一般來說,DLC 涂層的制備成本相對(duì)較高,主要原因如下:
1.設(shè)備投入成本高
真空設(shè)備:物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)等常用的 DLC 涂層制備方法都需要在真空環(huán)境下進(jìn)行。高質(zhì)量的真空鍍膜設(shè)備價(jià)格昂貴,如大型磁控濺射鍍膜設(shè)備、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備等,通常需要數(shù)百萬元甚至上千萬元的投資。
能源消耗:這些設(shè)備在運(yùn)行過程中需要消耗大量的電能,維持真空環(huán)境、產(chǎn)生等離子體以及加熱等都需要持續(xù)的能量供應(yīng),長期下來能源成本也是一筆不小的開支。
2.原材料成本較高
碳源材料:制備 DLC 涂層需要使用高純度的碳源材料,如石墨、甲烷、乙炔等。這些原材料的純度要求高,價(jià)格相對(duì)較貴,并且在制備過程中可能會(huì)有一定的損耗。
輔助氣體:在一些制備工藝中,還需要使用到氬氣、氫氣等輔助氣體,這些氣體的持續(xù)供應(yīng)也增加了成本。
3.工藝要求嚴(yán)格
技術(shù)人員:DLC 涂層的制備需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作和監(jiān)控,他們需要具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí),以確保涂層的質(zhì)量和性能。技術(shù)人員的培訓(xùn)成本和薪酬支出也是制備成本的一部分。
工藝參數(shù)控制:制備過程對(duì)工藝參數(shù)的控制要求非常嚴(yán)格,如溫度、氣壓、氣體流量、沉積時(shí)間等。任何一個(gè)參數(shù)的微小變化都可能影響涂層的結(jié)構(gòu)和性能,需要進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)和調(diào)整,這增加了時(shí)間成本和生產(chǎn)成本。
4.生產(chǎn)效率相對(duì)較低
沉積速率較慢:與一些傳統(tǒng)的涂層制備方法相比,DLC 涂層的沉積速率相對(duì)較慢。例如,物理氣相沉積法制備 DLC 涂層時(shí),沉積一層較厚的涂層可能需要較長的時(shí)間,這使得單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量有限,從而增加了單位產(chǎn)品的成本。
后處理復(fù)雜:部分DLC 涂層制備后還需要進(jìn)行退火、拋光等后處理工序,以提高涂層的性能和表面質(zhì)量,這些額外的工序也會(huì)增加成本。
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