JP2003073858A - 表面エネルギー制御による低摩擦化コーティング法 - Google Patents
表面エネルギー制御による低摩擦化コーティング法Info
- Publication number
- JP2003073858A JP2003073858A JP2001257193A JP2001257193A JP2003073858A JP 2003073858 A JP2003073858 A JP 2003073858A JP 2001257193 A JP2001257193 A JP 2001257193A JP 2001257193 A JP2001257193 A JP 2001257193A JP 2003073858 A JP2003073858 A JP 2003073858A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating film
- laser light
- low
- friction
- coating method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
においても摩擦力が増加せず材料の長寿命化を実現する
低摩擦化コーティング法を提供する。 【解決手段】 部材表面に複合材料からなるコーティン
グ膜を成膜することで部材表面の低摩擦化を行なう低摩
擦化コーティング法であって、部材表面にコーティング
膜を成膜した後、このコーティング膜に対してレーザー
光を照射する。
Description
コーティング法に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、大気中および真空中で使用される部
材を低摩擦化するのに有用な低摩擦化コーティング法に
関するものである。
で使用される部材に対して複合材料を用いたコーティン
グ膜の低摩擦化が実施されてきたが、雰囲気圧力が広範
囲に変化するような環境化においては、必要とする低摩
擦性を有するコーティング膜を得ることは困難であっ
た。特に、宇宙空間などのように超高真空中や紫外線照
射下といった極限環境における材料の使用は、例えば原
子状酸素衝突による酸化や化学反応等といったコーティ
ング膜の変質により摩擦力が増加するといった現象が見
られ、部品の寿命が短くなるという問題が生じていた。
このため、紫外線照射下や真空中などにおいても摩擦力
の増加が発生しにくいコーティング膜の生成方法が求め
られてきた。
事情に鑑みてなされたものであり、超高真空中や紫外線
照射下といった極限環境においても摩擦力が増加せず材
料の長寿命化を実現する低摩擦化コーティング法を提供
することを課題としている。
の課題を解決するものとして、部材表面に複合材料から
なるコーティング膜を成膜することで部材表面の低摩擦
化を行なう低摩擦化コーティング法であって、部材表面
にコーティング膜を成膜した後、このコーティング膜に
対してレーザー光を照射することを特徴とする低摩擦化
コーティング法を提供する。
るレーザー光が紫外パルスレーザー光であること、部材
表面に複合材料からなるコーティング膜を成膜している
間に、部材表面の温度を変化させることで部材表面の表
面エネルギーを調整すること、および、コーティング膜
が、窒化ホウ素と銅の複合コーティングからなることを
特徴とする。
される複合材料からなる低摩擦コーティング膜であっ
て、部材表面に成膜された後にレーザー光が照射される
ことを特徴とする低摩擦コーティング膜を提供する。
レーザー光が紫外パルスレーザー光であること、表面温
度が経時的に変化している部材表面上に成膜されるこ
と、窒化ホウ素と銅の複合コーティングからなることを
特徴とする。
低摩擦コーティング膜が表面に成膜されていることを特
徴とする部材をも提供する。
の特徴をもつものであるが、以下に、その実施の形態に
ついて説明する。
グ法においては、部材表面に対して複合材料からなるコ
ーティング膜を成膜し、次いで、このコーティング膜に
対してレーザー光を照射することで、部材表面の表面エ
ネルギーを制御し、部材表面の低摩擦化を実現する。
して照射されるレーザー光は、紫外パルスレーザー光で
あり、レーザー照射は複数回、具体的には100回以上
実施されることが好ましい。
ティング法においては、部材表面に複合材料からなるコ
ーティング膜を成膜する時間を変え、部材表面の温度を
変化させることで、部材表面の表面エネルギーが制御さ
れ、部材表面の低摩擦化を行なうことも可能である。具
体的には、例えば、部材表面に複合材料からなるコーテ
ィング膜を蒸着する際に、蒸着時間を変えることで、部
材表面の温度を変化させる。
ティングによって成膜され、具体的な材料としては、以
下に示される材料グループAのいずれかひとつの材料と
材料グループBのいずれかひとつの材料とを組み合わせ
て用いられる。 材料グループA:窒化ホウ素、Si3N4、(CF)n、
黒鉛、TiN、WS2、MoS2 材料グループB:Cu、Au、Ag、Pt、テフロン
(登録商標) また、上記の材料グループAのいずれかひとつの材料と
材料グループBのいずれかひとつの材料とを組み合わせ
て複合材料基板を生成し、生成された複合材料基板表面
に紫外線パルスレーザーを照射することで、低い摩擦係
数を持つ材料として利用することも可能である。
により成膜されたコーティング膜は、摩擦係数が極めて
低く、さらには、紫外線が照射されるような環境化にあ
る場合や材料酸化が発生した場合においても、摩擦力の
増加を防止することが可能である。したがって、この低
摩擦コーティング膜により部材をコーティングすること
で、部材を長寿命化することが可能となり、メンテナン
スコストの低減に役立つものと考えられる。
であるが、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明す
る。
複合コーティングをSUS304鋼表面に施し、蒸着が
行なわれている時間を変えることで、SUS304鋼基
板表面温度を変化させ、表面エネルギーを調整した。図
2は、蒸着時間と基板温度の関係について示したグラフ
である。さらに、コーティング後のSUS304鋼表面
に対して、波長248nm、パルス幅30n秒、強度5
0mJcm-2、照射タイミング1Hzの紫外光パルスレ
ーザーを照射し、コーティング膜表面の酸化を行い、表
面エネルギーを調整した。図1は、紫外光パルスレーザ
ーの照射回数と真空中および大気中におけるSUS30
4鋼表面の摩擦係数との関係について示したグラフであ
る。レーザー照射により、SUS304鋼表面における
摩擦力の大幅な低下が見られ、低摩擦材料が得られてい
ることがわかる。
明したとおり、超高真空中や紫外線照射下といった極限
環境においても摩擦力が増加せず材料の長寿命化を実現
する低摩擦化コーティング法が提供される。
の大小を自由に制御できるため、摺動して利用される部
材においては、摺動部分ごとに必要な低摩擦係数を与え
るコーティングを実施でき、エネルギー効率の高い機器
の構築に貢献できるものと期待される。
低摩擦コーティング膜は、紫外線照射や表面酸化などに
より摩擦力が増加することがないことから、宇宙ステー
ションや航空機の摺動部部材へなどへの低摩擦コーティ
ング膜として最適であると考えられる。もちろん、これ
以外にも様々な分野への適用が期待され、機器のメンテ
ナンスコストの削減に貢献するものと期待される。
よび大気中におけるSUS304鋼表面の摩擦係数との
関係について示したグラフである。
ラフである。
Claims (11)
- 【請求項1】 部材表面に複合材料からなるコーティン
グ膜を成膜することで部材表面の低摩擦化を行なうコー
ティング法であって、部材表面にコーティング膜を成膜
した後、このコーティング膜に対してレーザー光を照射
することを特徴とする低摩擦化コーティング法。 - 【請求項2】 照射するレーザー光が紫外パルスレーザ
ー光であることを特徴とする請求項1記載の低摩擦化コ
ーティング法。 - 【請求項3】 部材表面に複合材料からなるコーティン
グ膜を成膜している間に、部材表面の温度を変化させる
ことで部材表面の表面エネルギーを調整することを特徴
とする請求項1または2の低摩擦化コーティング法。 - 【請求項4】 コーティング膜が、窒化ホウ素、Si3
N4、(CF)n、黒鉛、TiN、WS2、MoS2の内
のいずれかひとつの材料と、Cu、Au、Ag、Pt、
テフロン(登録商標)の内のいずれかひとつの材料との
複合コーティングからなることを特徴とする請求項1乃
至3いずれかの低摩擦化コーティング法。 - 【請求項5】 部材表面に成膜される複合材料からなる
低摩擦コーティング膜であって、部材表面に成膜された
後にレーザー光が照射されることを特徴とする低摩擦コ
ーティング膜。 - 【請求項6】 照射されるレーザー光が紫外パルスレー
ザー光であることを特徴とする請求項5記載の低摩擦コ
ーティング膜。 - 【請求項7】 表面温度が経時的に変化している部材表
面上に成膜されることを特徴とする請求項5または6の
低摩擦コーティング膜。 - 【請求項8】 窒化ホウ素、Si3N4、(CF)n、黒
鉛、TiN、WS2、MoS2の内のいずれかひとつの材
料と、Cu、Au、Ag、Pt、テフロン(登録商標)
の内のいずれかひとつの材料との複合コーティングから
なることを特徴とする請求項5乃至7いずれかの低摩擦
コーティング膜。 - 【請求項9】 請求項5乃至8いずれかの低摩擦コーテ
ィング膜が表面に成膜されていることを特徴とする部
材。 - 【請求項10】 窒化ホウ素、Si3N4、(CF)n、
黒鉛、TiN、WS 2、MoS2の内のいずれかひとつの
材料と、Cu、Au、Ag、Pt、テフロン(登録商
標)の内のいずれかひとつの材料とを混合して生成され
る複合材料であって、生成された後に表面にレーザー光
を照射されることを特徴とする低摩擦複合材料。 - 【請求項11】 照射されるレーザー光が紫外パルスレ
ーザー光であることを特徴とする請求項10記載の低摩
擦複合材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001257193A JP3632076B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 表面エネルギー制御によるコーティング膜の低摩擦化法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001257193A JP3632076B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 表面エネルギー制御によるコーティング膜の低摩擦化法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003073858A true JP2003073858A (ja) | 2003-03-12 |
JP3632076B2 JP3632076B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=19084898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001257193A Expired - Lifetime JP3632076B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 表面エネルギー制御によるコーティング膜の低摩擦化法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3632076B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010185098A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | 鉄系材料および鉄系材料の表面処理方法 |
CN108411263A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-08-17 | 东莞理工学院 | 一种梯度复合润滑涂层及其制备方法 |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001257193A patent/JP3632076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010185098A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | 鉄系材料および鉄系材料の表面処理方法 |
CN108411263A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-08-17 | 东莞理工学院 | 一种梯度复合润滑涂层及其制备方法 |
CN108411263B (zh) * | 2018-03-13 | 2020-02-14 | 东莞理工学院 | 一种梯度复合润滑涂层及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3632076B2 (ja) | 2005-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rebouta et al. | Solar selective absorbers based on Al2O3: W cermets and AlSiN/AlSiON layers | |
Boody et al. | Laser-driven ion source for reduced-cost implantation of metal ions for strong reduction of dry friction and increased durability | |
Rawat | High-energy-density pinch plasma: A unique nonconventional tool for plasma nanotechnology | |
Ila et al. | Formation of metallic nanoclusters in silica by ion implantation | |
JP2004532413A (ja) | 極値紫外線リソグラフィー(euvl)の多層構造 | |
Zkria et al. | Structural evolution of laser-irradiated ultrananocrystalline diamond/amorphous carbon composite films prepared by coaxial arc plasma | |
US20110308461A1 (en) | Electron Beam Enhanced Nitriding System (EBENS) | |
JP2003073858A (ja) | 表面エネルギー制御による低摩擦化コーティング法 | |
Zhang et al. | Thermal evolution and optical properties of Cu nanoparticles in SiO2 by ion implantation | |
AU8363898A (en) | A method of coating a substrate | |
WO2004008510A1 (ja) | 基板の表面処理方法 | |
Moller et al. | Plasma-based ion implantation | |
Levchenko et al. | Ion deposition in a crossed E× B field system with vacuum arc plasma sources | |
Huang et al. | Behaviors of hydrogen in C–SiC films with IR and SIMS analyses | |
Suda et al. | Preparation of double layer film of boron and carbon by pulsed laser deposition | |
Tamura et al. | New approaches to fabrication of multilayer Fresnel zone plate for high-energy synchrotron radiation X-rays | |
Ranjan et al. | Role of atom redeposition during rising ion flux in ion-induced nanodot self-assembly on GaSb surfaces | |
Amano | High-average-power water window soft X-rays from an Ar laser plasma | |
Schaaf et al. | Reactive laser plasma coating formation | |
Stetsko | The nanocomposite diffusion coating of details prepared of boriding | |
Bommali et al. | Swift heavy ion irradiation induced microstructural modification and evolution of photoluminescence from Si rich a-SiNx: H | |
Teraoka et al. | Photoemission spectroscopic study on influence of O2 translational kinetic energy for Si (001) initial oxidation | |
Tian et al. | Properties of titanium nitride fabricated on stainless steel by plasma-based ion implantation/deposition | |
Bhowmick et al. | Carbon ion beam induced chemical modification and nano-pyramid growth on Si surface | |
Juha et al. | Radiation damage to amorphous-carbon optical coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20031224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040223 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040817 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041014 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041021 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20041108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041130 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3632076 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |