KR20080023395A - Metal-containing diamond-like-carbon coating compositions - Google Patents

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클라크 브이. 쿠퍼
브루스 디. 한센
클라우스 베빌로구아
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유나이티드 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

A metal-containing diamond-like-carbon coating compositions is provided to employ an intermediate layer including transition metal such as chrome or carbide including transition metal, and an outer layer including carbon and transition metal such as titanium, tungsten, or niobium. A metal-containing diamond-like-carbon coating compositions includes a substrate(10), a first layer(12), and a second layer(14). The first layer includes first transition metal and first and second surfaces in the contact with the substrate. The second layer includes carbon and the second transition metal. The metal-containing diamond-like-carbon includes tungsten, Niobium, titanium, and the composition thereof. The first transition metal includes chrome. The second layer includes a thickness in the range of 0.5 micrometer to 10 micrometer. The first layer has a thickness in the range of 0.01 micrometer to 2.0 micrometer.

Description

금속 함유 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물 {Metal-Containing Diamond-Like-Carbon Coating Compositions}Metal-Containing Diamond-Like-Carbon Coating Compositions

도1은 구름 접촉 피로 로드를 포함하는 기판 상에 증착된 외부층과 중간층을 갖는 금속 다이아몬드형 탄소 코팅의 대표도.1 is a representative view of a metallic diamond-like carbon coating having an outer layer and an intermediate layer deposited on a substrate including rolling contact fatigue rods.

도2는 크롬의 중간층과, 탄소와, 텅스텐, 티타늄 및 니오븀과 같은 금속의 외부층을 포함하는 금속 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물에 대한 금속 농도와 연삭 마모율 사이의 관계를 도시하는 그래프.FIG. 2 is a graph showing the relationship between metal concentration and grinding wear rate for a metal diamondoid carbon coating composition comprising an intermediate layer of chromium and an outer layer of carbon and metals such as tungsten, titanium and niobium.

도3은 기판 바이어스 전위의 함수로서 금속 다이아몬드형 코팅의 접착 성능을 나타내는 바아 그래프.3 is a bar graph showing the adhesion performance of a metal diamondoid coating as a function of substrate bias potential.

도4a는 본 실시예에서 기술된 바와 같은 샘플 1 내지 7의 조성물로 코팅된 회전 로드와 접촉하여 위치 설정된 세 개의 거친 볼 배열체의 평면도를 도시하는 회전 접촉 피로(RCF) 실험을 나타내는 대표도.4A is a representative view showing a rotational contact fatigue (RCF) experiment showing a plan view of three coarse ball arrangements positioned in contact with a rotating rod coated with the compositions of Samples 1-7 as described in this example.

도4b는 회전 로드와 접촉하여 위치된 거친 볼의 측면도를 도시하는 도4a의 회전 접촉 피로(RCF) 실험을 나타내는 대표도.4B is a representative view showing the rotational contact fatigue (RCF) experiment of FIG. 4A showing a side view of a coarse ball positioned in contact with a rotating rod.

상기 도면에서 동일한 도면 부호 및 기호는 동일한 요소를 나타낸다.Like reference numerals and symbols in the drawings denote like elements.

본 발명은 금속 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물에 관한 것이며, 특히, 크롬 등의 전이 금속 또는 전이 금속 탄화물로 된 중간층과, 티타늄, 텅스텐 또는 니오븀 등의 전이 금속과 탄소로 된 외부층을 포함하는 금속 다이아몬드형-탄소 코팅 조성물과 이 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal diamond-like carbon coating composition, and more particularly, to a metal diamondoid including an intermediate layer of transition metal or transition metal carbide such as chromium and an outer layer of carbon and transition metal such as titanium, tungsten or niobium. -A carbon coating composition and a method of making the composition.

수 년 동안, 다이아몬드형 탄소(DLC) 필름은 경질이며 특히 강철에 대해 작은 마찰 계수(μ)를 갖는 것으로 알려져 왔다. 이러한 낮은 μ값(~0.2)은 탄화 수소 함유 금속(줄여서 Me-C:H 또는 Me-DLC라고 함) 뿐만 아니라 비결정성 수소화물(amorphous hydrogenated)(줄여서 a-C:H 또는 DLC라고 함)에서 나타난다. 오늘날, 두가지 유형의 코팅에 대해서, 특히 기계 요소 및 공구 분야에서 몇몇의 적용예가 알려져 있다. 코팅 특성 외에도, Me-DLC 코팅과 DLC 코팅은 낮은 기판 온도(< 200 ℃)에서 적층될 수 있다는 중요한 측면이 있다.For many years, diamondoid carbon (DLC) films have been known to be hard and have a small coefficient of friction (μ), especially for steel. These low μ values (˜0.2) are found in hydrocarbon-containing metals (abbreviated as Me-C: H or Me-DLC) as well as amorphous hydrogenated (abbreviated as a-C: H or DLC). Today, several applications are known for both types of coatings, especially in the field of mechanical elements and tools. In addition to the coating properties, there is an important aspect that Me-DLC coatings and DLC coatings can be deposited at low substrate temperatures (<200 ° C.).

DLC와 Me-DLC를 비교해보면, 대응 적층 기술에 대해서 뿐만 아니라 양 코팅 물질에 대한 장점 및 단점이 있음이 나타난다. 탄소 원자의 높은 교차-연결형 네트워크로 구성된 경질 DLC 코팅은 높은 압축 응력[수 기가 파스칼(㎬)]을 갖는다. 전술된 높은 응력값은 종종 기판과의 특히, 강철 상의 불량 부착으로 이어져서 실용적인 적용예로서의 사용을 제한한다.Comparing DLC and Me-DLC shows that there are advantages and disadvantages for both coating materials as well as for the corresponding stacking techniques. Rigid DLC coatings composed of high cross-linked networks of carbon atoms have high compressive stress [water groups in Pascals]. The high stress values described above often lead to poor adhesion with the substrate, especially on steel, thereby limiting its use as a practical application.

