JP2663479B2 - 耐食性のすぐれた物理蒸着非晶質膜材 - Google Patents
耐食性のすぐれた物理蒸着非晶質膜材Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、すぐれた耐食性を有する物理蒸着非晶質
（アモルファス）膜材に関するものである。
（アモルファス）膜材に関するものである。
従来、物理蒸着非晶質膜材（物理蒸着法にて基体上に
形成された非晶質の結晶構造を有する薄膜や薄片とい
う）として、原子％で（以下、％は原子％を示す）、Ni
−30〜60％Ta合金やNi−Cr−Ta合金（但し、Cr＋Ta:25
〜50％含有）さらに、Ni−Mo−Ta合金（但し、Mo＋Ta:2
5〜50％含有）などで構成されたものが知られている。
形成された非晶質の結晶構造を有する薄膜や薄片とい
う）として、原子％で（以下、％は原子％を示す）、Ni
−30〜60％Ta合金やNi−Cr−Ta合金（但し、Cr＋Ta:25
〜50％含有）さらに、Ni−Mo−Ta合金（但し、Mo＋Ta:2
5〜50％含有）などで構成されたものが知られている。
しかし、上記の従来物理蒸着非晶質膜材は、すぐれた
耐食性を確保するために、これを構成する合金が合金成
分として高価なTa成分を通常20〜50％程度の高い割合で
含有することから、コスト高となるのを避けることがで
きないのが現状である。
耐食性を確保するために、これを構成する合金が合金成
分として高価なTa成分を通常20〜50％程度の高い割合で
含有することから、コスト高となるのを避けることがで
きないのが現状である。
〔課題を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点から、Taの
含有量を相対的に低減した状態で、上記のTa含有量の多
い合金で構成された従来物理蒸着非晶質膜材と同等のす
ぐれた耐食性を示す物理蒸着非晶質膜材を開発すべく研
究を行なった結果、 Cr:15〜45％、Mo:15〜45％、 Ta:1〜12％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなり、かつ前記
不可避不純物のうちのMn,Mg,Al,Ti、およびFeの含有量
が、それぞれ、 Mn:0.1％以下、Mg:0.1％以下、 Al:0.1％以下、Ti:0.1％以下、 Fe:4％以下、 である組成を有するNi−Cr−Mo系合金で構成された物理
蒸着膜材は、上記従来物理蒸着非晶質膜材と同じく非晶
質の結晶構造を有し、かつこれと同等のすぐれた耐食性
を示すという研究結果が得られたのである。
含有量を相対的に低減した状態で、上記のTa含有量の多
い合金で構成された従来物理蒸着非晶質膜材と同等のす
ぐれた耐食性を示す物理蒸着非晶質膜材を開発すべく研
究を行なった結果、 Cr:15〜45％、Mo:15〜45％、 Ta:1〜12％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなり、かつ前記
不可避不純物のうちのMn,Mg,Al,Ti、およびFeの含有量
が、それぞれ、 Mn:0.1％以下、Mg:0.1％以下、 Al:0.1％以下、Ti:0.1％以下、 Fe:4％以下、 である組成を有するNi−Cr−Mo系合金で構成された物理
蒸着膜材は、上記従来物理蒸着非晶質膜材と同じく非晶
質の結晶構造を有し、かつこれと同等のすぐれた耐食性
を示すという研究結果が得られたのである。
この発明は、上記の研究結果にもとづいてなされたも
のであって、以下に膜材を構成する合金の成分組成を上
記の通りに限定した理由を説明する。
のであって、以下に膜材を構成する合金の成分組成を上
記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） CrおよびMo これら両成分には、物理蒸着により基板上に形成され
た膜材を非晶質化し、かつ非晶質構造を有する原子配列
の中で均等に分布して耐食性を著しく向上させる作用が
あるが、その含有量がCrおよびMoとも15％未満でも、ま
たCrおよびMoの含有量がそれぞれ45％を越えても基体上
に蒸着された膜材が非晶質にならず、CrおよびMoの均等
分布が損なわれるようになって所望のすぐれた耐食性を
確保することができなくなることから、その含有量をそ
れぞれCr:15〜45％、Mo:15〜45％と定めた。
た膜材を非晶質化し、かつ非晶質構造を有する原子配列
の中で均等に分布して耐食性を著しく向上させる作用が
あるが、その含有量がCrおよびMoとも15％未満でも、ま
たCrおよびMoの含有量がそれぞれ45％を越えても基体上
に蒸着された膜材が非晶質にならず、CrおよびMoの均等
分布が損なわれるようになって所望のすぐれた耐食性を
確保することができなくなることから、その含有量をそ
れぞれCr:15〜45％、Mo:15〜45％と定めた。
