Revestimentos DLC: tensão interna, adesão e limite de espessura

O carbono do tipo diamante (DLC) é um filme carbono amorfo em que os átomos de carbono mantêm ao mesmo tempo ligações sp3 do tipo diamante e ligações sp2 do tipo grafite, depositado em geral por PVD ou CVD. Ele não pertence à família dos revestimentos líquidos tratados por este sítio: uma tinta escoa e retcula no ar até dezenas de micra, enquanto o filme DLC cresce átomo a átomo sob bombardeamento iônico, do submicrometro a poucos micrometros. Na superfície de uma peça mecânica as duas tecnologias são complementares, e por isso quem trabalha com revestimentos precisa conhecer os números e os limiares de falha do DLC.

TL;DR　Três eixos sustentam o raciocínio. Primeiro: a tensão interna. A compressão de deposição chega correntemente a 8-10 GPa e se acumula com a espessura; acima de um valor crítico o filme empena e se solta em placas. Fazer espesso não é mérito de processo — só depois de baixar a tensão a 2-4 GPa uma camada única se torna utilizável entre 0,5-5 µm. Segundo: os métodos não são intercambiáveis. ISO 26443:2023 dá uma classe qualitativa 0-3 por indentação Rockwell; ASTM C1624-22 e ISO 20502:2016 dão a carga crítica de riscos; GB/T 47254-2026 (idêntica à ISO 4821:2022) mede adesão dinâmica sob lubrificação. Medem coisas diferentes e não se convertem entre si; duas delas declaram não alcançar a resistência intrínseca da interface. Terceiro: o ambiente é variável. O mesmo filme a-C:H mostra 0,03-0,05 em nitrogênio seco, cerca de 0,30 no início e 0,10-0,30 em regime estacionário a 60% de umidade relativa, e 0,021 ou 0,027 em nitrogênio úmido após o assentamento. Para corrosão fica o aviso: o DLC não é barreira, os microporos cabem a um selante ou a um fundo.