DLC 필름을 준비하는 많은 방법들이 개발되어 왔다. 가장 일반적으로 적용되는 방법은 음의 셀프-바이어스 기판(negatively self-biased substrate)으로 탄화 수소 가스를 무선 주파수(r.f.) 글로 방전(glow discharge)하는 것이다. 그러 나, 이 r.f. 기술을 산업적으로 적절한 치수 및 기하학적 형상으로 대형화하는데 몇가지 문제가 있다.Many methods of preparing DLC films have been developed. The most commonly applied method is the radio frequency (r.f.) glow discharge of hydrocarbon gas to a negatively self-biased substrate. However, this r.f. There are several problems in scaling up the technology to industrially appropriate dimensions and geometries.

낮은 금속 함유량을 갖는(Me/C의 원자비가 약 0.3에 이름) 통상적인 Me-DLC 필름은 a-C:H보다 상당히 낮은 압축 응력(< 1 ㎬)을 갖는다. 이 필름은 합체된 금속 탄화물과 비결정성 탄소(DLC)의 네트워크로 구성된다. 이러한 코팅의 마찰 계수는 DLC 코팅에 더 유사하다. 그러나, Me-DLC 코팅의 내마모성은 일반적으로 DLC보다 낮다. 한때, Me-DLC 코팅에 관해 보고된 최저 연마 마모율이 금속 없는 DLC 코팅에 관해 보고된 것보다 적어도 2개 요소에서 높았다.Conventional Me-DLC films with a low metal content (the atomic ratio of Me / C is about 0.3) have a significantly lower compressive stress (<1 kPa) than a-C: H. The film consists of a network of coalesced metal carbides and amorphous carbon (DLC). The coefficient of friction of this coating is more similar to DLC coatings. However, the wear resistance of Me-DLC coatings is generally lower than DLC. At one time, the lowest abrasive wear rate reported for Me-DLC coatings was higher in at least two factors than reported for metal-free DLC coatings.

일반적으로, Me-C:H(Me-DLC) 코팅은 금속 또는 금속 탄화물 표적을 이용하는 아르곤-탄화 수소 가스 혼합물 내에서 반응성 마그네트론 스퍼터링에 의해 산업용 배치 코터(batch coaters)에서 준비되었다. 2개 유형의 코팅을 비교할 경우, DLC 코팅의 전기 저항율(> 106 Ω ㎝)은 Me-DLC보다(10-3 ~ 1 Ω ㎝) 대단히 크다는 것을 유의해야 할 것이다.In general, Me-C: H (Me-DLC) coatings have been prepared in industrial batch coaters by reactive magnetron sputtering in argon-hydrocarbon gas mixtures using metal or metal carbide targets. When comparing the two types of coatings, it should be noted that the electrical resistivity of the DLC coatings (> 10 6 kPa cm) is significantly greater than that of Me-DLC (10 -3 to 1 kPa cm).

예컨대, 마그네트론 스퍼터링 보조 펄스식 레이저 증착 기술은 보에보딘(Voevodin) 등의 논문에서 비정질 다이아몬드형 탄소막을 포함하는 텅스텐 탄화물 및 티타늄 탄화물을 준비하기 위해 사용된다. 또 다른 논문에서, 웨이(Wei) 등은 특정 표적 형태를 가지는 펄스식 레이저 기술을 사용하였는데, 이것은 흑연 및 도펀트(Cu, Ti, Si)를 제거하도록 한다. 탄소 매트릭스로 합체된 이러한 원자들 중 아주 미량이 현저하게 증가된 접착의 원인이 된다. 그러나, 언급된 합성물 막 의 특성을, 수소를 포함하며 본 명세서에 전체적으로 참조되어 합체된, 엘스비어 출판사에서 2000년에 출판된, 표면 및 코팅 기술의 p127, 224-232에 기재된 베빌로구아케이., 쿠퍼 씨. 브이., 스페치트 씨., 쉬뢰더 제이., 위토르프 알., 및 그리쉬케 엠. 저서의 "증착 및 금속 함유 DLC(Me-DLC) 코팅의 특성에 대한 표적 재료의 효과"라는 논문에서 논의된 바와 같은 상이한 준비 기술을 사용하여 마련된 Me-DLC 막에 비유하는 것은 어렵다고 생각된다.For example, magnetron sputtering assisted pulsed laser deposition techniques are used in the papers of Voevodin et al to prepare tungsten carbides and titanium carbides containing amorphous diamond-like carbon films. In another paper, Wei et al. Used pulsed laser technology with a specific target shape, which allows to remove graphite and dopants (Cu, Ti, Si). Very small amounts of these atoms incorporated into the carbon matrix cause a marked increase in adhesion. However, the properties of the composite films mentioned are bevilogaca described in p127, 224-232 of Surface and Coating Technology, published in 2000 by Elsevier Press, which incorporates hydrogen and is incorporated herein by reference in its entirety. Mr. Cooper. V., Spetcht M., Schroeder J., Uttorf R., and Grischke M. It is thought to be difficult to compare to a Me-DLC film prepared using different preparation techniques as discussed in the paper "The Effect of Target Materials on the Properties of Deposition and Metal-Containing DLC (Me-DLC) Coatings".

결과적으로, 상업적으로 입수 가능한 금속 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물에 비교되는, 순수 구름(pure rolling)에서 파손에 대한 우수한 경도 및 저항을 갖는 금속 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물에 대한 필요성이 존재한다.As a result, there is a need for metal diamondoid carbon coating compositions having good hardness and resistance to breakage in pure rolling, compared to commercially available metal diamondoid carbon coating compositions.

