Koolstofcoating

Koolstofcoating is een dunne film op basis van koolstof die op een substraat wordt aangebracht om eigenschappen zoals slijtvastheid, lage wrijving en corrosiebestendigheid te verbeteren. Voorbeelden zijn Diamond-like Carbon (DLC), tetrahedral amorphous carbon (ta-C) en hydrogenated amorphous carbon (a-C:H). Deze coatings worden doorgaans toegepast met depositietechnieken zoals fysische dampdepositie (PVD, bijvoorbeeld sputteren) of chemische dampdepositie (CVD/PECVD), waarbij koolstofatomen onder gecontroleerde omstandigheden op het oppervlak worden afgezet.

De coatings kenmerken zich door een combinatie van hoge hardheid, lage wrijving en goede slijtvastheid, ook bij hogere temperaturen. Sommige koolstofcoatings vertonen biocompatibiliteit en chemische inertie. De specifieke eigenschappen hangen af van de soort coating en de depositiestrategie, zoals de verhouding koolstofconfiguraties en eventuele hydrogenatie. De coatings kunnen ook invloed hebben op eigenschappen als krasbestendigheid, slijtvastheid bij wisselende belastingen en contactgeleiding.

Toepassingen omvatten onder meer snijgereedschap en stempels, tandwielen en lagers, motoronderdelen en medische implants. In de elektronica beschermen koolstofcoatings contactpunten en oppervlaktecontacten tegen slijtage. In de automotive en luchtvaart helpen ze de incidentele wrijving te verlagen en energieverlies te verminderen, wat leidt tot langere levensduur en mogelijk efficiënter gebruik van materialen.

Belangrijke overwegingen zijn onder meer adhesie aan het substraat, coatingdikte en kosten, evenals de procescomplexiteit en onderhoud van depositiesystemen. Typische dikten liggen in de orde van honderden nanometers tot enkele micrometers. Het kiezen van het juiste type koolstofcoating hangt af van de toepassing, belasting, omgeving en gewenste combinatie van sterkte en wrijving.