DLC Coatings: BALINIT C by Oerlikon Balzers
Diamond-like Carbon Coatings: BALINIT MILUBIA by Oerlikon Balzers
ダイヤモンドライクコーティング
耐摩耗性薄膜の分野において、ダイヤモンドライクコーティング（DLC）は、高負荷下や極端な摩擦、摩耗、他の部品との接触にさらされるような過酷な環境でのトライボロジーアプリケーションにおいて、理想的なソリューションです。このような環境下では、DLCコーティングの高硬度とそれに伴う低摩擦係数のみが、部品のピッチング、ガリ、焼付き、そして最終的な現場での故障を防止できます。
DLCコーティングの幅広いアプリケーション分野には、高性能自動車やレース用車両から風力タービンのシャフトベアリングやプラネタリギア、食品加工用のステンレス鋼製切断刃やピストンポンプ、充填・瓶詰め工程の滑動部品などが含まれます。これらのコーティングは、油圧駆動装置、燃料噴射システム、機械式シール、ポンプ、バルブなどの重要な回転部品の性能向上に確立された技術としても活用されています。
多くの場合、DLCコーティングは水素化アモルファスカーボン（a-C:H）コーティングと思われていますが、これは誤りです。なぜなら、DLCコーティングは水素含有量（水素化または水素フリー）、追加の金属および非金属ドーピング要素の選択、サブレイヤーの有無、ならびに蒸着方法と接合方法の選択に基づいて、高度に設計可能だからです。
これらの要因を組み合わせて正確に制御することで、硬度8～80GPa以上（ダイヤモンドは70～150GPaで最も硬い物質として知られています）の多様な薄膜（標準は1～5μm）であるDLCコーティングを成膜できます。さらに、希望する摩擦係数、表面仕上げ、使用温度も調整可能です。
カテゴリー内でカスタマイズ可能な属性が多岐に渡るため、DLCコーティングは設計プロセスの初期段階からコンポーネント工学において重要な役割を果たします。
水素化アモルファスカーボンコーティング
最も広く知られているDLCコーティングの種類である水素化アモルファスカーボン（a-C:H）は、主にプラズマ強化化学真空蒸着（PACVD）によって成膜されます。この蒸着方法は、プラズマの励起とイオン化による化学反応を引き起こし、約15～30GPaの硬度をもつコーティングを生成します。これはDLCコーティングの中でも比較的低い硬度です。
しかし、水素化アモルファスカーボンコーティングは、ドーピングと呼ばれる化学元素を追加して性能特性を変更するプロセスにより、さらに調整可能です。シリコン、酸素、または金属をドーピング要素として使用することで、異なる結果を得ることができます。
水素フリーDLCコーティング
水素化DLCの代替品は、非常に低い摩擦係数とともにさらに高い硬度を提供する水素フリーベースのDLCコーティングです。
これらのコーティングは、エンジンやバルブトレインの高摩擦、摩耗、接触部位など、高負荷環境下で使用される高性能車両など、最も過酷な環境下でも適用可能です。このコーティングは、燃料噴射システム、カムシャフト、ピストンピン、バルブ、リフター、フィンガーフォロワーなど、高接触圧力と滑り速度が存在する部位に適用可能です。 車両以外にも、ハイドロリックポンプ部品、メカニカルシール、高圧バルブ部品などに最適です。
ほとんどの水素フリーコーティングは、四面体アモルファスカーボン(ta-C)を生成するアーク蒸着による物理蒸着(PVD)の方法を使用して適用されます。高レベルの四面体結合(ほとんどが50〜60%)により、a-C:Hの代替品と比較して大幅に高い耐摩耗性が実現します。