본 발명에 따르면, 제1 전이 금속 조성물을 갖는 제1 층을 포함하고, 기판과 접촉하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 금속 함유 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물이 제공된다. 상기 코팅은 또한 텅스텐, 니오븀, 티타늄 및 그들의 조합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 제2 전이 금속과 탄소를 갖는 제2 층을 또한 포함하며, 제1 층의 제1 표면과 접촉하는 제2 표면과 제1 표면을 갖는다. 양호하게는, 코팅의 두께는 약 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛이다. 또한, 조성은 낮은 연삭 마모율을 선택적으로 가질 수 있다. 이러한 낮은 연삭 마모율은 약 1 x 10-10m3m-1N-1 이상을 초과하지 않아야 한다. 이러한 코팅은 약 -50 내지 -750 직류 볼트의 바이어스 전위 범위를 갖는 기판 바이어스 전위를 사용하여 증착될 수도 있다.According to the present invention there is provided a metal-containing diamond-like carbon coating composition comprising a first layer having a first transition metal composition and having a first surface and a second surface in contact with a substrate. The coating also includes a second layer having carbon and a second transition metal selected from the group consisting of tungsten, niobium, titanium and combinations thereof, the second surface and the first surface in contact with the first surface of the first layer Has Preferably, the thickness of the coating is about 0.5 μm to 10 μm. In addition, the composition may optionally have a low grinding wear rate. This low grinding wear rate should not exceed about 1 x 10 -10 m 3 m -1 N -1 or more. Such a coating may be deposited using a substrate bias potential having a bias potential range of about -50 to -750 direct current volts.

따라서 본 발명은 전이 금속을 포함하는 중간층과, 전이 금속 및 탄소를 포함하는 외부 기능층을 갖는 금속 함유 코팅을 교시한다는 것을 알 수 있다.Thus, it can be seen that the present invention teaches a metal containing coating having an intermediate layer comprising a transition metal and an external functional layer comprising a transition metal and carbon.

본 발명의 일 이상의 실시예의 세부적인 사항들은 첨부되는 도면 및 이하의 상세한 설명에 제시되어 있다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 상세한 설명 및 도면, 그리고 청구항으로부터 명백할 것이다.The details of one or more embodiments of the invention are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and advantages of the invention will be apparent from the description and drawings, and from the claims.

Me-DLC 코팅은 관심 금속으로 이루어진 네 개의 표적(target)이 증착 챔버의 내부에 설치되고, 활성화되어 아르곤(Ar) 및 아세틸렌(C2H2) 가스에 의해 스퍼터링되는 마그네트론 스퍼터링에 의해 증착된다. 경화통과 철 합금(through-hardened ferrous alloy) 예컨대, AISI M50으로 이루어진 기판(10) 또는 회전 접촉 피로 로드를 포함하는 증착 기판은 증착 챔버 내에 위치되어 대략 -50 내지 -750 직류 전압의 범위에 있는 직류(DC) 전위를 사용하여 음으로 편향된다. 스퍼터링 표적 조성물은 기본적으로 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 텅스텐(W)을 포함한다.The Me-DLC coating is deposited by magnetron sputtering, where four targets of the metal of interest are installed inside the deposition chamber and are activated and sputtered by argon (Ar) and acetylene (C 2 H 2 ) gases. A deposition substrate comprising a through-hardened ferrous alloy such as a substrate 10 made of AISI M50 or a rotating contact fatigue rod is located in the deposition chamber and is in the range of approximately -50 to -750 direct current voltages. It is negatively deflected using (DC) potential. The sputtering target composition basically comprises titanium (Ti), niobium (Nb), tungsten (W).

금속 탄화수소(Me-DLC) 코팅은 네덜란드 벤로에 있는 하우저 테크노 코팅사 (Hauser Techno Coating)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 HTC 1000/4 (ABS) 코터를 수용한 불균형 모드에서 반응성 직류 마그네트론 스퍼터링에 의해 준비된다. 증착 초기화가 진행되기 전에, 진공 챔버의 잔류 압력은 대략 10-3 파스칼(Pa)보다 작게 설정된다. 증착이 진행되는 동안, 진공 챔버의 전체 가스압은 대략 0.3 Pa 내지 0.6 Pa이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 대략 200℃까지의 온도에서 유 지되는 기판 홀더를 사용하여 진공 챔버 내에 지지된다. 이러한 기판 홀더는 기판이 유성 연동 장치의 2-회전(two-fold rotation)으로 인해 대략 12 rpm의 속도로 회전될 수 있게 한다. 전체 프로세스 동안, 증착률은 통상 시간당 대략 2 내지 3 ㎛이다.Metal-hydrocarbon (Me-DLC) coatings were prepared by reactive direct-current magnetron sputtering in an unbalanced mode containing a commercially available HTC 1000/4 (ABS) coater from Hauser Techno Coating, Venlo, Netherlands. do. Before the deposition initialization proceeds, the residual pressure in the vacuum chamber is set to less than approximately 10 -3 Pascals (Pa). During the deposition, the total gas pressure in the vacuum chamber is approximately 0.3 Pa to 0.6 Pa. The substrate referred to herein is supported in a vacuum chamber using a substrate holder maintained at temperatures up to approximately 200 ° C. This substrate holder allows the substrate to be rotated at a speed of approximately 12 rpm due to the two-fold rotation of the planetary interlock. During the whole process, the deposition rate is usually approximately 2-3 μm per hour.

Me-DLC 증착 프로세스는 일반적으로 네 개의 단계를 포함한다. 첫째, 기판이 당업자에게 공지된 바와 같이 대략 0.3 Pa의 압력에서 아르곤 에칭 프로세스를 사용하여 세척된다. 이러한 단계를 위해, 아르곤 가스는 일반적으로 각각 대략 300 표준 분당 입방 센티미터(sccm) 및 0.3 Pa인 소정의 가스 유동률 및/또는 챔버 압력을 달성할 때까지 챔버로 유입되고 기판 표면을 세척하는 스퍼터용 Ar+ 이온을 생성하도록 이온화된다.The Me-DLC deposition process generally involves four steps. First, the substrate is cleaned using an argon etch process at a pressure of approximately 0.3 Pa as known to those skilled in the art. For this step, the argon gas is generally Ar + for the sputter which enters the chamber and cleans the substrate surface until it achieves a desired gas flow rate and / or chamber pressure of approximately 300 standard cubic centimeters per minute (sccm) and 0.3 Pa, respectively. It is ionized to produce ions.

