Diamond-Like Carbon: เคลือบที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก และการปฏิวัติวงการชิพอุปกรณ

ถ้าพูดถึงวัสดุที่มีความแข็งแกร่งสูงสุดในโลก เชื่อว่าหลายคนคงนึกถึงเพชร (Diamond) กันเป็นอันดับแรก แต่คุณรู้หรือไม่ว่า มีวัสดุที่เรียกว่า Diamond-Like Carbon หรือ DLC ที่มีความแข็งใกล้เคียงกับเพชร และมีสมบัติพิเศษที่เหนือกว่าอีกด้วย!

DLC เป็นวัสดุสังเคราะห์ที่เกิดจากการเคลือบชั้นบาง ๆ บนพื้นผิวของวัสดุอื่น เช่น โลหะ เซรามิก และพลาสติก โดยองค์ประกอบหลักของ DLC คือ คาร์บอน (Carbon) ซึ่งถูกจัดเรียงตัวในโครงสร้างคล้ายกับเพชร ทำให้ DLC มีความแข็ง, ความทนทานต่อการสึกหรอ และความต้านทานเคมีสูง

คุณสมบัติพิเศษที่โดดเด่นของ Diamond-Like Carbon

DLC นั้นไม่ใช่แค่ “เพชรปลอม” แต่มีความสามารถที่น่าสนใจมากมาย:

• ความแข็ง (Hardness): DLC มีความแข็งสูงสุดในบรรดาวัสดุเคลือบ โดยมีค่าความแข็งประมาณ 70 - 90 GPa ซึ่งใกล้เคียงกับเพชร (100 GPa)
• ความทนทานต่อการสึกหรอ (Wear Resistance): DLC สามารถต้านทานการเสียดสีและการขัดกร่อนได้อย่างดีเยี่ยม ทำให้วัสดุที่เคลือบด้วย DLC มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
• ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ (Low Friction Coefficient):

DLC ช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวของวัสดุ ทำให้การทำงานราบรื่นขึ้น และช่วยลดการสึกหรอของชิ้นส่วน

• ความต้านทานเคมีสูง (High Chemical Resistance): DLC ทนต่อการกัดกร่อนจากสารเคมี และสามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

Diamond-Like Carbon: อานิสงส์มากมายในหลากหลายอุตสาหกรรม

DLC ไม่เพียงแต่เป็นวัสดุที่แข็งแกร่งเท่านั้น แต่ยังมีความยืดหยุ่นสูง และสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ในหลากหลายอุตสาหกรรม

• อุตสาหกรรมเครื่องมือและแม่พิมพ์: DLC มักถูกนำมาใช้เคลือบแม่พิมพ์เพื่อเพิ่มอายุการใช้งาน ลดการสึกหรอของแม่พิมพ์ และยกระดับคุณภาพของผลิตภัณฑ์
• อุตสาหกรรมยานยนต์: DLC ถูกนำมาใช้เคลือบชิ้นส่วนเครื่องยนต์ เช่น ลูกสูบและวาล์ว เพื่อลดแรงเสียดทาน ลดการสึกหรอ และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์
• อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์: DLC ถูกนำมาใช้เคลือบแผงวงจรอิเล็กตรอนิกส์ และชิ้นส่วนของฮาร์ดไดร์ฟ เพื่อป้องกันการขัดกร่อนจากความชื้น และสารเคมี
• อุตสาหกรรมเครื่องมือแพทย์:

DLC ถูกนำมาใช้เคลือบคมมีดผ่าตัดและเครื่องมือทางการแพทย์อื่น ๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ลดการสึกหรอ และป้องกันการติดเชื้อ

วิธีการผลิต Diamond-Like Carbon

การผลิต DLC สามารถทำได้หลายวิธี แต่หลัก ๆ มี 2 วิธีที่นิยมใช้:

• Magnetron Sputtering: วิธีนี้จะใช้พลังงานสูงจากพลาสมา (Plasma) เพื่อระเหยคาร์บอน และเคลือบลงบนพื้นผิวของวัสดุ โดยสามารถควบคุมความหนาและคุณสมบัติของชั้น DLC ได้อย่างแม่นยำ
• Ion Beam Deposition:

วิธีนี้จะใช้ลำแสงไอออน (Ion beam) เพื่อยิงคาร์บอนไปยังพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งช่วยให้ DLC มีโครงสร้างที่เหนียวแน่น และแข็งแกร่ง

สรุป

Diamond-Like Carbon (DLC) เป็นวัสดุที่มีความแข็ง ความทนทาน และความต้านทานเคมีสูง ซึ่งนำมาใช้ประโยชน์ได้ในหลากหลายอุตสาหกรรม DLC ไม่เพียงแต่เป็น “เพชรปลอม” แต่ยังเป็นวัสดุแห่งอนาคต ที่จะมาเปลี่ยนแปลงโลกของเรา

ตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติ Diamond-Like Carbon (DLC) กับวัสดุอื่น

คุณสมบัติ	DLC	เพชร	Silicondioxide
ความแข็ง (GPa)	70 - 90	100	6.5
ความทนทานต่อการสึกหรอ	สูง	สูง	ต่ำ
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน	ต่ำ	ต่ำ	สูง