JP2703419B2 - 高機能材料膜 - Google Patents
高機能材料膜Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気かみそり刃やその他
の刃物に形成される高硬度を有する材料の被膜に関する
ものである。
の刃物に形成される高硬度を有する材料の被膜に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開昭61-106767号公報や、特
開昭62-382号公報に、刃先に真空蒸着処理を施しながら
イオン注入処理を施し、刃先表面に硬質の混合層を形成
する技術が開示されている。
開昭62-382号公報に、刃先に真空蒸着処理を施しながら
イオン注入処理を施し、刃先表面に硬質の混合層を形成
する技術が開示されている。
【０００３】ところが前者においては真空蒸着処理、及
びイオン注入処理を効果的に行うための具体的な諸条件
が開示されておらず、単なる刃先表面の改質方法の概念
の説明が開示されているだけである。
びイオン注入処理を効果的に行うための具体的な諸条件
が開示されておらず、単なる刃先表面の改質方法の概念
の説明が開示されているだけである。
【０００４】また後者においては蒸着条件、イオン加速
電圧、イオン注入量等の条件が示されているものの、こ
れらの条件とは左記の硬度との関係、膜の構造と硬度及
び色調との関係については開示されておらず、どの条件
が刃物に対してもっとも適しているのかが不明瞭であ
る。
電圧、イオン注入量等の条件が示されているものの、こ
れらの条件とは左記の硬度との関係、膜の構造と硬度及
び色調との関係については開示されておらず、どの条件
が刃物に対してもっとも適しているのかが不明瞭であ
る。
【０００５】このように従来の技術では刃先に高硬度の
被膜処理を行う場合において、膜の構造と硬度あるいは
色調等との関係については十分な研究がなされていなか
った。
被膜処理を行う場合において、膜の構造と硬度あるいは
色調等との関係については十分な研究がなされていなか
った。
【０００６】しかも最近の電気製品の傾向として、搭載
される技術レベルの高さが商品の付加価値を高める重要
なファクタ−になっており、特に消費者に対して有効な
ファクタ−はその製品の概観及び色彩であるから、この
色彩を被膜で制御することができれば好都合となる。
される技術レベルの高さが商品の付加価値を高める重要
なファクタ−になっており、特に消費者に対して有効な
ファクタ−はその製品の概観及び色彩であるから、この
色彩を被膜で制御することができれば好都合となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記従来技術に鑑み、被膜の色彩と硬度
を、該被膜の組成により調整し、製品の付加価値を高め
る被膜を形成することである。
する課題は、上記従来技術に鑑み、被膜の色彩と硬度
を、該被膜の組成により調整し、製品の付加価値を高め
る被膜を形成することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
される、高硬度材料原子と、窒素と、酸素とを成分とす
る高機能材料膜において、上記高機能材料膜の上記基板
との界面近傍は、上記高硬度材料原子と、窒素と、酸素
とを成分とし、上記膜中に含まれる酸素の割合を（膜中
の酸素の重量）／｛（膜中の窒素の重量）＋（膜中の酸
素の重量）｝で表したときにその値が５〜８０％の範囲
にあり、上記高機能材料膜の干渉によりその色調を変化
させることを特徴とする。また、上記高硬度材料原子は
ジルコニウムまたはチタンであることを特徴とする。
される、高硬度材料原子と、窒素と、酸素とを成分とす
る高機能材料膜において、上記高機能材料膜の上記基板
との界面近傍は、上記高硬度材料原子と、窒素と、酸素
とを成分とし、上記膜中に含まれる酸素の割合を（膜中
の酸素の重量）／｛（膜中の窒素の重量）＋（膜中の酸
素の重量）｝で表したときにその値が５〜８０％の範囲
にあり、上記高機能材料膜の干渉によりその色調を変化
させることを特徴とする。また、上記高硬度材料原子は
ジルコニウムまたはチタンであることを特徴とする。
【０００９】
【作用】このような高硬度の被膜を刃物等に形成するこ
とにより、耐摩耗性を向上できるとともに所望の色を自
由に作ることができる。
とにより、耐摩耗性を向上できるとともに所望の色を自
由に作ることができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の高機能材料膜を電気かみそり刃
に対する窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）被膜について図面
を用いて詳細に説明する。
に対する窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）被膜について図面
を用いて詳細に説明する。
【００１１】図１は上記窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）被
膜を形成するための真空蒸着及びイオン注入装置を示
し、１は１０-5〜１０-7Ｔｏｒｒに排気される真空チャ
ンバ、２は該真空チャンバ１内に配置されて図の矢印方
向に１０〜２０ｒｐｍの速度で回転可能にされた基板ホ
ルダ、３はニッケル（Ｎｉ）の基板、４は電子ビームに
よって高硬度材料原子としてのジルコニウム（Ｚｒ）原
子を蒸発させ前記基板３に向けて放射する蒸発源、５は
前記基板３の方向に窒素イオン（Ｎ+）あるいは酸素イ
オン（Ｏ+）を放射するか、または窒素ガス（Ｎ2）ある
いは酸素ガス（Ｏ 2）を供給するかのいずれかを行うこ
とができるアシストイオンガンである。
膜を形成するための真空蒸着及びイオン注入装置を示
し、１は１０-5〜１０-7Ｔｏｒｒに排気される真空チャ
ンバ、２は該真空チャンバ１内に配置されて図の矢印方
向に１０〜２０ｒｐｍの速度で回転可能にされた基板ホ
ルダ、３はニッケル（Ｎｉ）の基板、４は電子ビームに
よって高硬度材料原子としてのジルコニウム（Ｚｒ）原
子を蒸発させ前記基板３に向けて放射する蒸発源、５は
前記基板３の方向に窒素イオン（Ｎ+）あるいは酸素イ
オン（Ｏ+）を放射するか、または窒素ガス（Ｎ2）ある
いは酸素ガス（Ｏ 2）を供給するかのいずれかを行うこ
とができるアシストイオンガンである。
【００１２】次に上記の装置を用いて本発明の高機能材
料膜を形成するいくつかの実施例について説明する。 ［第１実施例］気体雰囲気中で蒸発源４より高硬度材料
の原子を基板３に向けて放射することによって被膜を形
成する方法について説明する。この時の気体としてはＮ
2及びＯ2の混合ガスを用い、蒸発源４からはＺｒを蒸発
させるものとする。
料膜を形成するいくつかの実施例について説明する。 ［第１実施例］気体雰囲気中で蒸発源４より高硬度材料
の原子を基板３に向けて放射することによって被膜を形
成する方法について説明する。この時の気体としてはＮ
2及びＯ2の混合ガスを用い、蒸発源４からはＺｒを蒸発
させるものとする。
【００１３】まず真空チャンバ１内にＮ2ガス及びＯ2ガ
スを１．５×１０-4Ｔｏｒｒの分圧になるように供給す
る。
スを１．５×１０-4Ｔｏｒｒの分圧になるように供給す
る。
【００１４】続いて蒸発源４を駆動し、高硬度材料原子
としてＺｒ原子を蒸発させて前記基板３の表面に放射す
る。この時のＺｒ原子の蒸発速度は基板３上での成膜速
度に換算して６５０Å／ｍｉｎ．に設定した。これによ
りＺｒ原子とＮ2ガス及びＯ2ガスが反応し、基板３上に
Ｏ2が含まれたＺｒＮ被膜が形成される。
としてＺｒ原子を蒸発させて前記基板３の表面に放射す
る。この時のＺｒ原子の蒸発速度は基板３上での成膜速
度に換算して６５０Å／ｍｉｎ．に設定した。これによ
りＺｒ原子とＮ2ガス及びＯ2ガスが反応し、基板３上に
Ｏ2が含まれたＺｒＮ被膜が形成される。
【００１５】以上の工程を４分３０秒ほど行い、基板３
の表面に膜厚約０．３μｍの、酸素を含むＺｒＮの薄膜
を形成した。この薄膜は透光性の膜であり、硬度はビッ
カ−スで１４００Ｈｖであった。
の表面に膜厚約０．３μｍの、酸素を含むＺｒＮの薄膜
を形成した。この薄膜は透光性の膜であり、硬度はビッ
カ−スで１４００Ｈｖであった。
【００１６】一方、上記の方法においてＮ2及びＯ2の混
合ガスの代わりにＮ2ガスのみを３．０×１０-4Ｔｏｒ
ｒの分圧になるように供給するほかは同様にして被膜の
形成を行った結果、透光性の膜ができ、そのビッカ−ス
硬度は１５００Ｈｖであった。