（ｂ） Ta Ta成分には、膜材の耐食性を一段と向上させる作用が
あるが、その含有量が１％未満では所望の耐食性向上効
果が得られず、一方12％を越えた含有量は、コストの面
からは好ましくないことから、経済性を考慮して、その
含有量を１〜12％と定めた。
あるが、その含有量が１％未満では所望の耐食性向上効
果が得られず、一方12％を越えた含有量は、コストの面
からは好ましくないことから、経済性を考慮して、その
含有量を１〜12％と定めた。
（ｃ） 不可避不純物 ターゲット材の製造時に脱酸剤や脱硫剤を使用する場
合があるので、これを構成するMn,Mg,Al、およびTiなど
が不可避不純物としてターゲット材から膜材中に混入す
るのが避けられないが、これらの含有量がそれぞれ0.1
％以下であれば、膜材特性が何ら損なわれるものではな
く、またFe成分に関しても、物理蒸着装置の構造部材に
多くの場合ステンレス鋼が使用されており、これから膜
材中に混入する場合がしばしばあるが、Fe成分は４％ま
での含有にとどめるのが望ましい。
合があるので、これを構成するMn,Mg,Al、およびTiなど
が不可避不純物としてターゲット材から膜材中に混入す
るのが避けられないが、これらの含有量がそれぞれ0.1
％以下であれば、膜材特性が何ら損なわれるものではな
く、またFe成分に関しても、物理蒸着装置の構造部材に
多くの場合ステンレス鋼が使用されており、これから膜
材中に混入する場合がしばしばあるが、Fe成分は４％ま
での含有にとどめるのが望ましい。
つぎに、この発明の物理蒸着非晶質膜材を実施例によ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
まず、通常の高周波溶解炉を用い、１×1-3torrの真
空中で、 （ａ）Ni−10％Cr合金、 （ｂ）Ni−15％Mo合金、 以上（ａ）、（ｂ）のNi基合金（これらのNi基合金に
おける不可避不純物の含有量は、Mn:0.1％以下、Mg:0.0
5％以下、Al:0.1％以下、Ti:0.1％以下であった）を溶
製し、直径:60mm×長さ:200mmの寸法もったインゴット
に鋳造し、このインゴットを1000〜1250℃の範囲内の所
定温度に５時間保持した後、これに熱間鍛造と熱間圧延
を施して厚さ:4.5mmを有する熱延板材とし、さらに市販
の順Cr板材、純Mo板材、および純Ta板材を用意し、これ
ら６種類の板材について、表面研磨により厚さ:4.0mmと
し、かつ機械加工により平面形状が中心角:30゜×長さ:
50mmの扇形ターゲット材に仕上げ、これらターゲット材
を所定の組合せのもとに物理蒸着装置としてのマグネト
ロンスパッタリング装置に装入し、Ar減圧下、200Wの出
力で２時間のスパッタリングを行なうことにより厚さ:2
mmのガラス基体表面に、それぞれ第１表に示される組成
を有する厚さ:5μｍの本発明膜材１、２、および従来膜
材１〜３をそれぞれ形成した。
空中で、 （ａ）Ni−10％Cr合金、 （ｂ）Ni−15％Mo合金、 以上（ａ）、（ｂ）のNi基合金（これらのNi基合金に
おける不可避不純物の含有量は、Mn:0.1％以下、Mg:0.0
5％以下、Al:0.1％以下、Ti:0.1％以下であった）を溶
製し、直径:60mm×長さ:200mmの寸法もったインゴット
に鋳造し、このインゴットを1000〜1250℃の範囲内の所
定温度に５時間保持した後、これに熱間鍛造と熱間圧延
を施して厚さ:4.5mmを有する熱延板材とし、さらに市販
の順Cr板材、純Mo板材、および純Ta板材を用意し、これ
ら６種類の板材について、表面研磨により厚さ:4.0mmと
し、かつ機械加工により平面形状が中心角:30゜×長さ:
50mmの扇形ターゲット材に仕上げ、これらターゲット材
を所定の組合せのもとに物理蒸着装置としてのマグネト
ロンスパッタリング装置に装入し、Ar減圧下、200Wの出
力で２時間のスパッタリングを行なうことにより厚さ:2
mmのガラス基体表面に、それぞれ第１表に示される組成
を有する厚さ:5μｍの本発明膜材１、２、および従来膜
材１〜３をそれぞれ形成した。
ついで、この結果得られた各種の膜材について、これ
を基体から剥がした状態で、Ｘ線回折法により非晶質化
の状況を判定すると共に、200℃の72％りん酸水溶液中
に100時間浸漬の腐食試験を行ない、試験後の重量減を
測定し、従来膜材 のうち最もTa含有量の多い従来膜材１を100とし、これ
に対する相対割合を求めた。これらの結果を第２表に示
した。
を基体から剥がした状態で、Ｘ線回折法により非晶質化
の状況を判定すると共に、200℃の72％りん酸水溶液中
に100時間浸漬の腐食試験を行ない、試験後の重量減を
測定し、従来膜材 のうち最もTa含有量の多い従来膜材１を100とし、これ
に対する相対割合を求めた。これらの結果を第２表に示
した。
第1,2表に示される結果から、本発明膜材１、２は、
いずれも従来膜材１〜３と同じく非晶質組織を有し、か
つTa含有量が相対的に低減された状態であるにもかかわ
らず、従来膜材１〜３と同等のすぐれた耐食性を示すこ
とが明らかである。
いずれも従来膜材１〜３と同じく非晶質組織を有し、か
つTa含有量が相対的に低減された状態であるにもかかわ
らず、従来膜材１〜３と同等のすぐれた耐食性を示すこ
とが明らかである。
上述のように、この発明の膜材は、物理蒸着により形
成された状態で非晶質組織を有し、かつ相対的にTa含有
量が少ない状態ですぐれた耐食性を示すのである。
成された状態で非晶質組織を有し、かつ相対的にTa含有
量が少ない状態ですぐれた耐食性を示すのである。
Claims (1)
- 【請求項１】Cr:15〜45％、Mo:15〜45％、 Ta:1〜12％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなり、かつ前記
不可避不純物のうちのMn,Mg,Al,Ti、およびFeの含有量
が、それぞれ、 Mn:0.1％以下、Mg:0.1％以下、 Al:0.1％以下、Ti:0.1％以下、 Fe:4％以下、 である組成（以上原子％）を有するNi−Cr−Mo系合金で
構成したことを特徴とする耐食性のすぐれた物理蒸着非
晶質膜材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63030470A JP2663479B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 耐食性のすぐれた物理蒸着非晶質膜材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63030470A JP2663479B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 耐食性のすぐれた物理蒸着非晶質膜材 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27908396A Division JP2828071B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 耐食性のすぐれた物理蒸着非晶質膜材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205045A JPH01205045A (ja) | 1989-08-17 |
| JP2663479B2 true JP2663479B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=12304756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63030470A Expired - Fee Related JP2663479B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 耐食性のすぐれた物理蒸着非晶質膜材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663479B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7972449B2 (en) * | 2008-01-03 | 2011-07-05 | GM Global Technology Operations LLC | Corrosion resistant metal composite for electrochemical devices and methods of producing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63312965A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 高耐食性コ−テイング材 |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP63030470A patent/JP2663479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63312965A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 高耐食性コ−テイング材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01205045A (ja) | 1989-08-17 |
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Legal Events
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |