Темная сторона силы

Чем покрыть корпус часов, чтобы он не боялся царапин? По идее, это должно быть что-то очень прочное. Может быть, алмаз? Звучит неплохо, но возможно ли «натянуть» алмазную пленку на часовой корпус или даже браслет?

Чем покрыть корпус часов, чтобы он не боялся царапин? По идее, это должно быть что-то очень прочное. Может быть, алмаз? Звучит неплохо, но возможно ли «натянуть» алмазную пленку на часовой корпус или даже браслет?

Часовая отрасль славится инновациями, однако зачастую часовщики охотно заимствуют какие-то выигрышные решения из других сфер народного хозяйства. Так произошло с DLC-покрытием. Сама аббревиатура DLC в разных источниках расшифровывается по-разному. Где-то это Diamond-like Coating, что легко переводится на русский, как алмазоподобное покрытие. По другим данным DLC – это Diamond Like Carbon, что означает «углеродное алмазоподобное покрытие». Так или иначе, суть нового метода покрытия (хотя, на самом деле он далеко не новый) заключается в нанесении на поверхность часов углеродной пленки, максимально близкой по характеристикам к алмазу – углероду с самыми прочными связями.

Бриллианты и пепел

Углерод — вещество с самым большим числом аллотропических модификаций. На тему углеродных связей написаны сотни научных трудов и защищены тысячи диссертаций. Существует уже 8 известных простых веществ, состоящих всего из одного химического элемента - углерода. Эти вещества по своим свойствам радикально отличаются друг от друга, от мягкого к твёрдому, непрозрачного к прозрачному, абразивного к смазочному, недорогого к дорогому. Уголь, сажа и пепел – это углерод. Но и любимые женщинами бриллианты, и уважаемый в машиностроении карбон – все тот же углерод. Разница между грифелем в карандаше школьника и драгоценным камнем лишь в том, как связаны между собой абсолютно идентичные молекулы.

Незабытое старое

Оговорка о том, что DLC метод не нов, имеет под собой ряд оснований и требует обратиться к истории. Еще в конце 1960-х годов американские физики Сол Айзенберг и Рональд Шабот сказали новое слово в области упрочняющих технологий — первыми в мире нанесли на металлическую поверхность алмазоподобное покрытие. Тонкая углеродная пленка состояла из алмазоподобных и графитоподобных связей, объединенных в единую структуру. Первые придавали ей твердость алмаза, вторые — скольжение графита. Это открывало широчайшие возможности для использования DLC-покрытий в тех отраслях промышленности, где требовалось увеличить прочность рабочего инструмента и снизить трение между деталями.

Примечательно, что разработки в данном направлении практически параллельно шли и в СССР, что позже вылилось в тот факт, что в 90-х специалисты института электрохимии УрО РАН внедряли DLC решения на японских и корейских предприятиях, таких как Mitsubishi и Samsung. Например, именно наши инженеры запускали в компании Samsung Electronics оборудование для нанесения алмазоподобного покрытия на головки видеомагнитофонов, известных в России как технология Diamond Head.

Перспективы DLC покрытий для самых разных отраслей промышлености были очевидны. Особые свойства пленок прекрасно зарекомендовали себя во многих отраслях промышленности, в частности метало- и деревообрабатывающей для режущих инструментов: метчиков, фрез, сверел, гильотинных ножей, пресс-форм и штампов. Срок службы изделий при этом возрастает от 5 до 20 раз, в особенности при обработке вязких металлов.

DLC-покрытие также наносится на внутренние детали двигателей, подверженные наиболее высоким нагрузкам и трению (поршни, блоки цилиндров, коленчатые валы, шатуны и прочие). DLC, возможно, одно из самых прочных оптических покрытий, придающее поверхности чрезвычайное сопротивление абразивам, солям, кислотам, щелочам и маслам. Часто оно используется для кремниевых и германиевых стекол, применяемых в военной технике и наружных тепловизорах. DLC защищает внешние оптические поверхности от скоростных частиц в воздухе (радиации), от морской воды, машинного топлива и масла, высокой влажности, неправильного обращения и т.п.

Как и любая новая технология, DLC-покрытие вначале было крайне дорогостоящим, и позволить его себе могли лишь крупные военные и промышленные предприятия. С течением времени технология развивалась и становилась более доступной. Но, увы, не массовому покупателю. Среди часовых производителей одними из первых новую методику покрытия освоили метры отрасли: Rolex, Audemars Piguet, Bvlgari, Panerai и другие. Вскоре к ним подтянулись и марки более доступных ценовых категорий, а в Базеле 2015 года часы с подобным покрытием были представлены даже в категории до 2000 евро.

Алмазы в вакууме

Несмотря на то, что компаний, готовых нанести на любой предмет тонкий алмазоподобный слой огромное множество, и каждая из них обладает какой-то уникальной и запатентованной технологией, принципиально процесс везде выглядит примерно одинаково.

Типичная упрощенная схема устройства обычно содержит вакуумную камеру (вакуум необходим для идеальной чистоты процесса, чтобы молекулы углерода оседали исключительно там, где это нужно), плазменный источник ионов и подложку, находящуюся под отрицательным потенциалом относительно плазмы и служащую извлекающим и ускоряющим электродом, принимающим плазменные ионы, из которых и наращивается пленка. Плазма образуется в газовой смеси, состоящей из паров этилового спирта, водорода и аргона.

Установка имеет зону нанесения покрытия диаметром около 50 см и высотой около 60 см. В состав типовой современной установки входят 4 углеродных, 2 дуговых и 4 газовых ионных источника.

В вакуумной камере установки также бывают размещены газовые ионные источники, предназначенные для предварительной плазменной очистки изделий. Дуговые источники металлической плазмы служат для создания промежуточных слоев для обеспечения необходимой адгезии покрытия к изделию. Несколько источников углеродной плазмы расположены так, чтобы обеспечить максимальную однородность наносимого покрытия на изделия сложной формы.

В зависимости от комбинации самых разных факторов вроде качества вакуума (а значит чистоты среды при напылении), температуры изделия, скорость подачи молекул углерода и многих других зависит толщина слоя, его адгезия, оптические и физические свойства.

Письма счастья

Что мы все о физике и химии. Часы – это в первую очередь истории и легенды. И не зря в предыдущем блоке мы оговорились о том, что швейцарские мэтры были «одними из первых», ведь первой компанией, представившей часы в корпусе с DLC покрытием, стала японская Seiko. Согласно официальной версии, в 1968 году компания получила письмо от одного из профессиональных японских дайверов, в котором он подробно изложил свои соображения о том, какими он видит настоящие часы для профессионалов. Одним из пунктов в его письме была просьба защитить недешевые часы от следов контакта с подводными камнями, кораллами, песком и прочими потенциально опасными для их внешнего вида предметами. Компании Seiko потребовалось целых 7 лет, чтобы реализовать все пожелания опытного дайвера. В 1975 году на свет появились часы, ставшие своеобразным эталоном качества и надежности для дайверов во всем мире – Seiko Professional Diver's 600m. Это были первые дайверские часы в корпусе из титана, который к тому же еще и впервые в часовой истории был покрыт углеродной пленкой по технологии DLC.

Вскоре революционное покрытие облюбовали и другие бренды, но выбрали они его не только за прочность и долговечность, но еще и за прекрасные визуальные характеристики. От антрацитового до абсолютно черного, от эффекта шлифованного металла до ярко выраженного пористого слоя – новый метод давал весьма широкие возможности еще и в декоративной сфере. В свою очередь, маркетологи принялись сочинять названия, в чем, преуспели не менее инженеров и дизайнеров. Всевозможные Blackout, Black Sea, Dark Side of the Moon, Blacksteel и прочие «отемняющие» названия крайне быстро обосновались в каталогах многих марок. Те, кто не успел «урвать» нужные слова, охотно дополняли названия уже известных моделей префиксом DLC. Появились даже компании, готовые принять от населения их часы и за определенную сумму (1000 - 2000 Евро) «опылить» их молекулами углерода, придав прекрасный внешний вид и долговечность. Однако всем желающим поэкспериментировать со своими часами стоит помнить, что данный процесс необратим, ведь изменения происходят на молекулярном уровне.

Автор: Дмитрий Лисов
При перепечатке активная ссылка обязательна

Теги: Уголок мастера DLC