合ガスの代わりにＮ2ガスのみを３．０×１０-4Ｔｏｒ
ｒの分圧になるように供給するほかは同様にして被膜の
形成を行った結果、透光性の膜ができ、そのビッカ−ス
硬度は１５００Ｈｖであった。
【００１７】上記の方法において膜に含まれるＯのＮ＋
Ｏに対する比を５〜８０％の範囲で変化させることによ
って、膜の色調を変化させることができるがこのことに
ついては後述する。 ［第２実施例］気体のアシストイオンを薄膜を形成する
ための基板に向けて照射すると同時に、蒸発源４より高
硬度材料の原子を基板３に向けて放射することによって
該基板３の表面に気体イオンの作用を受けた高硬度材料
原子からなる被膜を形成する方法について説明する。
Ｏに対する比を５〜８０％の範囲で変化させることによ
って、膜の色調を変化させることができるがこのことに
ついては後述する。 ［第２実施例］気体のアシストイオンを薄膜を形成する
ための基板に向けて照射すると同時に、蒸発源４より高
硬度材料の原子を基板３に向けて放射することによって
該基板３の表面に気体イオンの作用を受けた高硬度材料
原子からなる被膜を形成する方法について説明する。
【００１８】まず真空チャンバ１内を１０-5〜１０-7Ｔ
ｏｒｒに排気し、アシストイオンガン５にＮ2及びＯ2ガ
スを共に１．５×１０-4Ｔｏｒｒになるように供給する
ことによってＮ+及びＯ+イオンを取り出し、これら各イ
オンを基板３の表面に照射する。この時のＮ+及びＯ+イ
オンの加速電圧は２５０ｅＶ、イオン電流密度は０．２
ｍＡ／ｃｍ2で設定した。
ｏｒｒに排気し、アシストイオンガン５にＮ2及びＯ2ガ
スを共に１．５×１０-4Ｔｏｒｒになるように供給する
ことによってＮ+及びＯ+イオンを取り出し、これら各イ
オンを基板３の表面に照射する。この時のＮ+及びＯ+イ
オンの加速電圧は２５０ｅＶ、イオン電流密度は０．２
ｍＡ／ｃｍ2で設定した。
【００１９】また、前記Ｎ+及びＯ+イオンの照射と同時
に蒸発源４を駆動し、Ｚｒ原子を蒸発させて基板３の表
面に放射する。この時のＺｒの蒸発速度は基板３上での
成膜速度に換算して６５０Å／ｍｉｎ．に設定した。
に蒸発源４を駆動し、Ｚｒ原子を蒸発させて基板３の表
面に放射する。この時のＺｒの蒸発速度は基板３上での
成膜速度に換算して６５０Å／ｍｉｎ．に設定した。
【００２０】以上の工程を４分３０秒程度行い、基板３
の表面に膜厚約０．３μｍの、酸素を含むＺｒＮの薄膜
を形成した。この膜もやはり透光性を有しビッカ−ス硬
度は１４５０Ｈｖであった。
の表面に膜厚約０．３μｍの、酸素を含むＺｒＮの薄膜
を形成した。この膜もやはり透光性を有しビッカ−ス硬
度は１４５０Ｈｖであった。
【００２１】一方、上記の方法においてＯ2ガスの供給
を行わず、Ｎ2ガスを３．０×１０-4Ｔｏｒｒの分圧に
なるようにアシストイオンガンに供給する他は同様にし
て被膜の形成を行った結果、透光性の膜ができ、そのビ
ッカ−ス硬度は１５００Ｈｖであった。
を行わず、Ｎ2ガスを３．０×１０-4Ｔｏｒｒの分圧に
なるようにアシストイオンガンに供給する他は同様にし
て被膜の形成を行った結果、透光性の膜ができ、そのビ
ッカ−ス硬度は１５００Ｈｖであった。
【００２２】上記の方法においても膜に含まれるＯのＮ
＋Ｏに対する比を５〜８０％の範囲で変化させることに
よって、膜の色調を変化させることができるがこのこと
については後述する。 ［第３実施例］常温で気体となる原子のイオンを薄膜に
形成するための基板に向けて照射すると同時に蒸発源よ
り高硬度材料の原子を前記基板に向けて放射することに
よって、該基板の表面に前記イオンの作用を受けた高硬
度材料原子からなる第１薄膜層を形成するとともに、前
記気体の雰囲気中で前記蒸発源より高硬度材料を前記第
１薄膜層に向けて放射することによって該第１薄膜層の
表面に第２薄膜層を形成する被膜の形成方法について説
明する。尚、この時の被膜の断面図を図２に示す。
＋Ｏに対する比を５〜８０％の範囲で変化させることに
よって、膜の色調を変化させることができるがこのこと
については後述する。 ［第３実施例］常温で気体となる原子のイオンを薄膜に
形成するための基板に向けて照射すると同時に蒸発源よ
り高硬度材料の原子を前記基板に向けて放射することに
よって、該基板の表面に前記イオンの作用を受けた高硬
度材料原子からなる第１薄膜層を形成するとともに、前
記気体の雰囲気中で前記蒸発源より高硬度材料を前記第
１薄膜層に向けて放射することによって該第１薄膜層の
表面に第２薄膜層を形成する被膜の形成方法について説
明する。尚、この時の被膜の断面図を図２に示す。
【００２３】まず、１０-5Ｔｏｒｒに排気し、アシスト
イオンガン５にＮ2ガスを３．０×１０-4Ｔｏｒｒの分
圧になるように供給し、Ｎ+イオンを取り出して、これ
を基板３の表面に照射する。この時のＮ+イオンの加速
電圧は７００ｅＶ、イオン電流密度は０．３８ｍＡ／ｃ
ｍ2に設定した。
イオンガン５にＮ2ガスを３．０×１０-4Ｔｏｒｒの分
圧になるように供給し、Ｎ+イオンを取り出して、これ
を基板３の表面に照射する。この時のＮ+イオンの加速
電圧は７００ｅＶ、イオン電流密度は０．３８ｍＡ／ｃ
ｍ2に設定した。
【００２４】また、Ｎ+イオンの照射と同時に蒸発源４
を駆動し、高硬度材料原子としてのＺｒ原子を蒸発させ
て前記基板３の表面に放射する。この時のＺｒの蒸発速
度は基板３上での成膜速度に換算して６５０Å／ｍｉ
ｎ．に設定した。
を駆動し、高硬度材料原子としてのＺｒ原子を蒸発させ
て前記基板３の表面に放射する。この時のＺｒの蒸発速
度は基板３上での成膜速度に換算して６５０Å／ｍｉ
ｎ．に設定した。
【００２５】以上の工程を３０秒から１分程度行い、基
板３の表面に膜厚０．０２５〜０．０５μｍのＺｒＮの
第１薄膜層６を形成した。
板３の表面に膜厚０．０２５〜０．０５μｍのＺｒＮの
第１薄膜層６を形成した。
【００２６】次にＮ+イオンの照射を止めて、前記イオ
ンガン５よりイオン化されていないＮ2ガスを前記チャ
ンバ１内に供給するとともに、このＮ2雰囲気中で蒸発
源４よりＺｒ原子を基板３上の前記第１薄膜層６表面に
向かって放射した。この時のＺｒの蒸発速度は第１薄膜
層６表面での成膜速度に換算して６５０Å／ｍｉｎ．に
設定した。
ンガン５よりイオン化されていないＮ2ガスを前記チャ
ンバ１内に供給するとともに、このＮ2雰囲気中で蒸発
源４よりＺｒ原子を基板３上の前記第１薄膜層６表面に
向かって放射した。この時のＺｒの蒸発速度は第１薄膜
層６表面での成膜速度に換算して６５０Å／ｍｉｎ．に
設定した。
【００２７】以上の工程を４分から４分３０秒程度行
い、前記ＺｒＮの第１薄膜層６表面に、膜厚０．２６〜
０．２９μｍを有するもう１層のＺｒＮの第２薄膜層７
を形成した。
い、前記ＺｒＮの第１薄膜層６表面に、膜厚０．２６〜
０．２９μｍを有するもう１層のＺｒＮの第２薄膜層７
を形成した。
【００２８】以上の二つの工程の結果、基板３表面に膜
厚０．３μｍの酸素を含むＺｒＮ被膜が形成されること
になる。この時の被膜のビッカ−ス硬度は約１５００Ｈ
ｖであり、透光性を有する膜であった。
厚０．３μｍの酸素を含むＺｒＮ被膜が形成されること
になる。この時の被膜のビッカ−ス硬度は約１５００Ｈ
ｖであり、透光性を有する膜であった。
【００２９】尚、上記のように一般にアシストイオンを
用いたときには基板３での温度上昇が７℃／ｍｉｎ．、
ガス雰囲気のみの利用では２℃／ｍｉｎ．である。
用いたときには基板３での温度上昇が７℃／ｍｉｎ．、
ガス雰囲気のみの利用では２℃／ｍｉｎ．である。
【００３０】図３は第３実施例においてＮ2ガスの分圧
を１．３×１０-4〜５．０×１０-4Ｔｏｒｒまで変化さ
せて形成した膜の電気抵抗率の測定結果を示したもので
ある。この図を見るとＮ2ガスの分圧１．３×１０-4の
とき電気抵抗率が１．５×１０-3Ωｃｍで、また５．０
×１０-4Ｔｏｒｒのときは１．５Ωｃｍであってこの間
Ｎ2ガスの分圧に対して電気抵抗率の対数は比例関係に
あり、しかもＮ2ガスの分圧が大きくなるほど膜の抵抗
率が増大することが分かる。
を１．３×１０-4〜５．０×１０-4Ｔｏｒｒまで変化さ
せて形成した膜の電気抵抗率の測定結果を示したもので
ある。この図を見るとＮ2ガスの分圧１．３×１０-4の
とき電気抵抗率が１．５×１０-3Ωｃｍで、また５．０
×１０-4Ｔｏｒｒのときは１．５Ωｃｍであってこの間
Ｎ2ガスの分圧に対して電気抵抗率の対数は比例関係に
あり、しかもＮ2ガスの分圧が大きくなるほど膜の抵抗
率が増大することが分かる。
【００３１】ところで一般的にＺｒＮ膜の電気抵抗率は