1. Os números primeiro

• Nomenclatura: ISO 20523:2017, classificação e designação de filmes de base carbono (setembro de 2017), vale para filmes cujo componente principal é o carbono, depositados por PVD ou CVD, e abrange os de carbono amorfo (dentre eles o DLC), diamante CVD, grafite e camadas do tipo polimérico. Não se aplica a fulerenos, nanotubos de carbono nem grafeno, e suas definições valem apenas para camadas não graduais; o carbono na forma de carboneto em a-C:Me ou a-C:H:Me não entra na conta do carbono. Em vigor no Reino Unido como BS ISO 20523:2017 (2017-09-30) e na França como NF A91-056 / NF ISO 20523:2018, com referência à VDI 2840:2012.
• Dureza: uma paráfrase pública das classes ISO 20523 indica a-C 15-25 GPa, ta-C 30-50 GPa, a-C:H 10-20 GPa, a-C:H:Me 15-30 GPa e tipo polimérico <5 GPa; uma revisão científica fala em a-C:H duro entre 10-40 GPa e camadas moles abaixo de 5 GPa. Medições: ta-C por laser pulsado com 55-65 GPa Vickers e módulo dinâmico 800-900 GPa; um relatório industrial cita 40-80 GPa e 400-800 GPa.
• Ligações e hidrogênio: a mesma fonte secundária dá a-C com sp3/sp2 0,2-0,8 e hidrogênio <1 at%; ta-C acima de 0,8 com <1 at%; a-C:H 0,1-0,5 com 20-40 at%; a-C:H:Me 0,3-0,6 com 10-30 at%; tipo polimérico acima de 40 at%. Filmes PLD e de arco filtrado chegam a 85% de sp3, e a leitura industrial situa 80-87%, próximo de 90%.
• Tensão interna: o ta-C PLD no estado depositado está em 8-10 GPa; a leitura industrial do ta-C dá 5-12 GPa; um ta-C FCVA ultrafino, crescido de 7,6 nm a 50 nm, mostra tensão residual e fração sp3 primeiro caindo e depois subindo, com mínimo de 3,9 GPa aos 29 nm. Recozimento térmico ou a laser deixa o filme quase sem tensão.
• Teto de espessura: a literatura o diz sem rodeios — o DLC é difícil de crescer espesso porque a tensão aumenta com a espessura e o filme se solta após uma espessura crítica; são reportados filmes médios de 2 µm sobre diversos substratos, e a janela de camada única é 0,5-5 µm (meta de uniformidade ±5%). As normas de ensaio param no mesmo ponto: ASTM C1624-22 cobre 0,10-30 µm com pontas de raio 200 µm e não é recomendada abaixo de 0,1 µm nem acima de 30 µm; ISO 26443:2023 vale para revestimentos ≤20 µm.
• Energia e taxa de deposição: a deposição iônica trabalha com íons de carbono de 100-750 eV e cresce cerca de 1 µm/h; o arco catódico filtrado (FCVA) exige 40-100 eV para passar de 80% de sp3, a 1-10 nm/s; o PLD pede fluência acima de 6 J/cm², energia cinética média acima de 30 eV e substrato abaixo de 100 ℃; o r.f-PECVD foi usado a 0,11-1,07 W/cm² e 0,67-40 Pa com metano como única fonte de carbono.
• Atrito conforme a atmosfera: um a-C:H r.f-PECVD (rugosidade 1-4 nm) deslizando sobre nitreto de silício dá 0,03-0,05 em nitrogênio seco; a 60% de umidade relativa parte de cerca de 0,30 e estabiliza em 0,10-0.30; em nitrogênio úmido (0,7-40 %UR e 4,2-40 %UR) o assentamento leva a-C e a-C:H a 0,021 e 0,027, independentes da umidade. Revisões citam cerca de 0,1 para o DLC, comparável ao PTFE, menor nas qualidades hidrogenadas e fluoretas, enquanto o a-C sem hidrogênio atrita relativamente mais em gás inerte.
• Ordem de grandeza do desgaste: um ta-C de 50 nm sobre Al2O3-TiC mede 51 GPa a 25 nm de profundidade e desgaste de 1,8×10⁻⁴ mm³/(N·m) sob 37 GPa de pressão de contato; o a-C:H fica entre 10⁻⁸ e 10⁻⁶ mm³/(N·m) em nitrogênio seco e 2,0×10⁻⁹ a 8,9×10⁻⁸ mm³/(N·m) a 60% de umidade relativa.
• Julgar a adesão: ISO 26443:2023 usa o indentador Rockwell de diamante para leitura qualitativa; a força segue o substrato — 1471,5 N (escala C) acima de 54 HRC, 981 N (escala D) até 54 HRC, 588,6 N (escala A) para cerâmicas e metal duro — com tempo de aplicação 1-8 s, permanência (4±2) s, no mínimo 3 impressões e leitura óptica não inferior a 100×. Classes 0-3: 0 sem trincas nem descolamento, 1 trincas sem descolamento adesivo (ambas aceitáveis), 2 descolamento adesivo parcial (indicar a porcentagem de área), 3 descolamento adesivo total (indicar a relação r/a). ASTM C1624-22 arrasta uma ponta Rockwell C de diamante com ângulo 120° e raio 200 µm: a força normal que produz um dado nível de dano é a carga crítica de risco.
• A frente chinesa: GB/T 47254-2026, sobre adesão dinâmica de peças DLC para mancal liso em condição lubrificada, publicado em 2026-02-27 e em vigor desde 2026-06-01, adoção idêntica da ISO 4821:2022 sob a SAC/TC236. O método combina contato esfera-disco e emissão acústica sob lubrificante, declara que os resultados não valem para condição não lubrificada e define o DLC pela ISO 20523. Sua introdução lembra que, sem método oficial, montadoras e fornecedores precisavam qualificar a união em bancada com peças reais de motor. O anexo B estabelece a correlação com a bancada.
• Microporos e selagem: após fechar os defeitos dos revestimentos CrN e DLC com 50 nm de deposição camada a camada (Al2O3 e Ta2O5 em nanolaminado ou mistura), a densidade de corrente do aço com CrN caiu mais de duas ordens de magnitude e os pontos de corrosão em névoa salina neutra passaram de 2 h a 168 h; sobre o DLC a adesão do selante era mais fraca, mas o ganho em névoa salina continua claro, prova de que os microporos foram obturados. Leitura a partir da tinta: o DLC assume desgaste e aglutinamento, não a barreira anticorrosiva.
• Temperatura e qualidade de superfície: revisões colocam a grafitização acima de aproximadamente 300 ℃; a janela industrial de alívio é citada em 200-400 ℃, um viés pulsante de -50 V a -200 V reduz a tensão de cerca de 10 GPa para 2-4 GPa, com camadas de amortecimento de 2-10 nm (Si, SiC, TiC ou Ti/Cr). Superfície: rugosidade a-C:H 1-4 nm, filmes FCVA abaixo de Ra 1 nm e mais lisos que a bolacha de silício nua, a 0,412 nm.

