晶金刚石(NCD)涂层，其中，晶粒尺寸小于10nm时，被称作超纳米金刚石(UNCD)涂层。

　　由于采用了耐酸和耐碱的特殊原料，涂层性能稳定，不会和介质发生反应，同时耐磨防水涂料的原料多为高温合成材料，晶体发育好，结构完整，不受环境因素的影响，是好的惰性材料之一，因而可有效抵御环境介质作用!③立方氮化硼(cBN)涂层氮化硼是一种Ⅲ-Ⅴ族共价化合物，和碳类似，既有软的六角sp2杂化结构，又有类似于金刚石的sp3杂化结构｡氮化硼有四种异构体，其中，cBN具有与金刚石类似的结构，晶体中氮原子与硼原子以sp3的形式杂化，是一种面心立方闪锌矿结构，硬度仅次于金刚石，其韦氏硬度大约为49GPa.

　　新型节能耐磨涂料，其主要由高温分子材料、耐磨骨料、超微粉体和无机聚合物分散液组合而成，涂料固化后颗粒紧密堆积，没有较大的宏观缺陷，体积密度大，其常温下强度可达210Mpa以上，是普通混凝土、耐火浇注料和普通的金属无法比拟的!涂料可以薄层涂刷,用于汽蚀摩擦、硬度摩擦和撞击摩擦等耐磨环境中!原料主要采用离子化合物和部分人工合成共价化合物，离子键和共价键属强结合键，而结合系统由于采用复合强化措施和特殊处理，形成化学结合，所以强度和刚度很大，可有效抵御的高速冲击力和剪切应力!

　　cBN宽的光带间隙、高的导热系数以及良好的绝缘性也使得它在微电子领域同样具有非常广阔的应用前景!④氮化碳(C3N4)涂层早在1989年，美国伯克利大学的Liu等以β-Si3N4的晶体结构为出发点，从理论角度预言了一种自然界中不存在、但硬度和体积模量可以达到或超过金刚石的化合物——氮化碳(C3N4)｡1996年，Teter等采用共轭梯度法计算后认为，可能存在α-C3N4､β-C3N4､立方相c-C3N准立方相p-C3N4以及类石墨相g-C3N4等5种结构，其中除了类石墨相外，其它四种结构的硬度都接近或超过了金刚石的硬度｡除了的硬度以外，C3N4还具有高弹性、低摩擦因数、抗氧化、耐磨损以及耐腐蚀等优良的性能，其化学惰性和稳定性优于金刚石的，同时具有较大的禁带宽度､较高的折射率等特性｡因此，C3N4材料被预言可能是一种理想的发蓝光、高温半导体或场致发射材料，目前已成为世界范围内碳基超硬材料研究的热点｡总结目前超硬涂层材料被广泛用于半导体工业、仪表工程、航空航天制造、核电装备和现代工业制造等诸多领域——例如，DLC涂层就因其优异的力学性能和物化特性，在切削刀具、机械制造等领域获得了大量的关注和研究!

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