２１．１μΩｃｍであり、且つＺｒＯ2は絶縁体である
ことが知られている。しかも前記形成膜の組成を分析し
た結果、酸素が検出された。これらのことにより形成さ
れた膜は酸素を含んだＺｒＮ膜であることが分かった。
そして第３実施例においてＮ2ガスの代わりにＮ2ガスと
Ｏ2ガスとを用いても同様の膜が形成されることも確認
されており、第３実施例においてはチャンバ１内に残留
している酸素が膜の形成に関与したと思われる。
２１．１μΩｃｍであり、且つＺｒＯ2は絶縁体である
ことが知られている。しかも前記形成膜の組成を分析し
た結果、酸素が検出された。これらのことにより形成さ
れた膜は酸素を含んだＺｒＮ膜であることが分かった。
そして第３実施例においてＮ2ガスの代わりにＮ2ガスと
Ｏ2ガスとを用いても同様の膜が形成されることも確認
されており、第３実施例においてはチャンバ１内に残留
している酸素が膜の形成に関与したと思われる。
【００３２】上記の方法において膜に含まれるＯのＮ＋
Ｏに対する比を５〜８０％の範囲で変化させることによ
って、膜の色調を変化させることができるがこのことに
ついては後述する。 ［膜の色調調整１］ 図４は上記第１〜第３実施例に記載の形成方法を用いて
酸素を含むＺｒＮ膜を形成するに際し、形成された膜中
のＮ及びＯの総重量に対するＯの重量の構成比（Ｏ／Ｎ
＋Ｏ）（％）を変えて膜を形成したときのビッカ−ス硬
度（Ｈｖ）及び色調の変化を示したものである。例えば
構成比が５％のときビッカ−ス硬度は約１６００Ｈｖで
あり、色調は金色である。また構成比が８０％のときビ
ッカ−ス硬度は約１１５０Ｈｖであり、色調は透明度の
高い干渉色である。そして構成比が５〜８０％の間では
その構成比を変化させることによって高いビッカ−ス硬
度の範囲を維持したまま透明度を変えて色調を変化させ
ることができるので、必要に応じて種々の色（金色から
干渉色にわたる）を呈する膜を形成することが可能とな
る。尚構成比が５％以下あるいは８０％以上ではビッカ
−ス硬度及び色調とも殆ど変化がみられず色調の調整に
は好ましくない。 ［第４実施例］ 次にＴｉＮ被膜について、気体のアシストイオンを薄膜
を形成するための基板に向けて照射すると同時に、蒸発
源より高硬度材料の原子を前記基板に向けて放射するこ
とによって該基板の表面に前記気体イオンの作用を受け
た高硬度材料原子からなる膜を形成する方法について説
明する。
Ｏに対する比を５〜８０％の範囲で変化させることによ
って、膜の色調を変化させることができるがこのことに
ついては後述する。 ［膜の色調調整１］ 図４は上記第１〜第３実施例に記載の形成方法を用いて
酸素を含むＺｒＮ膜を形成するに際し、形成された膜中
のＮ及びＯの総重量に対するＯの重量の構成比（Ｏ／Ｎ
＋Ｏ）（％）を変えて膜を形成したときのビッカ−ス硬
度（Ｈｖ）及び色調の変化を示したものである。例えば
構成比が５％のときビッカ−ス硬度は約１６００Ｈｖで
あり、色調は金色である。また構成比が８０％のときビ
ッカ−ス硬度は約１１５０Ｈｖであり、色調は透明度の
高い干渉色である。そして構成比が５〜８０％の間では
その構成比を変化させることによって高いビッカ−ス硬
度の範囲を維持したまま透明度を変えて色調を変化させ
ることができるので、必要に応じて種々の色（金色から
干渉色にわたる）を呈する膜を形成することが可能とな
る。尚構成比が５％以下あるいは８０％以上ではビッカ
−ス硬度及び色調とも殆ど変化がみられず色調の調整に
は好ましくない。 ［第４実施例］ 次にＴｉＮ被膜について、気体のアシストイオンを薄膜
を形成するための基板に向けて照射すると同時に、蒸発
源より高硬度材料の原子を前記基板に向けて放射するこ
とによって該基板の表面に前記気体イオンの作用を受け
た高硬度材料原子からなる膜を形成する方法について説
明する。
【００３３】真空チャンバ１内を１０-5〜１０-7Ｔｏｒ
ｒに排気し、アシストイオンガン５にＮ2ガス及びＯ2ガ
スをともに１．５×１０-4Ｔｏｒｒになるように供給
し、Ｎ +イオンを取り出して、これを基板３の表面に照
射する。この時のＮ+とＯ+イオンの加速電圧は２５０ｅ
Ｖ、イオン電流密度０．３ｍＡ／ｃｍ2に設定した。
ｒに排気し、アシストイオンガン５にＮ2ガス及びＯ2ガ
スをともに１．５×１０-4Ｔｏｒｒになるように供給
し、Ｎ +イオンを取り出して、これを基板３の表面に照
射する。この時のＮ+とＯ+イオンの加速電圧は２５０ｅ
Ｖ、イオン電流密度０．３ｍＡ／ｃｍ2に設定した。
【００３４】一方、Ｎ+イオンの照射と同時に蒸発源４
を駆動し、高硬度材料原子としてのＴｉ原子を蒸発させ
て前記基板３の表面に放射する。この時のＴｉの蒸発速
度は基板３上での成膜速度に換算して７５０Å／ｍｉ
ｎ．に設定した。
を駆動し、高硬度材料原子としてのＴｉ原子を蒸発させ
て前記基板３の表面に放射する。この時のＴｉの蒸発速
度は基板３上での成膜速度に換算して７５０Å／ｍｉ
ｎ．に設定した。
【００３５】以上の工程を４分程度行い、基板３の表面
に約０．３μｍの酸素が含まれたＴｉＮ薄膜を形成し
た。この時の膜は透光性の膜であり、ビッカ−ス硬度は
１８５０Ｈｖであった。
に約０．３μｍの酸素が含まれたＴｉＮ薄膜を形成し
た。この時の膜は透光性の膜であり、ビッカ−ス硬度は
１８５０Ｈｖであった。
【００３６】又上記において、Ｏ2ガスを供給せずにＮ2
分圧を３．０×１０-4Ｔｏｒｒの分圧になるように供給
し、同様に膜形成を行った場合でも、透光性の膜が得ら
れそのビッカ−ス硬度は１９００Ｈｖであった。 ［膜の色調調整２］ 図５は上記第４実施例に記載の形成方法を用いて酸素を
含むＴｉＮ被膜を形成するに際し、形成された膜中のＮ
及びＯの総重量に対するＯの重量の構成比（Ｏ／Ｎ＋
Ｏ）（％）を変えて膜を形成した時のビッカ−ス硬度
（Ｈｖ）及び色調の変化を示したものである。
分圧を３．０×１０-4Ｔｏｒｒの分圧になるように供給
し、同様に膜形成を行った場合でも、透光性の膜が得ら
れそのビッカ−ス硬度は１９００Ｈｖであった。 ［膜の色調調整２］ 図５は上記第４実施例に記載の形成方法を用いて酸素を
含むＴｉＮ被膜を形成するに際し、形成された膜中のＮ
及びＯの総重量に対するＯの重量の構成比（Ｏ／Ｎ＋
Ｏ）（％）を変えて膜を形成した時のビッカ−ス硬度
（Ｈｖ）及び色調の変化を示したものである。
【００３７】例えば構成比が５％のときビッカ−ス硬度
は約２１００Ｈｖであり、色調は透明度の高い干渉色で
ある。そして構成比が５〜８０％の間ではその構成比を
変化させることによって高いビッカ−ス硬度の範囲を維
持したまま透明度を変えて色調を変化させることができ
るので、必要に応じて種々の色（金色から干渉色にわた
る）を呈する膜を形成することが可能となる。
は約２１００Ｈｖであり、色調は透明度の高い干渉色で
ある。そして構成比が５〜８０％の間ではその構成比を
変化させることによって高いビッカ−ス硬度の範囲を維
持したまま透明度を変えて色調を変化させることができ
るので、必要に応じて種々の色（金色から干渉色にわた
る）を呈する膜を形成することが可能となる。
【００３８】尚、構成比が５％以下あるいは８０％以上
ではビッカ−ス硬度及び色調とも殆ど変化が見られず色
調の調整には好ましくない。
ではビッカ−ス硬度及び色調とも殆ど変化が見られず色
調の調整には好ましくない。
【００３９】
【発明の効果】本発明は以上の説明の如く、高硬度材料
原子と、窒素と、酸素とを成分とする膜であって、該膜
中に含まれる酸素の割合を（膜中の酸素の重量）／
｛（膜中の窒素の重量）＋（膜中の酸素の重量）｝で表
したときにその値が５〜８０％の範囲にある膜であるか
ら高い硬度を有し、且つ酸素の含有量を制御するだけで
簡単に表面の色調を変化させることのできる膜が得ら
れ、電気かみそりの刃等の刃物に対し耐摩耗性能性を高
め、且つ色調の付加価値を高めることが可能となる。
原子と、窒素と、酸素とを成分とする膜であって、該膜
中に含まれる酸素の割合を（膜中の酸素の重量）／
｛（膜中の窒素の重量）＋（膜中の酸素の重量）｝で表
したときにその値が５〜８０％の範囲にある膜であるか
ら高い硬度を有し、且つ酸素の含有量を制御するだけで
簡単に表面の色調を変化させることのできる膜が得ら
れ、電気かみそりの刃等の刃物に対し耐摩耗性能性を高
め、且つ色調の付加価値を高めることが可能となる。
【図１】本発明の高機能材料膜を形成する装置の一実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図２】形成された基板表面の被膜を示す断面図であ
る。
る。
【図３】膜形成時の窒素分圧と膜の電気抵抗率の関係を