2. Nomenclatura: o que a ISO 20523 de fato cobre

2.1 A norma trata da camada, não do sistema

Uma frase do escopo da ISO 20523:2017 passa despercebida: o documento trata do material dos filmes de base carbono, não do revestimento completo — e uma peça real traz uma camada funcional principal mais camadas adicionais acima ou abaixo. Camadas cuja composição varia ao longo da espessura são chamadas graduadas, e as definições valem apenas para camadas não graduadas. Escrever «o DLC desta peça» é, portanto, impreciso: cotação e aceite devem enumerar camada principal + camada de transição + fundo + acabamento, como nos sistemas de zinco-alumínio por projeção térmica.

2.2 Quatro designações: a diferença é hidrogênio e metal

As siglas usuais são a-C (sem hidrogênio), a-C:H (hidrogenado), ta-C (carbono amorfo tetraédrico, sp3 alto, quase sem hidrogênio) e a-C:Me / a-C:H:Me (com metal, quase sempre como carboneto). A cláusula de fronteira importa: filmes com elementos adicionais entram no documento só se o carbono seguir como componente principal, e o carbono dos carbonetos não entra na conta — filmes ricos em metal saem assim da definição de DLC. Historicamente, o termo «do tipo diamante» vem dos primeiros depósitos por feixe iônico de carbono amorfo duro, isolante e resistente ao desgaste.

2.3 Tabela 1 — janelas de classe e leitura de engenharia

A coluna de dureza vem de uma reformulação pública da tabela de classificação, cujo próprio autor avisa que não substitui o texto normativo; a literatura mede também 40-80 GPa para a mesma classe. Use-a como ordem de grandeza, nunca como limite de aceite — é o tema da seção 6.

3. Mecanismo: amorfo e ainda assim «do tipo diamante»

3.1 Ordem de curto alcance, sem ordem de longo alcance

O carbono segue dois caminhos conhecidos: a grafite, hexagonal em camadas sp2, e o diamante, cúbico com coordenação tetraédrica sp3. O que torna o DLC singular não são cristalitos de diamante, mas o travamento de grande parte dos átomos em coordenação tetraédrica local sem periodicidade de longo alcance. A dureza nasce dessas ligações sp3 locais, não de contornos de grão nem de precipitados. Por não ser cristalino, não tem planos de clivagem e resiste melhor à propagação de trinca que o diamante policristalino. A tensão entre dureza e tenacidade discutida nos revestimentos nano cerâmicos aparece aqui como outro desequilíbrio: a tensão interna.

3.2 O hidrogênio: amolece e lubrifica ao mesmo tempo

O hidrogênio satura as ligações livres da rede sp3 e a recorta em segmentos mais móveis: quanto mais hidrogênio, mais polimérico e mais mole o filme, com atrito também menor. Revisões indicam que adicionar hidrogênio à corrente de hidrocarboneto eleva o teor polimérico, reduz o coeficiente de atrito e alisa a superfície; as superfícies de DLC costumam ser terminadas em hidrogênio e adsorvem vapor de água, o que desloca de novo o atrito. Daí as duas curvas — 0,03 numa atmosfera e 0,30 em outra. A outra metade do quadro é a transformação estrutural durante o deslizamento: o atrito converte o a-C:H num material dominado por sp2, com ordem de curto alcance maior, e o desgaste corresponde ao avanço dessa conversão. Camada lubrificante e camada de sacrifício são a mesma coisa.

3.3 Dopagens e multicamada empurram a fronteira

Silício, tungstênio, flúor, nitrogênio e cargas metálicas ampliam a espessura útil ou o campo de serviço. Há publicados multicamadas a-C:H:W e a-C:H:Cr, camadas simples a-C:H e a-C:H:Si depositadas sobre aço ferramenta temperado e revenido por magnetron r.f reativo ou PACVD, avaliadas em névoa salina conforme DIN 50021-SS. A corrosão de um DLC multicamada com silício depende tanto do ciclo de deposição quanto do meio (NaCl, H2SO4, HCl, NaOH). A multicamada tem segunda função: aliviar tensão, porque a alternância com camadas mais moles corta o acúmulo.

4. As quatro rotas de deposição e suas janelas

4.1 PECVD / PACVD: frio, liso, também sobre plástico

Os reatores de placas paralelas de radiofrequência dominam a prática industrial, com fontes de carbono que vão de acetileno, etileno e metano a hexano, benzeno e cicloexano; as janelas de laboratório ficam em torno de 0,11-1,07 W/cm² e 0,67-40 Pa. Podendo depositar a frio, os plásticos se tornam revestíveis — as lentes de policarbonato antirrisco são o exemplo público — ao preço de alto teor de hidrogênio e dureza na faixa de 10-20 GPa. A literatura técnica deposita de bom grado a partir de acetileno com argônio como gás auxiliar sobre metal, avaliando depois polarização eletroquímica e névoa salina.

4.2 FCVA: sp3 alto e tensão alto vêm juntos

Um arco catódico sobre grafite atravessa um campo magnético radial que retém gotas e macropartículas, de forma que apenas os íons atingem a superfície; uma energia de 40-100 eV leva o sp3 acima de 80%, o crescimento anda a 1-10 nm/s e a superfície cai abaixo de Ra 1 nm. Energia alta e tensão alta são os dois polos da mesma curva: o esquema industrial de base fica perto de 10 GPa e precisa ser trazido a 2-4 GPa com viés pulsante -50 V a -200 V. O achado experimental inverso instrui: o arco filtrado em potencial flutuante fornece energia suficiente para intermistura atômica superficial sem gerar a grande tensão interna das energias mais altas, e entregou cargas críticas mais altas que o a-C:H. A adesão nem sempre fica do lado da energia.

4.3 PLD e deposição iônica: duas origens de filmes ultraduros

O PLD abla grafite com laser de excímeros de 248 nm; exigem-se fluência acima de 6 J/cm², energia cinética média acima de 30 eV e substrato abaixo de 100 ℃ para obter sp3 alto, com filmes totalmente amorfos e sp3 até 85% e tensão de deposição 8-10 GPa. Recozimento térmico ou a laser produz depois filmes quase sem tensão, de vários micrômetros, com boa adesão sobre silício e metal duro, a 55-65 GPa Vickers. A deposição iônica oferece a janela 100-750 eV, cerca de 1 µm/h de crescimento e dureza Knoop próxima de 6000 kg/mm² com pouquíssimo hidrogênio.

4.4 Tabela 2 — comparação de rotas

5. A tensão interna: o teto real de espessura

5.1 De onde vem a tensão

Dois efeitos se somam. Os íons de alta energia martelam a superfície em crescimento para uma estrutura densa metaestável, congelando compressão enquanto a rede se forma; e a diferença do coeficiente de expansão térmica entre filme e aço, cerâmica ou metal duro acrescenta uma segunda componente no resfriamento. A introdução da GB/T 47254-2026 expõe a cadeia com franqueza: os DLC duros são elaborados em temperatura elevada, a expansão térmica difere entre revestimento e peça de motor, a tensão interna é por isso alta, e o controle da qualidade da união após a deposição passa a ser decisivo. Revisões acrescentam que vazios e microestrutura absorvem gás e elevam ainda mais a tensão.

5.2 Espessura crítica e flambagem

A tensão atua no plano, sua energia armazenada cresce com a espessura, e só existe um caminho de liberação: empenar, trincar e soltar em placas. A literatura o escreve — filmes espessos saem mal e se soltam após uma espessura crítica — e reporta camadas estáveis médias de 2 µm sobre muitos substratos. Traduzido em engenharia: a camada única vive entre 0,5-5 µm; acima disso são necessárias multicamadas, camadas graduadas ou uma camada de amortecimento; e os tetos de espessura das normas de ensaio (indentação ≤20 µm, risco 0,10-30 µm) cobrem exatamente essa janela.

5.3 Quatro alavancas e seus efeitos colaterais

• Viés pulsante: de -50 V a -200 V, de cerca de 10 GPa para 2-4 GPa — mas a mudança de energia desloca a relação sp3, e a dureza precisa ser requalificada.
• Recozimento moderado: 200-400 ℃ liberam parte da tensão sem grande perda de sp3 — limitado pela grafitização perto de 300 ℃.
• Multicada e gradiente: alternância ta-C / a-C, ou 2-10 nm de Si, SiC, TiC, Ti/Cr — pago em tempo de ciclo e consistência de lote.
• Preparo do substrato: limpeza por bombardeamento Ar+ e intermistura interfacial. O substrato pesa: revisões reportam boa adesão sobre silício e dificuldade sobre ouro, cobre, tungstênio e aço inoxidável, e as medições mostram o a-C:H melhor aderido ao silício enquanto o ta-C adere melhor a uma cerâmica condutora.

A limpeza do substrato é o mesmo problema da pintura: sais solúveis e contaminação interfacial após o jateamento também são pré-requisito do DLC — veja contaminação por sais solúveis em substratos.

6. Qualificação: o que se mede, por qual norma e o que isso não prova

6.1 Dureza e módulo: por que os números não batem

Os requisitos gerais da indentação instrumentada estão na ASTM E2546-15 (DOI 10.1520/E2546-15): quando o tamanho ou o estado da amostra tornam inviáveis os métodos convencionais, ela mede quantitativamente filmes finos, de nano a macro (remetendo à ISO 14577-1) — e exclui o deslocamento lateral deliberado, ou seja, o ensaio de risco. Dois efeitos induzem a erro. Primeiro, profundidade e influência do substrato: o mesmo filme de 50 nm dá 51 GPa a 25 nm. Segundo, desgaste da ponta: o ta-C duro cega o diamante, a ponto de recalibrar a função de área após cada impressão, e os autores propuseram uma razão de declive independente da geometria da ponta usando sílica fundida. Conclusão: durezas tomadas em profundidades, calibrações ou métodos diferentes (Vickers, indentação dinâmica, indentação instrumentada) não são diretamente comparáveis — 80 GPa do fornecedor e 45 GPa do cliente podem estar ambos certos. A mesma lacuna entre métodos reaparece na resistência ao risco de vernizes automotivos.

6.2 Adesão primeira: a classe Rockwell da ISO 26443:2023

A segunda edição saiu em outubro de 2023 e substituiu a de 2008; a Europa adotou EN ISO 26443:2023 e a Alemanha DIN EN ISO 26443:2024-02, com antecedente em DIN CEN/TS 1071-8:2004. Um cone de diamante Rockwell é pressionado no revestimento e a zona em torno da impressão é lida ao microscópio óptico. Trata-se de avaliação de adesão qualitativa para camadas até 20 µm (útil também para alguns revestimentos metálicos) e não adequada a revestimentos elásticos sobre substrato duro. As máquinas seguem ISO 6508-1 e ISO 6508-2, e o perfil da ponta deve ser verificado opticamente não abaixo de 200×. O valor está na rapidez e no baixo custo em amostragem; o limite, em dar classe e não número.

6.3 Adesão segunda: o risco pela ASTM C1624-22 e pela ISO 20502:2016

A ASTM C1624-22 cobre revestimentos duros (Vickers ≥5 GPa) e finos (≤30 µm) — são nomeados carbonetos, nitretos, óxidos, diamante e carbono do tipo diamante — sobre substratos metálicos ou cerâmicos à temperatura ambiente, arrastando uma ponta Rockwell C de diamante com ângulo 120° e raio 200 µm a velocidade constante sob força normal constante ou crescente, com força tangencial e emissão acústica como dados secundários. A norma escreve com clareza que não mede a resistência intrínseca da interface, mas um valor de engenharia do sistema revestimento-substrato sob condições dadas de ponta, taxa de carga e de deslocamento; revestimentos poliméricos e metálicos dúcteis ficam fora, e também, sem modificação, filmes abaixo de 0,1 µm ou acima de 30 µm. Duas extensões são admitidas: ensaio lubrificado ou em temperatura elevada, e ensaio após exposição térmica, oxidativa ou corrosiva para julgar as propriedades retidas.

No lado cerâmico a régua internacional é a ISO 20502:2016, determinação da adesão de revestimentos cerâmicos por ensaio de risco (ISO/TC 206; substitui a DIN EN 1071-3:2005 e é adotada na Europa como EN ISO 20502:2016). Sua disciplina vai muito além de «um número Lc»: camadas ≤20 µm, faixa de força 1-100 N; ponta Rockwell C de diamante verificada conforme ISO 6508-2, trocada a cada 200 ensaios ou ao menor dano; substrato com Ra não acima de 0,5 µm, sob pena de a flutuação da força normal atingir 0,1 N; revestimento isento de óleo, graxa e umidade; clima recomendado de (22±2) ℃ / (50±10)% de umidade relativa; um resultado isolado não é representativo, daí no mínimo 5 ensaios válidos; força normal crítica acima de 1 N com resolução de 0,1 N, e incerteza de medição que frequentemente chega a 20% a 95% de confiança, com viés de operador de 5-10%. Três modos são definidos: PFST progressivo (triagem rápida), CFST de força constante (estatística de dano) e MPST de passadas múltiplas (aproximação de fadiga). No vocabulário a norma é terminante: o termo «carga crítica» não é aceito, porque a falha é causada por força — daí força normal crítica Lc. Para calibração recomendam-se referências TiN/Si ou CrN/Si, e o material certificado BCR-692 para verificar o estado do conjunto do equipamento.

Postas lado a lado, C1624 e 20502 mostram quão vaga ficou a palavra adesão na compra de DLC: a primeira para em 30 µm e lista a emissão acústica como dado secundário; a segunda para em 20 µm e escreve no próprio método cinco ensaios e 20% de incerteza. Uma especificação deve dizer norma, nível de dano, rugosidade e umidade da medição; do contrário um valor como Lc = 50 N não é comparável. A página de conjunto revestimentos duros nano antidesgaste trata mecanismos e árvore de seleção para várias famílias de materiais; esta fixa, ao longo apenas da linha DLC, os números de nomenclatura, tensão, espessura e aceite: as duas se complementam sem se repetirem.

6.4 Adesão terceira: dinâmica sob lubrificação

GB/T 47254-2026 e ISO 4821:2022 fecham a lacuna que as duas anteriores não alcançam: o contato rolante-rasteante lubrificado em mancal liso. O aparato é esfera sobre disco com emissão acústica — a onda elástica liberada quando o revestimento falha é captada, de modo que a união se avalia sem motor real, e o anexo B constrói a correlação com a bancada. As normas citadas incluem ISO 683-1:2017 (aços para rolamentos), ISO 1101 e ISO 21920-2 para geometria e estado de superfície (GB/T 1182-2018 MOD). O limite deve ser citado: os resultados não valem para condição não lubrificada. O documento associativo T/CSAE 103-2019 sobre filmes DLC de baixo atrito em peças de motor e a GB/T 6462-2021 sobre medição metalográfica de espessura de revestimentos constam de listas de laboratórios (fonte secundária); confirme a vigência junto ao emissor. Para o acoplamento tribológico, os revestimentos sólidos de MoS2 e seu coeficiente de torque oferecem um contraste útil.

6.5 Atrito e desgaste: a atmosfera é variável

A dispersão dentro de uma mesma família basta para inverter uma seleção. Três fios medidos: nitrogênio seco 0,03-0,05; 60% de umidade relativa largada perto de 0,30 e estabilização em 0,10-0,30, subindo a umidade atrito e desgaste juntos; nitrogênio úmido a 0,7-40 %UR ou 4,2-40 %UR que, após o assentamento, dá 0,021 e 0,027 para a-C e a-C:H, sem dependência da umidade. O ponto contra-intuitivo: o a-C sem hidrogênio atrita relativamente mais alto em gás inerte, e «completamente seco» não é automaticamente melhor — um pouco de água ou hidrogênio participa do atrito ultrabaixo, tanto que os autores chamam a umidade de a chave. Para o comprador: um valor de atrito deve ser entregue junto com atmosfera, corpo contrário, carga, velocidade e histórico de assentamento, ou não é comparável.

6.6 Corrosão: os microporos impedem a barreira

A inércia química dos filmes de carbono é real, mas a continuidade custa mais quanto mais fino o filme. O estudo de selagem entrega números auditáveis: um nanolaminado 50 nm de Al2O3 e Ta2O5 conforme à superfície penetra nos microporos, a densidade de corrente do aço com CrN cai mais de duas ordens de grandeza e o ponto de corrosão em névoa salina neutra passa de 2 h para 168 h; sobre o DLC a selagem adere pior, mas o ganho em névoa salina segue claro. A corrosão de um DLC multicamada com silício varia com o ciclo de deposição e com o meio, o que faz do próprio ciclo de processo um parâmetro de corrosão. Leitura correta para quem cuida de proteção: o DLC assume desgaste e aglutinamento, a barreira fica no fundo ou na selagem — compare com revestimentos ALD como barreira à umidade e com o fechamento de poros da camada de oxidação por microarco.

6.7 Tabela 3 — métodos de qualificação lado a lado

6.8 Tabela 4 — divisão de tarefas entre DLC e tinta

7. Fronteiras térmicas e químicas: quando não escolher o DLC

7.1 Grafitização acima de cerca de 300 ℃

Revisões listam um defeito claro: o DLC tende à grafitização acima de aproximadamente 300 ℃. Daí três consequências. O recozimento de alívio deve ficar do lado seguro dessa linha (a indústria cita 200-400 ℃, e o valor real depende da qualidade e da atmosfera); uma temperatura de serviço que a aproxima não pode presumir que atrito e dureza permaneçam; e qualquer soldagem, projeção ou estufagem posterior que cruze essa linha obriga a aplicar o DLC por último na sequência.

7.2 O próprio atrito transforma a estrutura

A espectroscopia Raman é o instrumento de leitura: a dispersão de posições e intensidades dos picos com o comprimento de onda de excitação, de 785 a 229 nm, foi medida sobre um amplo conjunto de carbonos desordenados e amorfos (DOI 10.1103/PhysRevB.64.075414), base do uso corrente do Raman para julgar sp2/sp3. Os ensaios de deslizamento já dão a conclusão prática: o atrito converte o a-C:H numa estrutura dominada por sp2, mais ordenada, e o desgaste acompança o avanço dessa conversão. A interface lubrificante do DLC é, portanto, regenerada e consumida continuamente, e a vida depende desse balanço, não da dureza inicial.

7.3 A química do lubrificante exige validação em bancada

Em óleo com aditivos decide a química interfacial: «filme conforme» não significa «sistema conforme». É justamente aí que a GB/T 47254-2026 fecha a lacuna: condição de óleo, contato esfera-disco e juízo por emissão acústica num só método, com anexo de correlação com a bancada de motor. Um documento de seleção deve levar o grau de óleo, o espectro de cargas e o estado de superfície (parâmetros ISO 21920-2) ao plano de validação.

8. Lista de diagnóstico e aceite

• Soltamento em placas com bordas levantadas: suspeite primeiro da tensão acumulada acima do limite — verifique se a camada sai da janela 0,5-5 µm, se houve previsão de multicamadas ou amortecimento e se o substrato está entre os metais de adesão difícil.
• Descolamento ao redor da impressão (classe 2/3): ao ler a ISO 26443:2023, confirme primeiro a coerência entre força e dureza do substrato (1471,5 N acima de 54 HRC) e descarte ponta danificada; o laudo deve trazer a fração de área descolada ou a relação r/a.
• Cargas críticas muito dispersas: verifique a coerência entre raio da ponta e espessura (200 µm serve a 0,10-30 µm), as taxas de carga e de deslocamento declaradas, e leia a força tangencial junto com a emissão acústica.
• Atrito alto ou instável: registre a atmosfera (nitrogênio seco, umidade ambiente, nitrogênio úmido) e o histórico de assentamento antes de discutir a qualidade do filme; nunca compare duas fichas sem atmosfera declarada.
• Pontos de corrosão precoce em névoa salina: é problema de microporos, não de inércia do carbono — avalie uma selagem da ordem de 50 nm ou um fundo e requalifique a união.
• Controvérsia sobre dureza: combine profundidade de indentação, método de calibração e blocos de referência, use se preciso a razão de declive independente da ponta e declare se houve desgaste da ponta.
• Redação da especificação: nomeie a camada principal pela ISO 20523, enumere transição, fundo e acabamento, anexe um método de espessura (seção polida), uma norma de adesão com a classe ou o nível Lc exigido e uma temperatura máxima de serviço — nunca apenas «revestido com DLC».

9. Perguntas frequentes

P1　O DLC substitui uma tinta anticorrosiva?

Não como barreira. O carbono é quimicamente inerte, mas filmes reais contêm microporos: no estudo de selagem os pontos de corrosão em névoa salina passaram de 2 h para 168 h justamente porque esses microporos foram obturados. Divisão saudável: barreira no fundo ou na selagem, DLC como face de desgaste — a mesma lógica da durabilidade mecânica de revestimentos super-hidrofóbicos.

P2　Por que o DLC não fica espesso?

Porque a compressão se acumula com a espessura. O ta-C depositado está em 8-10 GPa (leitura industrial 5-12 GPa); acima da espessura crítica ele empena e solta. Viés pulsante, recozimento moderado, camadas alternadas e camadas de amortecimento levam a 2-4 GPa, ao preço de requalificar sp3 e dureza. A camada única útil para, por isso, em 0,5-5 µm.

P3　Por que as durezas publicadas divergem tanto?

Três efeitos se somam: a influência do substrato em dada profundidade (51 GPa a 25 nm num filme de 50 nm), o desgaste da ponta de diamante pelo filme duro, que obriga a recalibrar a função de área após cada impressão, e a diferença de métodos (Vickers, indentação dinâmica, indentação instrumentada). Um mesmo ta-C pode legitimamente trazer 30-50 GPa, 40-80 GPa e 55-65 GPa ao mesmo tempo.

P4　Que valor de atrito usar na seleção?

O medido na sua atmosfera. Nitrogênio seco 0,03-0,05, 60% de umidade relativa em regime 0,10-0,30, nitrogênio úmido após assentamento 0,021 e 0,027 — os três são verdadeiros. Note-se ainda que o a-C sem hidrogênio atrita mais alto em gás inerte: «mais seco» não é automaticamente melhor.

P5　ISO 26443, ASTM C1624, ISO 20502 e GB/T 47254 são comparáveis?

Não se convertem. São uma classe de indentação qualitativa a seco, uma carga crítica de risco a seco, uma força normal crítica do risco cerâmico com no mínimo cinco valores e uma adesão dinâmica lubrificada, sobre faixas de espessura e de ambiente distintas; duas delas declaram não alcançar a resistência intrínseca. Servem para a comparação horizontal dentro do mesmo método, não para conversão aritmética.

P6　Dá para depositar DLC sobre plástico?

Sim — aí está o valor das rotas a frio, com as lentes de policarbonato antirrisco como exemplo público. Mas a condutividade térmica, a rigidez e a energia de superfície do plástico mudam a distribuição de tensão e o modo de falha: revisões advertem que filmes duros sobre substratos poliméricos de baixo módulo costumam falhar por flexão através da espessura antes de falhar coesivamente.

10. Fontes

• ISO 20523:2017, classificação e designação de filmes de base carbono; BS ISO 20523:2017 em vigor 2017-09-30; NF A91-056 / NF ISO 20523:2018; cita VDI 2840:2012.
• ISO 26443:2023 (2ª edição, outubro de 2023), ensaio de indentação Rockwell para avaliação da adesão de revestimentos cerâmicos; EN ISO 26443:2023 / DIN EN ISO 26443:2024-02; substitui ISO 26443:2008; antecedente DIN CEN/TS 1071-8:2004; cita ISO 6508-1 e ISO 6508-2.
• ISO 20502:2016, determinação da adesão de revestimentos cerâmicos por ensaio de risco (ISO/TC 206; substitui DIN EN 1071-3:2005; EN ISO 20502:2016, BS EN ISO 20502:2016, NF A92-815, UNE-EN ISO 20502:2016; cita ISO 6508-2, ISO 4288).
• ASTM C1624-22; ASTM E2546-15 (atualizado 2023), DOI 10.1520/E2546-15; ISO 14577-1:2015.
• GB/T 47254-2026, publicado 2026-02-27, em vigor desde 2026-06-01, adoção idêntica da ISO 4821:2022, SAC/TC236; normas citadas ISO 683-1:2017, ISO 1101, ISO 21920-2 (GB/T 1182-2018 MOD).
• J. Robertson, Diamond-like amorphous carbon, Materials Science and Engineering: R: Reports 37 (2002) 129-281, DOI 10.1016/S0927-796X(02)00005-0.
• Y. Lifshitz, Diamond-like carbon — present status, Diamond and Related Materials 8 (1999) 1659-1676; A. C. Ferrari, J. Robertson, Physical Review B 64 (2001) 075414, DOI 10.1103/PhysRevB.64.075414.
• Medições de atrito e desgaste de a-C:H sobre nitreto de silício em nitrogênio seco e a 60% de umidade relativa (K. Miyoshi e outros); estudo de selagem 50 nm Al2O3 / Ta2O5 sobre CrN e DLC; M. Cui e outros, RSC Advances (2016), DOI 10.1039/c6ra05527c; relatórios industriais e listas de laboratórios (T/CSAE 103-2019, GB/T 6462-2021) citados como fonte secundária. A condutividade térmica aparece ali ora como 1-5 W/(m·K) ora como 400-1000 W/(m·K); as duas versões se contradizem e não são usadas aqui como dado de projeto.

Última atualização: 2026-11-02　Redigido pela redação técnica da Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. a partir de normas e literatura publicadas, para intercâmbio técnico entre profissionais. Os números seguem os textos normativos e os ensaios de terceiros; condições comerciais apenas EXW / FOB.