둘째로, 이 경우 크롬(Cr)인 전이 금속으로 구성된 중간층(12)은 아르곤-이온 에칭된 기판 상에 스퍼터링 증착된다. 이러한 제2 단계인 증착 공정 중에, 크롬 금속으로 구성된 일 이상의 표적에 인가된 직류 전류는 목표값으로 일정하게 유지된다. 이러한 공정 단계에서, 아르곤 가스는 챔버 내로 유입되고, 중간층이 목표 두께를 이루도록 성장할 때까지 일정하게 유지된다. 아르곤-이온 에칭 단계에 있어서, 이 제2 공정 단계에 대한 아르곤의 유속과 부분 압력은 각각 대략 300 sccm 및 0.3 내지 0.6 Pa이다. 이러한 증착 조건이 유지됨에 따라, 크롬 금속은 소정 두께를 이루기까지 기판 표면 상에 스퍼터링 증착된다. 통상적으로, 증착된 전이 금속 중간층은 적어도 약 10 nm (0.01 ㎛) 내지 약 2000 nm (2.0 ㎛)이하의 두께, 바람직하게는 약 100 nm (0.1 ㎛) 내지 300 nm (0.3 ㎛)의 두께를 갖는다.Secondly, an intermediate layer 12 composed of a transition metal of chromium (Cr) in this case is sputter deposited on the argon-ion etched substrate. During this second step, the deposition process, the direct current applied to one or more targets made of chromium metal remains constant at the target value. In this process step, argon gas is introduced into the chamber and kept constant until the intermediate layer has grown to achieve the target thickness. In the argon-ion etching step, the flow rate and partial pressure of argon for this second process step are approximately 300 sccm and 0.3 to 0.6 Pa, respectively. As these deposition conditions are maintained, chromium metal is sputter deposited onto the substrate surface until it reaches a predetermined thickness. Typically, the deposited transition metal interlayer has a thickness of at least about 10 nm (0.01 μm) up to about 2000 nm (2.0 μm), preferably from about 100 nm (0.1 μm) to 300 nm (0.3 μm). .

셋째로, 크롬 금속 표적에 인가된 직류 전류가 0에 도달할 때까지 감소된다. 반응성 가스의 혼합물은 외부층의 스퍼터링 증착에 대비하여 진공 챔버로부터 나온다. 다량의 아르곤 가스는 챔버 내로 다시 유입되며, 다량의 아세틸렌 가스는 아세틸렌 가스에 대한 아르곤 가스의 비율이 대략 1:1 또는 50/50 혼합이 될 때까지 유입된다. 일반적으로, 반응성 가스 혼합물에 존재하는 아세틸렌 가스의 양은 챔버 체적의 약 15% 내지 45%이다.Third, the direct current applied to the chromium metal target is reduced until it reaches zero. The mixture of reactive gases emerges from the vacuum chamber in preparation for sputter deposition of the outer layer. A large amount of argon gas is introduced back into the chamber, and a large amount of acetylene gas is introduced until the ratio of argon gas to acetylene gas is approximately 1: 1 or 50/50 mixed. Generally, the amount of acetylene gas present in the reactive gas mixture is about 15% to 45% of the chamber volume.

넷째로, 금속 다이아몬드형 탄소 코팅 조성의 외부층(14)은 기판의 중간층 상에서 스퍼터링 증착된다. 직류 전류가 점진적으로 인가되는데, 즉 0부터 시작되어 텅스텐, 니오븀, 티타늄 및 이들의 조성물의 금속으로 구성된 일 이상의 표적에 그 강도가 점진적으로 증가되게 인가된다. 또한, 대량의 아르곤 가스가 초기에 챔버 내로 유입된 다음, 대량의 아세틸렌 가스가 아세틸렌 가스에 대한 아르곤 가스의 비율이 대략 1:1이 될때까지 유입된다. 또한, 일반적으로 혼합물에 존재하는 아세틸렌 가스의 양은 챔버의 체적에 대해서 대략 15% 내지 45%이다. 순수 불활성 가스로부터 불활성 가스와 아세틸렌의 조성물로 전이하는 동안 또는 최종적으로 아세틸렌-불활성 가스 혼합물을 얻은 후에, 표적 금속은 소정의 두께가 얻어질 때까지 각각의 기판 상에 전이 금속의 중간층의 제1 표면, 즉 외부면 상에 스퍼터링 증착된다. 이러한 처리 조건으로 인해 0.1 내지 0.8 범위의 원자 금속 대 탄소(Me/C) 비율을 갖는 Me-DLC의 코팅이 증착된다. 제한적으로 받아들여져서는 아니되고 오직 설명을 위한 목적으로, 증착된 외부층은 약 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 결과적으로 기판 재료 상에 증착된 금속 함유 다이아몬드형 탄 소 코팅 조성물이 도1에 도시되었다. 도시된 바와 같이 외부층의 제2 표면, 즉 내부면은 중간층의 제1 표면 또는 외부면과 접촉하는데, 상기 중간층의 제2 표면, 즉 내부면은 기판의 외부면과 접촉한다.Fourth, an outer layer 14 of metal diamondoid carbon coating composition is sputter deposited on the intermediate layer of the substrate. Direct current is applied gradually, i.e. starting from zero and gradually increasing its strength to one or more targets consisting of tungsten, niobium, titanium and metals of their composition. Also, a large amount of argon gas is initially introduced into the chamber, and then a large amount of acetylene gas is introduced until the ratio of argon gas to acetylene gas is approximately 1: 1. Also, in general, the amount of acetylene gas present in the mixture is approximately 15% to 45% by volume of the chamber. During the transition from the pure inert gas to the composition of inert gas and acetylene or finally after obtaining the acetylene-inert gas mixture, the target metal is first surface of the intermediate layer of transition metal on each substrate until the desired thickness is obtained. Ie sputter deposited on the outer surface. These treatment conditions result in the deposition of a coating of Me-DLC having an atomic metal to carbon (Me / C) ratio in the range of 0.1 to 0.8. For the purpose of illustration only and not for purposes of limitation, the deposited outer layer may have a thickness of about 0.1 μm to 10 μm. As a result, the metal-containing diamond-like carbon coating composition deposited on the substrate material is shown in FIG. As shown, the second surface of the outer layer, ie the inner surface, is in contact with the first surface or outer surface of the intermediate layer, and the second surface, ie the inner surface, of the intermediate layer is in contact with the outer surface of the substrate.

실험 결과Experiment result

연삭Grinding 마모율 Wear rate

이제 도2를 참조하면, 여기에 설명된 방법에 따라 다양한 금속 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물이 상부에 증착된 기판의 몇몇 평면 샘플에 대한 연삭 마모율이 결정되어, 판매자에 의해 공급되는 금속 다이아몬드형 탄소 코팅(등록 상표 Balzers 등록 상표 Balinit C)으로 코팅된 기판과 비교된다. Referring now to FIG. 2, according to the method described herein, the grinding wear rate for several planar samples of a substrate having various metal diamondoid carbon coating compositions deposited thereon is determined to provide a metal diamondoid carbon coating ( Compared to a substrate coated with the registered trademark Balzers registered trademark Balinit C).

샘플1 내지 샘플7에 대한 연삭 마모율을 계산하기 위해, 알루미늄 산화물(Al2O3) 및 워터 서스펜션으로 작동되는 칼로 테스터(Calo tester)가 사용되었다. 결과를 정량하기 위해, 칼로 장치에 의해 제거되어 회전 볼에 의해 생성된 코팅의 부피를 수직 항력 및 회전 볼의 트랙 길이로 나누었다. To calculate the grinding wear rate for Samples 1-7, a calo tester operated with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and water suspension was used. To quantify the results, the volume of the coating removed by the apparatus with a knife and produced by the rotating balls was divided by the vertical drag and track length of the rotating balls.

기판(10)을 나타내는 샘플1은 0.1 ㎛의 두께를 갖는 크롬 금속(Cr)의 중간층 및 1 ㎛의 두께를 갖는 티타늄(Ti) 다이아몬드형 탄소 조성물의 외부층이 그 위에 증착된 AISI M50으로 제조된 구름 접촉 피로 로드이다. Sample 1 showing substrate 10 was made of an AISI M50 deposited with an intermediate layer of chromium metal (Cr) having a thickness of 0.1 μm and an outer layer of titanium (Ti) diamond-like carbon composition having a thickness of 1 μm. It is a rolling contact fatigue load.

기판(10)을 나타내는 샘플2는 0.3 ㎛의 두께를 갖는 크롬 금속(Cr)의 중간층 및 3 ㎛의 두께를 갖는 티타늄(Ti) 다이아몬드형 탄소 조성물의 외부층이 그 위에 증착된 AISI M50으로 제조된 구름 접촉 피로 로드이다. Sample 2 showing the substrate 10 was made of an AISI M50 with an intermediate layer of chromium metal (Cr) having a thickness of 0.3 μm and an outer layer of a titanium (Ti) diamondoid carbon composition having a thickness of 3 μm deposited thereon. It is a rolling contact fatigue load.

기판(10)을 나타내는 샘플3은 0.1 ㎛의 두께를 갖는 크롬 금속(Cr)의 중간층 및 1 ㎛의 두께를 갖는 텅스텐(W) 다이아몬드형 탄소 조성물의 외부층이 그 위에 증착된 AISI M50으로 제조된 구름 접촉 피로 로드이다. Sample 3 showing substrate 10 was made of an AISI M50 deposited with an intermediate layer of chromium metal (Cr) having a thickness of 0.1 μm and an outer layer of tungsten (W) diamondoid carbon composition having a thickness of 1 μm. It is a rolling contact fatigue load.

기판(10)을 나타내는 샘플4는 0.3 ㎛의 두께를 갖는 크롬 금속(Cr)의 중간층 및 3 ㎛의 두께를 갖는 텅스텐(W) 다이아몬드형 탄소 조성물의 외부층이 그 위에 증착된 AISI M50으로 제조된 구름 접촉 피로 로드이다. Sample 4 showing the substrate 10 was made of an AISI M50 with an intermediate layer of chromium metal (Cr) having a thickness of 0.3 μm and an outer layer of a tungsten (W) diamondoid carbon composition having a thickness of 3 μm deposited thereon. It is a rolling contact fatigue load.

기판(10)을 나타내는 샘플5는 0.1 ㎛의 두께를 갖는 크롬 금속(Cr)의 중간층 및 1 ㎛의 두께를 갖는 니오븀(Nb) 다이아몬드형 탄소 조성물의 외부층이 그 위에 증착된 AISI M50으로 제조된 구름 접촉 피로 로드이다. Sample 5 showing substrate 10 was made of an AISI M50 deposited with an intermediate layer of chromium metal (Cr) having a thickness of 0.1 μm and an outer layer of niobium (Nb) diamondoid carbon composition having a thickness of 1 μm. It is a rolling contact fatigue load.

기판(10)을 나타내는 샘플6은 0.3 ㎛의 두께를 갖는 크롬 금속(Cr)의 중간층 및 3 ㎛의 두께를 갖는 니오븀(Nb) 다이아몬드형 탄소 조성물의 외부층이 그 위에 증착된 AISI M50으로 제조된 구름 접촉 피로 로드이다. Sample 6 showing substrate 10 was made of an AISI M50 deposited with an intermediate layer of chromium metal (Cr) having a thickness of 0.3 μm and an outer layer of niobium (Nb) diamondoid carbon composition having a thickness of 3 μm. It is a rolling contact fatigue load.

기판(10)을 나타내는 샘플(7)은, 0.3 ㎛의 두께를 가진 크롬 금속(Cr)의 중간층과, 일리노이스주(Illinois)의 엘긴(Elgin)에 소재하고 이의 국제 본부가 리히텐슈타인 공국(Principality of Liechtenstein)에 소재하는 발저(Balzers®)사로부터 구입 가능한, 부유 전위를 이용하여 증착된 3 ㎛의 두께를 가진 텅스텐(W) 다이아몬드형 탄소 코팅인 발리니트 씨(Balinit C®)의 외부층으로 코팅된 AISI M50으로 제조된 구름 접촉 피로 로드이다. The sample 7 representing the substrate 10 has an intermediate layer of chromium metal (Cr) with a thickness of 0.3 μm and an Elgin, Illinois, whose international headquarters is the Principality of Liechtenstein. Coated with an outer layer of Balinit C ® , a tungsten (W) diamond-like carbon coating with a thickness of 3 μm, deposited using stray dislocations, available from Balzers ® Rolling contact fatigue rod made of AISI M50.

