JP2007270319A - 多機能層を有する基体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも表面層がハフニウム、ハフニウム合金、ハフニウム合金酸化物又は酸化ハフニウムからなる基体の表面を、炭素、酸素を含む化学種が当該表面に供給される雰囲気下で加熱処理することにより炭素ドープ酸化ハフニウム層又は炭素ドープハフニウム合金酸化物層からなる多機能層を有する基体とする。
【選択図】 なし
Description
アセチレンの燃焼炎を用い、厚さ0.50mmのハフニウム板(ニコラ社HF−183461、純度:99.5%)をその表面温度が約550℃となるように30分間加熱処理することにより、表面層として炭素ドープ酸化ハフニウム層を有するハフニウム板を形成した。
加熱処理をする際の表面温度及び加熱処理時間を下記表1の通りに変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2〜6の炭素ドープ酸化ハフニウム層を有するハフニウム板を形成した。
メタンガスの燃焼炎を用い、実施例1と同様なハフニウム板をその表面温度が約900℃となるように30分間加熱処理することにより、実施例7の炭素ドープ酸化ハフニウム層を有するハフニウム板を形成した。
加熱処理していないハフニウム板を比較例1のハフニウム板とした。
(比較例2〜6)
比較例1と同一のハフニウム板を加熱炉で所定の加熱処理温度及び加熱処理時間で大気酸化して表面に酸化ハフニウム層を形成した。加熱処理温度及び加熱処理時間は表1に示すとおりであり、室温から加熱処理温度に達するまでの時間は加熱処理時間に換算しないで加熱処理時間を設定した。
各実施例及び比較例の表面硬度を、マイクロビッカース硬度計により、圧子:ダイヤモンド圧子、試験力:245.2mN、荷重保持時間:15secの条件下で皮膜硬度を測定したところ、表1の結果が得られた。
実施例3の炭素ドープ酸化ハフニウム層についてXRD(X線回折分析)をした結果を図2に示す。比較のために比較例4の大気酸化による酸化ハフニウム層の分析結果も併せて示す。なお、測定条件は以下の通りである。
管球:Cu
出力:40kV−50mA
スキャン速度:1°/min
スキャン範囲:2θ= 2〜80°
スリット:DS・SS; 照射範囲が15mm一定となるよう自動調整
mask; 10mm
1M硫酸水溶液および1M水酸化ナトリウム水溶液それぞれについて、実施例2、3及び比較例3、4のハフニウム板を室温で1週間浸漬した後、ビッカース硬度試験を行なった。
実施例3(700℃、120分)の炭素ドープ酸化ハフニウム層及び比較例4(700℃、120分)の酸化ハフニウム皮膜の短波長用ランプ照射による自然浸漬電位を測定した。具体的には、それぞれの皮膜に対し、0.05M硫酸ナトリウム水溶液(飽和溶存酸素、常温)中で、参照電極として飽和銀−塩化銀を用いて、電位を測定した。その結果を図4に示す。
Claims (9)
- 少なくとも表面層がハフニウム、ハフニウム合金、ハフニウム合金酸化物又は酸化ハフニウムからなる基体の表面を、
炭素、酸素を含む化学種が当該表面に供給される雰囲気下で加熱処理することにより炭素ドープ酸化ハフニウム層又は炭素ドープハフニウム合金酸化物層からなる多機能層を有する基体とすることを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。 - 請求項1記載の多機能層を有する基体の製造方法において、
前記加熱処理は、少なくとも炭素を含む化合物を含有するガスの燃焼炎を用いて行うか、又は少なくとも炭素を含む化合物を含有するガスの燃焼ガス若しくは燃焼排ガスを用いて形成した雰囲気中で加熱するかによることを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。 - 請求項1又は2記載の多機能層を有する基体の製造方法において、
前記加熱処理は、炭化水素を主成分とするガスの燃焼炎を用いて行うか、又は少なくとも炭素を含む化合物を含有するガスの燃焼ガス若しくは燃焼排ガスを用いて形成した雰囲気中で加熱するかによることを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。 - 請求項3に記載の多機能層を有する基体の製造方法において、
炭化水素を主成分とするガスが不飽和炭化水素を30容量%以上含有することを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。 - 請求項3又は4に記載の多機能層を有する基体の製造方法において、
炭化水素を主成分とするガスがアセチレンを50容量%以上含有することを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。 - 請求項1〜5の何れかに記載の多機能層を有する基体の製造方法において、
前記加熱処理は、前記基体の表面温度が400〜2200℃となるように行うことを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。 - 請求項1〜6の何れかに記載の多機能層を有する基体の製造方法において、
前記炭素ドープ酸化ハフニウム層又は炭素ドープハフニウム合金酸化物層の下側が、ハフニウム、ハフニウム合金、ハフニウム合金酸化物又は酸化ハフニウムの何れかで構成されていることを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。 - 請求項1〜7の何れかに記載の多機能層を有する基体の製造方法において、
前記多機能層を有する基体が粉末状であることを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。 - 請求項1〜8の何れかに記載の多機能層を有する基体の製造方法において、
前記多機能層中の炭素がHf−C結合した状態でドープされていることを特徴とする多機能層を有する基体の製造方法。
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