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类金刚石碳纳米涂层 提升汽车零件效率 减少碳排放

类金刚石碳纳米涂层
类金刚石碳纳米涂层

汽车要饱受日晒雨淋,生产汽车零部件要符合严格的标准和要求,又要减碳保护环境。生产力局专家利用类金刚石(Diamond-Like Carbon,简称DLC)碳纳米涂层,改善汽车零部件的表面性能,以提升汽车零部件的效率和耐久性,有效减少汽车碳排放。

摩擦减损效率

生产力局智能制造及材料科技部高级顾问卢伟贤博士解释,当汽车行驶时,发动机部件之间摩擦造成燃料消耗,只能发挥三成能量,影响零部件效率,并造成碳排放。

针对以上问题,类金刚石(Diamond-Like Carbon,简称DLC)碳纳米涂层是解决方案。这种涂层既有型格的外观(黑色光亮表面),又有高硬度和低摩擦系数的内涵,可显着提高汽车发动机效率,并减少相应的碳排放,是内外兼备的涂层。

涂层是优良的润滑剂

卢博士表示:「由於汽车行驶使零部件温度上升高达摄氏300度,并且出现互相摩擦的情况,使润滑剂失去功效。在零部件表面镀上DLC涂层可成为优良的润滑剂,不但提升效能,亦可减低摩擦造成的损耗。」

面对汽车零部件对效率和环保的要求不断提高,加上欧美市场对进口车辆的碳排放要求愈益严格,日本汽车厂商已在零部件上使用DLC涂层,本港制造商同样需要急起直追,提升本身的生产能力和质量水平。

解读DLC

类金刚石与钻石和石墨同属硬质碳元素结构,硬度和耐磨性能介乎两者之间,亦拥有石墨的自润滑功能,是兼具高硬度和优异摩擦性能的涂层。

DLC涂层优点
DLC涂层优点
生产力局研发出类金刚石碳纳米涂层的示范设备。卢伟贤博士表示,使用直流 - 交流电源叠加偏置技术可加强热应力控制,提升涂层的附着力和硬度。
生产力局研发出类金刚石碳纳米涂层的示范设备。卢伟贤博士表示,使用直流 - 交流电源叠加偏置技术可加强热应力控制,提升涂层的附着力和硬度。

直流 - 交流电叠加偏置技术 提升效率和耐久性

由於目前DLC涂层技术存在附着力和硬度不足等问题,在创新及科技基金的资助下,生产力局开展研发项目,利用物理气相沉积(PVD)和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的表面处理方法,结合直流 - 交流电源(DC-AC)叠加偏置技术,改善DLC涂层的性能。

卢博士表示,直流电和交流电交叠应用提高了离化率(Ionization),即可产生更多离子,好处是可提升涂层的密度丶降低应力,因此可提升各种汽车机械部件的效率和耐久性。

碳结构特性

拓展医疗保健的应用

卢伟贤博士表示,由於DLC涂层耐用又美观,未来的应用远比想像的多。除了汽车零部件外,亦可用於电子丶珠宝丶钟表业等;加上其生物兼容的特性,可进一步拓展医疗及保健行业市场。

使用类金刚石碳(DLC)纳米涂层的活塞环。
使用类金刚石碳(DLC)纳米涂层的活塞环。
汽缸样本使用DLC涂层後(图左),实用又美观。
汽缸样本使用DLC涂层後(图左),实用又美观。

生产力局拥有丰富的材料及表面处理的经验,可提供一站式技术方案及顾问服务,如有查询,欢迎与生产力局联络。