샘플(3, 4; W-DLC)의 연삭 마모율은 다른 조성물의 연삭 마모율보다 현저하 게 낮다. 양 샘플(3, 4)의 금속 대 탄소 비율은 다른 샘플의 금속 대 탄소의 비율보다 상당히 낮다. 샘플(3, 4)의 증착에 있어, 최종 연삭 마모율은 -100 내지 -120 V 직류 범위에 걸쳐 바이어스 전위와 전혀 무관하며, 이는 연삭 마모율이 1×10-15 m3m-1N-1 이하이거나 이와 동일함을 의미한다. 약 0.1 내지 0.3의 금속 대 탄소 비율이 제공되면, 최종의 높은 금속 함유량은 발저사의 발리니티 씨 코팅의 금속 함유량과 동일한 범위에 있게 되고, 샘플(3, 4)의 최종 W-DLC 코팅은 본 발명의 발명자에 의해 종래에 제공된 리서치의 관점에서 기대하지 않았던 결과를 나타낸다. 또한, 이들 연삭 마모율은 조사된 다른 조성물보다 뚜렷한 장점을 가진다. 표준과 비교하면, 판매자에 의해 제공된 W-DLC 코팅(발저사의 발라니티 씨), 즉 샘플(3, 4)은 샘플(7)에 비해 우수하다. 샘플(3, 4)의 연삭 마모율은 샘플(7)에 대해 측정된 15-20×10-15 m3m-1N-1의 연삭 마모율 범위에 대한 크기보다 크다. 설명된 바와 같이, Me-DLC 코팅, 보다 구체적으로 부유 바이어스 전위를 이용하여 도포된 코팅, 예를 들면 발저사로부터 구입 가능한 베리니트 씨인 샘플(7)과 반대로 네가티브 바이어스 전위를 이용하여 도포된 W-DLC 코팅은 뛰어난 연삭 마모율 결과를 나타낸다.The grinding wear rate of the samples (3, 4; W-DLC) is significantly lower than that of the other compositions. The metal to carbon ratio of both samples 3 and 4 is significantly lower than the metal to carbon ratio of the other samples. In the deposition of samples 3 and 4, the final grinding wear rate is completely independent of the bias potential over the -100 to -120 V direct current range, which has a grinding wear rate of 1 × 10 -15 m 3 m -1 N -1 or less. Or the same. Given a metal to carbon ratio of about 0.1 to 0.3, the final high metal content will be in the same range as the metal content of Vallinity seed coating of Balzers, and the final W-DLC coating of samples 3, 4 is The unexpected results are presented from the viewpoint of research conventionally provided by the inventor. In addition, these grinding wear rates have distinct advantages over other compositions investigated. Compared to the standard, the W-DLC coating provided by the vendor (Balaniti from Balzers), ie samples 3 and 4, is superior to sample 7. The grinding wear rate of the samples 3, 4 is larger than the size for the grinding wear rate range of 15 −20 × 10 −15 m 3 m −1 N −1 measured for the sample 7. As explained, a Me-DLC coating, more specifically a coating applied with a floating bias potential, for example W- applied with a negative bias potential, as opposed to a sample 7 which is a Veritite seed available from Balsa. DLC coatings show excellent grinding wear results.

접착 성능Adhesive performance

도3을 참조하면, 접착 성능 값이 샘플(1 내지 6)에 대해 결정됐다. Referring to Figure 3, adhesion performance values were determined for samples 1-6.

코팅의 접착 성능은 150 킬로그램 하중으로 정적 로크웰 인덴테이션(static Rockwell indentation)에 의해 수행되었다. 널리 공지된 VDI 분류에 따르면, HF-1 의 값은 우수한 접착을 나타내고, HF-6의 값은 인덴테이션 주위에서 탈적층을 나타낸다. The adhesion performance of the coating was performed by static Rockwell indentation at 150 kg load. According to the well-known VDI classification, the value of HF-1 indicates good adhesion and the value of HF-6 indicates delamination around the indentation.

샘플(3, 4)은 티타늄(Ti)을 함유한 DLC와 니오븀을 함유한 DLC 코팅과 비교하여, -100 볼트 내지 -500 볼트의 기판 바이어스 전위 범위에 걸쳐 기판상에 우수한 접착을 나타낸다. 또한, 결과는 접착이 기판 바이어스 전위에 따라 본질적으로 변화되지 않음을 나타내며, 이는 대형 부품의 프로세스에 있어 유리하다. Samples 3 and 4 exhibit good adhesion on the substrate over a substrate bias potential range of -100 volts to -500 volts, compared to DLC containing titanium (Ti) and DLC coatings containing niobium. In addition, the results indicate that adhesion does not change essentially with substrate bias potential, which is advantageous for the processing of large parts.

일반적으로, 표적으로부터 기판으로의 간격이 증가하면 할수록, 즉 대형 부품의 프로세스 경우, 예를 들면, 금속 표적으로부터 스퍼터링된 원자는 이들이 표적으로부터 기판으로 이동할 때 운동에너지가 손실된다. 이는 대형 부품을 코팅할 때, 높은 기판 바이어스 전위에 대한 인가의 유리함을 저해한다. 그러나, 다른 조성물 및 증착 프로세스 파라미터에 따라서, 높은 기판 바이어스 전위의 사용은 코팅의 저하를 야기한다. 예를 들면, 코팅 접착이 불량하게 된다. 도3에 도시된 바와 같이, 샘플(3, 4)의 W-DLC 코팅은 코팅 저하를 나타내지 않는다.In general, as the distance from the target to the substrate increases, i.e. in the case of large part processes, atoms sputtered from metal targets, for example, lose kinetic energy as they move from the target to the substrate. This hinders the advantage of application for high substrate bias potential when coating large parts. However, depending on other compositions and deposition process parameters, the use of high substrate bias potentials causes degradation of the coating. For example, coating adhesion is poor. As shown in Fig. 3, the W-DLC coating of the samples 3 and 4 shows no coating degradation.

구름 접촉 피로Rolling contact fatigue

마지막으로, W-DLC 코팅 계열은 표준적인 상용 W-DLC 코팅[Balzers® Balinit C®]에 비해 구름 접촉 피로(RCF) 성능에 있어서 상당한 개선을 보인다.Finally, the W-DLC coating series shows a significant improvement in rolling contact fatigue (RCF) performance over standard commercial W-DLC coatings (Balzers ® Balinit C ® ).

본 발명에 따라 수행된 RCF 실험의 결과가 도4a 및 도4b에 도시되어 있다. 직경이 0.5 인치(12.7 mm)인 3개의 거친 볼(B1, B2, B3)이 직경이 0.375 인치(9.525 mm)인 (상술한 바와 같은) 시료 1의 구름 접촉 피로 로드(R1)에 대항하여 한 쌍의 베어링 컵(Bc1 및 Bc2) 안에 반경방향으로 설치된다. 베어링 컵(Bc1 및 Bc2)에는 클램핑력(F)이 인가되어, 거친 볼들과 로드 사이에 반경방향 하중이 인가되도록 한다. 미군에 의해 채용된 합성 터빈 엔진 윤활제인 MIL-L-23699에 준하는 오일을 떨어뜨려 윤활되면서, 로드가 종방향 축(L1) 상에서 D1의 방향으로 분당 3600번 회전(3600 rpm)한다.The results of the RCF experiments performed in accordance with the present invention are shown in Figures 4A and 4B. Rolling contact fatigue rod (R 1 ) of sample 1 (as described above) with three coarse balls (B 1 , B 2 , B 3 ) of 0.5 inch (12.7 mm) diameter (0.375 inch (9.525 mm) diameter) Are installed radially in the pair of bearing cups B c1 and B c2 . A clamping force F is applied to the bearing cups B c1 and B c2 so that a radial load is applied between the rough balls and the rod. The rod rotates 3600 revolutions per minute (3600 rpm) in the direction of D 1 on the longitudinal axis (L 1 ) while lubricating by dropping oil according to MIL-L-23699, a synthetic turbine engine lubricant employed by the US military.

시료 1 내지 7의 각각의 구름 접촉 피로 로드에는 파손을 유발하는데 필요한 인가되는 접촉 응력의 최고 크기 또는 구름 접촉 응력 한계(RCSL)를 판단하기 위해 5×106 사이클이 적용되었다. 표준적인 상용 W-DLC 코팅[Balzers® Balinit C®]에 대한 RCSL은 400 Ksi(2.76 GPa)인 것으로 판단되었다. W-DLC 코팅에 대한 RCSL은 700 Ksi(4.83 GPa)인 것으로 판단되었다. Ti-DLC 코팅에 대한 RCSL은 800 Ksi(5.52 GPa)인 것으로 판단되었다. Nb-DLC 코팅에 대한 RCSL은 400 Ksi(2.76 GPa)인 것으로 판단되었다.Each rolling contact fatigue rod of Samples 1-7 was subjected to 5 × 10 6 cycles to determine the maximum magnitude or rolling contact stress limit (RCSL) of applied contact stress required to cause breakage. The RCSL for a standard commercial W-DLC coating [Balzers ® Balinit C ® ] was determined to be 400 Ksi (2.76 GPa). The RCSL for the W-DLC coating was determined to be 700 Ksi (4.83 GPa). The RCSL for Ti-DLC coating was determined to be 800 Ksi (5.52 GPa). The RCSL for the Nb-DLC coating was determined to be 400 Ksi (2.76 GPa).

대략 400 Ksi(2.76 Gpa)의 일정한 접촉 응력 레벨로 변화되었을 때, W-DLC 또는 Ti-DLC 코팅된 부분에 대한 RCSL의 증가는 표준적인 상용 W-DLC 코팅[Balzers® Balinit C®]에 의한 구름 접촉 피로 수명보다 약 10 내지 15배 긴 부품의 구름 접촉 피로 수명의 증가를 가져오는 것으로 평가된다.When changed to a constant contact stress level of approximately 400 Ksi (2.76 Gpa), the increase in RCSL for the W-DLC or Ti-DLC coated part was clouded by the standard commercial W-DLC coating [Balzers ® Balinit C ® ]. It is estimated to result in an increase in the rolling contact fatigue life of parts about 10 to 15 times longer than the contact fatigue life.

본 발명의 예시적인 실시예는 특정 실시예 및 그것의 응용예를 참고하여 명 시되고 설명되어 있지만, 본 명세서에 설명된 발명에 대해 다수의 수정예, 변형예 또는 개조예가 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서 그러한 모든 수정예, 변형예 및 개조예는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 보아야 한다.While exemplary embodiments of the present invention have been described and described with reference to specific embodiments and applications thereof, many modifications, variations or variations of the invention described herein are contemplated by the spirit or scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be made without departing from it. Accordingly, all such modifications, variations and modifications should be considered to be within the scope of the present invention.

본 발명에 대한 상술한 설명은 특정 실시예 및 그것의 응용예를 참고하여 명시되고 설명되어 있지만, 그것은 해설 및 설명을 목적으로 제시된 것이며, 소모적인 것을 의도하거나 개시되어 있는 특정 실시예 및 응용예로 발명을 한정하는 것을 의도하는 것이 아니다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 발명에 대해 다수의 수정예, 변형예, 변경예 또는 개조예가 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 특정 실시예 및 응용예는 발명의 원리 및 그것의 실제적인 응용을 가장 잘 설명함으로써, 당업자가 발명을 다양한 실시예로, 그리고 고려되는 특정 사용에 적합한 변형을 가하여 활용하는 것을 가능하도록 하기 위해 선택되고 설명되었다. 따라서, 그러한 모든 수정예, 변형예, 변경예 및 개조예는 첨부된 청구항이 공정하고, 적법하며, 형평성 있게 부여된 권리 범위에 따라 해석될 때 청구항에 의해 판단되는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 보아야 한다.While the foregoing description of the invention has been shown and described with reference to specific embodiments and application examples thereof, it is presented for purposes of illustration and description, and is intended to be exhaustive and to specific embodiments and applications. It is not intended to limit the invention. It will be apparent to those skilled in the art that many modifications, variations, variations or variations of the invention as described herein may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Specific embodiments and applications are selected to best explain the principles of the invention and its practical application, to enable those skilled in the art to utilize the invention in its various embodiments and with modifications appropriate to the particular use contemplated. Was explained. Accordingly, all such modifications, variations, changes and variations are intended to be within the scope of the invention as determined by the claims when the appended claims are interpreted in accordance with the scope of their fair, legal and equitable rights. do.

본 발명에 따르면, 상업적으로 입수 가능한 금속 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물에 비교되는, 순수 구름(pure rolling)에서 파손에 대한 우수한 경도 및 저항성을 갖는 금속 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물을 제공한다.According to the present invention, there is provided a metal diamondoid carbon coating composition having excellent hardness and resistance to breakage in pure rolling, compared to a commercially available metal diamondoid carbon coating composition.

Claims (20)

전이 금속 구성물을 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물이며,Diamond shaped carbon coating composition having a transition metal composition, 기판과,Substrate, 제1 전이 금속을 포함하고, 상기 기판과 접촉하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 제1 층과,A first layer comprising a first transition metal, said first layer having a first surface and a second surface in contact with said substrate; 탄소 및 제2 전이 금속을 포함하는 제2 층을 포함하는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.A diamondoid carbon coating composition comprising a second layer comprising carbon and a second transition metal. 제1항에 있어서, 상기 제2 전이 금속은 텅스텐, 니오븀, 티타늄 및 이들의 합성물을 포함하는 군으로부터 선택되는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 1, wherein the second transition metal is selected from the group comprising tungsten, niobium, titanium, and composites thereof. 제1항에 있어서, 상기 제1 전이 금속은 크롬인 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 1, wherein the first transition metal is chromium. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 약 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 1, wherein the second layer has a thickness of about 0.5 μm to 10 μm. 제1항에 있어서, 상기 제1 층은 약 0.01 ㎛ 내지 2.0 ㎛의 두께를 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 1, wherein the first layer has a thickness of about 0.01 μm to 2.0 μm. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 낮은 연삭 마모율을 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 1, wherein the second layer has a low grinding wear rate. 제6항에 있어서, 상기 낮은 연삭 마모율은 1×10-10 m3m-1N-1 미만인 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 6, wherein the low grinding wear rate is less than 1 × 10 −10 m 3 m −1 N −1 . 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 약 -50 볼트 내지 -750 볼트의 범위를 갖는 기판 바이어스 전위를 사용하여 적층되는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 1, wherein the second layer is deposited using a substrate bias potential having a range of about −50 volts to −750 volts. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 약 0.1 내지 0.8의 금속 대 탄소 비를 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 1, wherein the second layer has a metal to carbon ratio of about 0.1 to 0.8. 제1항에 있어서, 상기 제1 층 및 제2층은 적어도 4 GPa의 구름 접촉 응력 한계를 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 1, wherein the first and second layers have a rolling contact stress limit of at least 4 GPa. 전이 금속 성분을 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물이며,Diamond-like carbon coating composition having a transition metal component, 기판과,Substrate, 제1 전이 금속을 포함하고 상기 기판과 접촉하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖 는 제1 층과,A first layer comprising a first transition metal and having a first surface and a second surface in contact with the substrate; 탄소 및 제2 전이 금속을 포함하는 제2 층을 포함하며,A second layer comprising carbon and a second transition metal, 상기 제1 층 및 제2 층은 적어도 4 GPa의 구름 접촉 응력 한계를 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.Wherein said first and second layers have a rolling contact stress limit of at least 4 GPa. 제11항에 있어서, 상기 제2 전이 금속은 텅스텐, 니오븀, 티타늄 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.12. The diamondoid carbon coating composition of claim 11, wherein the second transition metal is selected from the group consisting of tungsten, niobium, titanium, and combinations thereof. 제11항에 있어서, 상기 제1 전이 금속은 크로뮴인 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.12. The diamondoid carbon coating composition of claim 11, wherein the first transition metal is chromium. 제11항에 있어서, 상기 제2 층은 약 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 11, wherein the second layer has a thickness of about 0.5 μm to 10 μm. 제11항에 있어서, 상기 제1 층은 0.01 ㎛ 내지 2.0 ㎛의 두께를 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 11, wherein the first layer has a thickness of 0.01 μm to 2.0 μm. 제11항에 있어서, 상기 제2 층은 낮은 연삭 마모율을 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.12. The diamondoid carbon coating composition of claim 11, wherein the second layer has a low grinding wear rate. 제16항에 있어서, 상기 낮은 연삭 마모율은 1×10-10 m3m-1N-1보다 작은 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.17. The diamondoid carbon coating composition of claim 16, wherein the low abrasive wear rate is less than 1x10 -10 m 3 m -1 N -1 . 제11항에 있어서, 상기 제2 층은 약 -50 내지 -750 볼트의 범위를 갖는 기판 바이어스 전위를 이용하여 적층되는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.The diamondoid carbon coating composition of claim 11, wherein the second layer is deposited using a substrate bias potential having a range of about −50 to −750 volts. 제11항에 있어서, 상기 제2 층은 약 0.1 내지 0.8의 금속 대 탄소 비율을 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.12. The diamondoid carbon coating composition of claim 11, wherein the second layer has a metal to carbon ratio of about 0.1 to 0.8. 전이 금속 성분을 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물이며,Diamond-like carbon coating composition having a transition metal component, 기판과,Substrate, 제1 전이 금속을 포함하고 상기 기판과 접촉하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 제1 층과,A first layer comprising a first transition metal and having a first surface and a second surface in contact with the substrate; 탄소 및 제2 전이 금속을 포함하고 낮은 연삭 마모율을 갖는 제2 층을 포함하며,A second layer comprising carbon and a second transition metal and having a low grinding wear rate, 상기 제1 층 및 제2 층은 적어도 4 GPa의 구름 접촉 응력 한계를 갖는 다이아몬드형 탄소 코팅 조성물.Wherein said first and second layers have a rolling contact stress limit of at least 4 GPa.
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