示す図である。
示す図である。
【図４】ＺｒＮ膜中の酸素重量構成比と膜の硬度及び色
調との関係を示す図である。
調との関係を示す図である。
【図５】ＴｉＮ膜中の酸素重量構成比と膜の硬度及び色
調との関係を示す図である。
調との関係を示す図である。
１ チャンバ ２ 基板ホルダ ３ 基板 ４ 蒸発源 ５ アシストイオンガン ６ 第１薄膜層 ７ 第２薄膜層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−247350（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−149159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−72866（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に形成される、高硬度材料原子と、
窒素と、酸素とを成分とする高機能材料膜において、 上記高機能材料膜の上記基板との界面近傍は、上記高硬
度材料原子と、窒素と、酸素とを成分とし、 上記 膜中に含まれる酸素の割合を（膜中の酸素の重量）
／｛（膜中の窒素の重量）＋（膜中の酸素の重量）｝で
表したときにその値が５〜８０％の範囲にあり、上記高
機能材料膜の干渉によりその色調を変化させることを特
徴とする高機能材料膜。 - 【請求項２】上記高硬度材料原子はジルコニウムまたは
チタンであることを特徴とする請求項１記載の高機能材
料膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139071A JP2703419B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 高機能材料膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139071A JP2703419B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 高機能材料膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04365848A JPH04365848A (ja) | 1992-12-17 |
| JP2703419B2 true JP2703419B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15236817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139071A Expired - Fee Related JP2703419B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 高機能材料膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703419B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109576643A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-05 | 科汇纳米技术（深圳）有限公司 | 一种TiSiVN多组元复合梯度刀具涂层及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63247350A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-14 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 外装部品 |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP3139071A patent/JP2703419B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04365848A (ja) | 1992-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |