JP2760837B2 - Diamond coated member and method of manufacturing the same - Google Patents

Diamond coated member and method of manufacturing the same

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JP2760837B2
JP2760837B2 JP1055544A JP5554489A JP2760837B2 JP 2760837 B2 JP2760837 B2 JP 2760837B2 JP 1055544 A JP1055544 A JP 1055544A JP 5554489 A JP5554489 A JP 5554489A JP 2760837 B2 JP2760837 B2 JP 2760837B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はダイヤモンド被覆部材およびその製造方法に
関し、さらに詳しく言うと、充分な結晶性を有していて
薄膜被形成部材との密着性に優れたダイヤモンドとから
なる被覆膜を備えるダイヤモンド被覆部材と、このダイ
ヤモンド被覆部材を被覆膜の成膜速度の向上を図りつつ
良好な再現性の下に効率良く得ることのできるダイヤモ
ンド被覆部材の製造方法とに関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a diamond-coated member and a method for producing the same. More specifically, the present invention has sufficient crystallinity and excellent adhesion to a thin-film member. Of a diamond-coated member provided with a coating film made of a diamond and a diamond-coated member capable of efficiently obtaining the diamond-coated member with good reproducibility while improving the film-forming rate of the coating film And how to.

[従来技術および発明が解決しようとする課題] ダイヤモンドの薄膜は、硬度、耐摩耗性、電気絶縁
性、熱伝導性、赤外線透過性および固体潤滑性などに優
れていることから、たとえば切削工具類、研磨材、耐摩
耗性機械部品、光学部品等の各種部材のハードコート材
や電気・電子材料などに利用されつつある。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Diamond thin films are excellent in hardness, wear resistance, electrical insulation, thermal conductivity, infrared transmission, solid lubricity and the like. , Abrasive materials, wear-resistant mechanical parts, optical parts, etc., are being used as hard coat materials for various members and electric / electronic materials.

ところで、このダイヤモンドの薄膜で被覆してなるダ
イヤモンド被覆部材が所期の性能を発揮するためには、
薄膜被形成部材と薄膜との密着性が優れていなければな
らない。
By the way, in order for the diamond-coated member coated with this diamond thin film to exhibit the expected performance,
The adhesion between the thin film member and the thin film must be excellent.

そこで、ダイヤモンドの薄膜と薄膜被形成部材との密
着性を向上させることを目的として従来より種々の提案
がなされている。
Therefore, various proposals have hitherto been made for the purpose of improving the adhesion between the diamond thin film and the member on which the thin film is formed.

具体的には、基体とダイヤモンド層との間に、金属炭
化物、金属窒化物等の中間層を介在させてなる被覆部材
が種々提案されているが、いずれも中間層とダイヤモン
ド層との密着性に未だ改善の余地がある。
Specifically, various coating members in which an intermediate layer of a metal carbide, a metal nitride, or the like is interposed between the substrate and the diamond layer have been proposed. There is still room for improvement.

また、特開昭62−196371号公報においては、基体上に
非晶質カーボン状構造の層を介して結晶質ダイヤモンド
状構造の外層を形成してなる被覆部材が提案されてい
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-196371 proposes a coating member in which an outer layer having a crystalline diamond-like structure is formed on a substrate via a layer having an amorphous carbon-like structure.

しかしながら、この被覆部材における結晶質ダイヤモ
ンド状構造の外層は結晶性が充分ではないことがあり、
所望の硬度、耐摩耗性等が得られないことがある。
However, the outer layer of the crystalline diamond-like structure in this covering member may not have sufficient crystallinity,
Desired hardness, wear resistance, etc. may not be obtained.

一方、基体上にアモルファスカーボン膜を形成した
後、このアモルファスカーボン膜上にダイヤモンド薄膜
を成長させるダイヤモンド薄膜の形成方法(特開昭62−
241898号公報参照)や擦傷処理した基板上にアモルファ
スのダイヤ膜を形成し、さらにこのアモルファスのダイ
ヤ膜上にダイヤ膜を形成するダイヤモンド被覆素子の製
造方法(特開昭63−277593号公報参照)なども提案され
ている。
On the other hand, after an amorphous carbon film is formed on a substrate, a diamond thin film is formed on the amorphous carbon film.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-277593) and a method of manufacturing a diamond-coated element in which an amorphous diamond film is formed on a substrate subjected to abrasion treatment, and a diamond film is formed on the amorphous diamond film. Etc. have also been proposed.

しかしながら、これらの方法においては、ダイヤモン
ド膜の結晶性の程度の定量化がなされていないので、必
ずしも所望の硬度、耐摩耗性等の性能を有するダイヤモ
ンド薄膜を備えた被覆部材が得られるとは限らないとい
う問題がある。
However, in these methods, since the degree of crystallinity of the diamond film is not quantified, it is not always possible to obtain a coated member provided with a diamond thin film having desired hardness, wear resistance and the like. There is no problem.

また、中間層の形成における炭素源ガスの濃度と外層
の形成における炭素源ガスの濃度とを変化させることに
より、ダイヤモンド膜の密着性の向上を図る方法も提案
されている(特開昭63−288994号公報、同63−307196号
公報等参照)。
Also, a method has been proposed in which the adhesion of a diamond film is improved by changing the concentration of a carbon source gas in the formation of the intermediate layer and the concentration of the carbon source gas in the formation of the outer layer (Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-163). 288994, 63-307196, etc.).

しかしながら、これらの方法も、ダイヤモンド膜の結
晶性の程度を定量化するものではないので、成膜速度の
向上を図ることは、ある程度可能であるものの、所望の
性質を有するダイヤモンド膜を備えたダイヤモンド被覆
部材を良好な再現性の下に効率良く製造することを可能
にするまでには至っていない。
However, these methods also do not quantify the degree of crystallinity of the diamond film. Therefore, although it is possible to improve the film formation rate to some extent, diamond having a diamond film having desired properties is used. It has not yet been possible to efficiently manufacture a coated member with good reproducibility.

本発明は前記の事情に基づいてなされたものである。 The present invention has been made based on the above circumstances.

本発明の目的は、充分な結晶性を有していて薄膜被形
成部材との密着性に優れたダイヤモンドからなる被覆膜
を備えるダイヤモンド被覆部材と、このダイヤモンド被
覆部材を成膜速度の向上を図りつつ良好な再現性の下に
効率良く得ることのできる製造方法とを提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a diamond-coated member having a coating film made of diamond having sufficient crystallinity and excellent adhesion to a thin-film member, and an improvement in the film-forming rate of the diamond-coated member. It is another object of the present invention to provide a manufacturing method which can efficiently obtain a desired reproducibility with good efficiency.

[課題を解決するための手段] 前記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討を重
ねた結果、それぞれが特定の結晶状態であるとともに、
それぞれの厚みが特定の関係にあるダイヤモンド中間層
とダイヤモンド層とを備えるダイヤモンド被覆部材は、
被覆膜の密着性に優れること、およびこのダイヤモンド
被覆部材は、特定の方法により、成膜速度の向上を図り
つつ良好な再現性の下に効率良く得られること、を見い
出して本発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies by the present inventors to solve the problems, each of them has a specific crystalline state,
A diamond coating member including a diamond intermediate layer and a diamond layer, each having a specific thickness,
Achieved the present invention by finding that the coating film has excellent adhesion, and that this diamond-coated member can be efficiently obtained with good reproducibility while improving the film forming rate by a specific method. did.

請求項1の発明の構成は、薄膜被形成部材上にダイヤ
モンド中間層を介してダイヤモンド層を備えるととも
に、前記ダイヤモンド中間層と前記ダイヤモンド層とか
らなる被覆膜の厚みが10μm以下であり、前記ダイヤモ
ンド中間層と前記ダイヤモンド層とがそれぞれ以下の条
件、 前記ダイヤモンド中間層は、厚みd1が0.2〜3μmで
あり、結晶性R<1.0である。
The structure of the invention according to claim 1 includes a diamond layer on a thin film forming member with a diamond intermediate layer interposed therebetween, and a coating film composed of the diamond intermediate layer and the diamond layer has a thickness of 10 μm or less, the diamond intermediate layer diamond layer and each following conditions, the diamond intermediate layer has a thickness d 1 is 0.2 to 3 .mu.m, a crystalline R <1.0.

{ただし、前記結晶性Rはラマンスペクトル強度の強度
比h1/h2であり、h1はダイヤモンド状炭素(DLC)のピー
ク強度と1000cm-1の強度との差[(1550cm-1の強度)−
(1000cm-1の強度)]であり、h2はダイヤモンドのピー
ク強度(1332cm-1の強度)である。} 前記ダイヤモンド層は、厚みd2が0.5〜9μmであ
り、結晶性R>1.2である。
{However, the crystalline R is the intensity ratio h 1 / h 2 of the Raman spectral intensity, h 1 is the intensity of the difference [(1550 cm -1 and the intensity of the peak intensity and 1000 cm -1 of the diamond-like carbon (DLC) )-
(Intensity of 1000 cm −1 )], and h 2 is the peak intensity of diamond (intensity of 1332 cm −1 ). } The diamond layer has a thickness d 2 of 0.5 to 9 μm and a crystallinity R> 1.2.

(ただし、結晶性Rは前記と同じ意味である。) ダイヤモンド中間層の厚みd1<前記ダイヤモンド層の
厚みd2 を満足することを特徴とするダイヤモンド被覆部材であ
り、 請求項2の発明の構成は、前記ダイヤモンド中間層
を、一酸化炭素ガスと水素ガスとからなり一酸化炭素ガ
スの濃度が15%以上である中間層用原料ガスを用いた気
相法により形成した後、前記ダイヤモンド層を、一酸化
炭素ガスと水素ガスとからなり一酸化炭素ガスの濃度が
12%以下であるダイヤモンド層用原料ガスを用いた気相
法により形成することを特徴とする請求項1記載のダイ
ヤモンド被覆部材の製造方法である。
(However, the crystallinity R has the same meaning as described above.) A diamond-coated member that satisfies a thickness d 1 of a diamond intermediate layer <a thickness d 2 of the diamond layer. The diamond intermediate layer is formed by a gas phase method using an intermediate layer raw material gas comprising a carbon monoxide gas and a hydrogen gas and having a carbon monoxide gas concentration of 15% or more. Is composed of carbon monoxide gas and hydrogen gas, and the concentration of carbon monoxide gas is
2. The method for producing a diamond-coated member according to claim 1, wherein the diamond-coated member is formed by a vapor phase method using a diamond layer raw material gas of 12% or less.

請求項1に記載のダイヤモンド被覆部材は、たとえば
第1図に示すように、薄膜被形成部材1上にダイヤモン
ド中間層2とダイヤモンド層3とからなる被覆膜4を備
えるものである。
As shown in FIG. 1, for example, the diamond-coated member according to the first aspect is provided with a coating film 4 composed of a diamond intermediate layer 2 and a diamond layer 3 on a thin-film member 1.

前記薄膜被形成部材の材質としては、特に制限はな
く、たとえばシリコン、アルミニウム、チタン、タング
ステン、モリブデン、コバルト、バナジウム、クロム、
ニオブ等の金属;SiO2、Al2O3、WO等の金属酸化物;SiC、
WC、TiC等の金属炭化物;Si3N4、TiN、AlN等の金属窒化
物;およびこれらの合金、セラミックスなどが挙げられ
る。
The material of the thin film forming member is not particularly limited, for example, silicon, aluminum, titanium, tungsten, molybdenum, cobalt, vanadium, chromium,
Metals such as niobium; metal oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 and WO; SiC,
Metal carbides such as WC and TiC; metal nitrides such as Si 3 N 4 , TiN and AlN; and alloys and ceramics thereof.

前記薄膜被形成部材の形状についても、特に制限はな
く、たとえば板状、棒状、錐状、チップ状(三角,四角
等)、ドリル等の特殊形状などの任意の形状のものを用
いることが可能である。
There is no particular limitation on the shape of the thin film forming member, and any shape such as a plate, a bar, a cone, a chip (a triangle, a square, etc.), and a special shape such as a drill can be used. It is.

前記薄膜被形成部材上に形成する前記ダイヤモンド中
間層は、たとえば第2図に示したようなラマンスペクト
ルにおけるダイヤモンド状炭素(DLC)のピーク強度と1
000cm-1の強度との差[(1550cm-1の強度)−(1000cm
-1の強度)]h1とダイヤモンドのピーク強度(1332cm-1
の強度)h2との比h1/h2により規定される結晶性Rが、
1未満であり、好ましくは0.9以下である。この結晶性
Rが1以上であると、前記薄膜被形成部材との密着性が
充分でななくなることがある。
The diamond intermediate layer formed on the thin film forming member has a peak intensity of diamond-like carbon (DLC) in Raman spectrum as shown in FIG.
The difference between the intensity of 000cm -1 [(strength of 1550cm -1) - (1000cm
Strength of -1)] h 1 and the diamond peak intensity (1332 cm -1
Crystallinity R defined by the ratio h 1 / h 2 to the strength h 2
It is less than 1, preferably 0.9 or less. If the crystallinity R is 1 or more, the adhesion to the thin film-formed member may not be sufficient.

前記ダイヤモンド中間層の厚みは、0.2〜3μmであ
り、好ましくは0.2〜2μmである。
The thickness of the diamond intermediate layer is 0.2 to 3 μm, preferably 0.2 to 2 μm.

前記ダイヤモンド中間層は、たとえば気相法を採用し
て形成することができる。
The diamond intermediate layer can be formed by employing, for example, a gas phase method.

具体的には、炭素源ガスを含有する原料ガスを励起し
て得られるガスを、反応室内に設置した前記薄膜被形成
部材に接触させることにより、前記薄膜被形成部材上に
前記ダイヤモンド中間層を得ることができる。
Specifically, by bringing a gas obtained by exciting a source gas containing a carbon source gas into contact with the thin-film member provided in the reaction chamber, the diamond intermediate layer is formed on the thin-film member. Obtainable.

前記原料ガスは、少なくとも炭素源ガスを含有するも
のであればよいが、少なくとも炭素原子と水素原子とを
含むガスが好ましく、炭素原子と水素原子と酸素原子と
を含むガスは特に好ましい。
The source gas may contain at least a carbon source gas, but is preferably a gas containing at least a carbon atom and a hydrogen atom, and particularly preferably a gas containing a carbon atom, a hydrogen atom and an oxygen atom.

具体的には、前記原料ガスとして、たとえば炭素源ガ
スと水素ガスとの混合ガスを挙げることができる。
Specifically, the source gas may be, for example, a mixed gas of a carbon source gas and a hydrogen gas.

また、所望により、前記原料ガスとともに、不活性ガ
ス等のキャリヤーガスを用いることもできる。
If desired, a carrier gas such as an inert gas can be used together with the raw material gas.

前記炭素源ガスとしては、各種炭化水素、含酸素化合
物、含ハロゲン化合物、含窒素化合物等のガスを使用す
ることができる。
As the carbon source gas, gases such as various hydrocarbons, oxygen-containing compounds, halogen-containing compounds, and nitrogen-containing compounds can be used.

炭化水素化合物としては、例えばメタン、エタン、プ
ロパン、ブタン等のパラフィン系炭化水素;エチレン、
プロピレン、ブチレン等のオレフィン系炭化水素;アセ
チレン、アリレン等のアセチレン系炭化水素;ブタジエ
ン等のジオレフィン系炭化水素;シクロプロパン、シク
ロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式
炭化水素;シクロブタジエン、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、ナフタレン等の芳香族炭化水素;塩化メチル、
臭化メチル、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化
炭化水素などを挙げることができる。
Examples of the hydrocarbon compound include paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane, propane, and butane; ethylene,
Olefin hydrocarbons such as propylene and butylene; acetylene hydrocarbons such as acetylene and allylene; diolefin hydrocarbons such as butadiene; alicyclic hydrocarbons such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane and cyclohexane; cyclobutadiene, benzene , Toluene, xylene, aromatic hydrocarbons such as naphthalene; methyl chloride,
Examples thereof include halogenated hydrocarbons such as methyl bromide, methylene chloride, and carbon tetrachloride.

含酸素化合物としては、例えばアセトン、ジエチルケ
トン、ベンゾフェノン等のケトン類;メタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;
メチルエーテル、エチルエーテル、エチルメチルエーテ
ル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテ
ル、フェノールエーテル、アセタール、環式エーテル
(ジオキサン、エチレンオキシド等)のエーテル類;ア
セトン、ピナコリン、メチルオキシド、芳香族ケトン
(アセトフェノン、ベンゾフェノン等)、ジケトン、環
式ケトン等のケトン類;ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアル
デヒド類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、酪
酸、シュウ酸、酒石酸、ステアリン酸等の有機酸類;酢
酸メチル、酢酸エチル等の酸エステル類;エチレングリ
コール、ジエチレングリコール等の二価アルコール類;
一酸化炭素、二酸化炭素等を挙げることができる。
Examples of the oxygen-containing compound include ketones such as acetone, diethyl ketone and benzophenone; alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol;
Ethers of methyl ether, ethyl ether, ethyl methyl ether, methyl propyl ether, ethyl propyl ether, phenol ether, acetal, cyclic ethers (dioxane, ethylene oxide, etc.); acetone, pinacolin, methyl oxide, aromatic ketones (acetophenone, benzophenone) Ketones such as diketone and cyclic ketone; aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, butyraldehyde, and benzaldehyde; organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, succinic acid, butyric acid, oxalic acid, tartaric acid, and stearic acid; Acid esters such as methyl acetate and ethyl acetate; dihydric alcohols such as ethylene glycol and diethylene glycol;
Examples thereof include carbon monoxide and carbon dioxide.

含窒素化合物としては、例えばトリメチルアミン、ト
リエチルアミンなどのアミン類等を挙げることができ
る。
Examples of the nitrogen-containing compound include, for example, amines such as trimethylamine and triethylamine.

また、前記炭素源ガスとして、単体ではないが、消防
法に規定される第4類危険物;ガソリンなどの第1石油
類、ケロシン、テレピン油、しょう脳油、松根油などの
第2石油類、重油などの第3石油類、ギヤー油、シリン
ダー油など第4石油類などのガスをも使用することがで
きる。また前記各種の炭素化合物を混合して使用するこ
ともできる。
The carbon source gas is not a simple substance, but a fourth class dangerous substance specified by the Fire Service Law; a first petroleum such as gasoline, and a second petroleum such as kerosene, turpentine oil, camphor oil and pine oil. Also, gases such as third petroleum such as heavy oil, and fourth petroleum such as gear oil and cylinder oil can be used. Further, the above-mentioned various carbon compounds may be used as a mixture.

これらの炭素源ガスの中でも、常温で気体または蒸気
圧の高いメタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭
化水素;あるいはアセトン、ベンゾフェノン等のケトン
類、メタノール、エタノール等のアルコール類、一酸化
炭素、二酸化炭素ガス等の含酸素化合物が好ましく、一
酸化炭素は特に好ましい。
Among these carbon source gases, paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane, and propane, which have a high gas or vapor pressure at room temperature; ketones such as acetone and benzophenone; alcohols such as methanol and ethanol; carbon monoxide; Oxygen-containing compounds such as carbon gas are preferred, and carbon monoxide is particularly preferred.

前記水素ガスには、特に制限がなく、たとえば石油類
のガス化、天然ガス、水性ガスなどの変成、水の電解、
鉄と水蒸気との反応、石炭の完全ガス化などにより得ら
れるものを充分に精製したものを用いることができる。
The hydrogen gas is not particularly limited, for example, gasification of petroleum, conversion of natural gas, water gas, etc., electrolysis of water,
A product obtained by a reaction between iron and steam, a complete gasification of coal, or the like, which is sufficiently purified can be used.

前記水素ガスを構成する水素は励起されることにより
原子状水素を形成する。
The hydrogen constituting the hydrogen gas is excited to form atomic hydrogen.

この原子状水素は、硬質炭素の析出と同時に析出する
黒鉛構造の炭素等の非硬質炭素を除去する作用を有す
る。
This atomic hydrogen has an effect of removing non-hard carbon such as graphite-structured carbon which is precipitated simultaneously with the precipitation of hard carbon.

前記原料ガスを励起する手段としては、たとえばマイ
クロ波プラズマCVD法、RFプラズマCVD法、DCプラズマCV
D法、熱フィラメント法、熱CVD法、光CVD法、燃焼炎
法、スパッタリング法などを挙げることができる。
As means for exciting the source gas, for example, microwave plasma CVD, RF plasma CVD, DC plasma CV
D method, hot filament method, thermal CVD method, light CVD method, combustion flame method, sputtering method and the like can be mentioned.

これらの中でも、好ましいのは各種プラズマCVD法
(有磁場CVD法を含む。)である。
Among these, various plasma CVD methods (including a magnetic field CVD method) are preferable.

前記ダイヤモンド中間層上に形成する前記ダイヤモン
ド層は、前記結晶性R>1.2、好ましくはR>1.3、さら
に好ましくはR>1.5である。この結晶性が1.2以下であ
ると、硬度、耐摩耗性等の性質が低下することがある。
The diamond layer formed on the diamond intermediate layer has the crystallinity R> 1.2, preferably R> 1.3, and more preferably R> 1.5. If the crystallinity is 1.2 or less, properties such as hardness and abrasion resistance may decrease.

前記ダイヤモンド層の厚みは、0.5〜9μmであり、
好ましくは1〜9μmである。
The thickness of the diamond layer is 0.5 to 9 μm,
Preferably it is 1 to 9 μm.

前記ダイヤモンド層は、前記ダイヤモンド中間層と同
様に、たとえば気相法を好適に採用して形成することが
できる。
The diamond layer can be formed by suitably employing, for example, a gas phase method, similarly to the diamond intermediate layer.

請求項1に記載のダイヤモンド被覆部材においては、
前記ダイヤモンド中間層の厚みd1と前記ダイヤモンド層
の厚みd2との和(d1+d2)が10μm以下、好ましくは8
μm以下である。この和が10μmを超えると、膜剥離が
生じ易くなる。
In the diamond-coated member according to claim 1,
The sum (d 1 + d 2 ) of the thickness d 1 of the diamond intermediate layer and the thickness d 2 of the diamond layer is 10 μm or less, preferably 8 μm or less.
μm or less. When the sum exceeds 10 μm, film peeling tends to occur.

また、前記ダイヤモンド中間層の厚みd1と前記ダイヤ
モンド層の厚みd2とは、d1<d2の関係を満たすことが必
要である。d1≧d2であると、前記ダイヤモンド中間層お
よび前記ダイヤモンド層からなる被覆膜において、前記
ダイヤモンド層の性質よりも前記ダイヤモンド中間層の
性質が支配的になるので、前記被覆膜の硬度、耐摩耗性
等の性質が低下することがある。
Moreover, the the thickness d 2 of the diamond intermediate layer thickness d 1 and the diamond layer, it is necessary to satisfy the relationship d 1 <d 2. When d 1 ≧ d 2 , in the coating film composed of the diamond intermediate layer and the diamond layer, the property of the diamond intermediate layer becomes more dominant than the property of the diamond layer, and thus the hardness of the coating film And properties such as wear resistance may be reduced.

請求項1に記載のダイヤモンド被覆部材においては、
前記ダイヤモンド中間層および前記ダイヤモンド層それ
ぞれの結晶性を定量化しているとともに、前記ダイヤモ
ンド中間層および前記ダイヤモンド層それぞれの膜厚を
規定しているので、前記ダイヤモンド中間層は前記薄膜
被形成部材との所期の密着性を確実に達成するととも
に、前記ダイヤモンド層は硬度、耐摩耗性等のダイヤモ
ンド層に要求される性質を具備する。
In the diamond-coated member according to claim 1,
Since the crystallinity of each of the diamond intermediate layer and the diamond layer is quantified, and the thickness of each of the diamond intermediate layer and the diamond layer is defined, the diamond intermediate layer is in contact with the thin film forming member. The diamond layer has properties required for the diamond layer, such as hardness and abrasion resistance, while ensuring the desired adhesion.

したがって、請求項1に記載のダイヤモンド被覆部材
は、たとえば切削工具類、研磨材、耐摩耗性機械部品、
光学部品等の各種部材のハードコート材や電気・電子材
料などに好適に利用することができる。
Therefore, the diamond-coated member according to claim 1 is, for example, a cutting tool, an abrasive, a wear-resistant mechanical part,
It can be suitably used as a hard coat material for various members such as optical parts and electric / electronic materials.

そして、このような特長を有する請求項1に記載のダ
イヤモンド被覆部材は、次に詳述する請求項2に記載の
製造方法により、成膜速度の向上を図りつつ良好な再現
性の下に効率良く得ることができる。
The diamond-coated member according to the first aspect having the above-mentioned features is efficiently manufactured under the good reproducibility while improving the film forming rate by the manufacturing method according to the second aspect described in detail below. Can get better.

請求項2に記載の製造方法においては、一酸化炭素ガ
スと水素ガスとからなり一酸化炭素ガスの濃度が15%以
上である中間層用原料ガスを用いた気相法により、前記
薄膜被形成部材上に、前記ダイヤモンド中間層を形成す
る。
In the manufacturing method according to claim 2, the thin film is formed by a gas phase method using a source gas for an intermediate layer comprising a carbon monoxide gas and a hydrogen gas and having a carbon monoxide gas concentration of 15% or more. The diamond intermediate layer is formed on a member.

具体的には、前記薄膜被形成部材を設置した反応室内
に、前記中間層用原料ガスを導入し、前記中間層用原料
ガスを励起して得られるガスを、前記薄膜被形成部材に
接触させることにより、前記薄膜被形成部材上に前記ダ
イヤモンド中間層を得ることができる。
Specifically, the intermediate layer raw material gas is introduced into the reaction chamber in which the thin film forming member is installed, and a gas obtained by exciting the intermediate layer raw material gas is brought into contact with the thin film forming member. Thereby, the diamond intermediate layer can be obtained on the thin film formation member.

使用に供される前記薄膜被形成部材の材質および形状
については、請求項1に記載の前記薄膜被形成部材の材
質および形状と同様である。
The material and shape of the thin film member to be used are the same as the material and shape of the thin film member according to the first aspect.

前記中間層用原料ガスは、一酸化炭素ガスと水素ガス
との混合ガスであって、一酸化炭素ガスの濃度は15%以
上、好ましくは20%以上である。一酸化炭素ガスの濃度
が15%よりも低いと、前記中間層用原料ガスを用いて得
られるダイヤモンド中間層におけるダイヤモンド状炭素
の含有率が低下するので、前記薄膜被形成部材とダイヤ
モンド中間層との密着性が充分ではなくなることがあ
る。
The intermediate layer raw material gas is a mixed gas of carbon monoxide gas and hydrogen gas, and the concentration of carbon monoxide gas is 15% or more, preferably 20% or more. When the concentration of the carbon monoxide gas is lower than 15%, the content of diamond-like carbon in the diamond intermediate layer obtained by using the intermediate layer raw material gas decreases, so that the thin film forming member and the diamond intermediate layer May not have sufficient adhesion.

前記中間層用原料ガスを励起する手段としては、気相
法によりダイヤモンド状炭素を含むダイヤモンド中間層
を形成することのできる方法であれば、特に制限はな
く、たとえば直流または交流アーク放電によりプラズマ
分解する方法、高周波誘導放電によりプラズマ分解する
方法、マイクロ波放電によりプラズマ分解する方法(有
磁場CVD法を含む。)あるいはプラズマ分解をイオン室
またはイオン銃で行なわせ、電界によりイオンを引き出
すイオンビーム法、熱フィラメントによる加熱により熱
分解する熱分解方法(EACVD法を含む。)、さらに燃焼
炎法、スパッタリング法などのいずれをも採用すること
ができる。
The means for exciting the intermediate layer raw material gas is not particularly limited as long as a diamond intermediate layer containing diamond-like carbon can be formed by a gas phase method. Method, plasma decomposition by high-frequency induction discharge, plasma decomposition by microwave discharge (including magnetic field CVD method), or ion beam method in which plasma decomposition is performed in an ion chamber or ion gun and ions are extracted by an electric field Alternatively, any of a pyrolysis method (including an EACVD method) in which pyrolysis is performed by heating with a hot filament, a combustion flame method, a sputtering method, and the like can be employed.

これらの方法においては、通常、以下の条件下に反応
が進行して、前記薄膜被形成部材上に中間層ダイヤモン
ド薄膜が形成される。
In these methods, the reaction usually proceeds under the following conditions to form an intermediate diamond thin film on the thin film forming member.

すなわち、前記薄膜被形成部材の表面の温度は、前記
中間層用原料ガスの励起手段によって異なるので、一概
に決定することはできないが、通常、350〜1,200℃、好
ましくは500〜1,100℃である。たとえばプラズマCVD法
を用いる場合には700〜1,000℃が好ましい。
That is, since the temperature of the surface of the thin film member varies depending on the means for exciting the intermediate layer raw material gas, it cannot be unconditionally determined, but is usually 350 to 1,200 ° C., and preferably 500 to 1,100 ° C. . For example, when the plasma CVD method is used, 700 to 1,000 ° C. is preferable.

前記の温度が、350℃より低いと、前記薄膜被形成部
材上に析出する中間層ダイヤモンド薄膜の析出速度が遅
くなったり、非ダイヤモンド成分を多量に含む膜が析出
したりすることがある。一方、1,200℃より高くして
も、それに見合った効果は奏きれず、エネルギー効率の
点で不利になるとともに、形成されたダイヤモンド中間
層がエッチングされてしまうことがある。
When the temperature is lower than 350 ° C., the deposition rate of the intermediate layer diamond thin film deposited on the thin film forming member may be reduced, or a film containing a large amount of non-diamond components may be deposited. On the other hand, if the temperature is higher than 1,200 ° C., the effect corresponding thereto cannot be achieved, which is disadvantageous in terms of energy efficiency, and the formed diamond intermediate layer may be etched.

反応圧力は、通常、10-6〜103torr、好ましくは10-5t
orr〜760torrである。
The reaction pressure is usually 10 -6 to 10 3 torr, preferably 10 -5 t
orr to 760 torr.

また、必要により、反応室内に磁場を加えた状態で、
前記中間層用原料ガスを励起することもできる。したが
って、この場合には、前記中間層用原料ガスの励起手段
に有磁場−CVD法を好適に採用することができ、たとえ
ば中間層ダイヤモンド薄膜形成面積の拡大を図ることが
できる。
If necessary, with a magnetic field applied to the reaction chamber,
The intermediate layer raw material gas can also be excited. Therefore, in this case, a magnetic field-CVD method can be suitably used as the means for exciting the intermediate layer source gas, and for example, the area for forming the intermediate layer diamond thin film can be increased.

反応応力が10-6torrよりも低いと、前記ダイヤモンド
中間層を形成するダイヤモンド薄膜の析出速度が遅くな
ったり、ダイヤモンド薄膜が析出しなくなったりするこ
とがある。
If the reaction stress is lower than 10 -6 torr, the deposition rate of the diamond thin film forming the diamond intermediate layer may be slow or the diamond thin film may not be deposited.

一方、103torrより高くしてもそれに見合った効果は
奏されないことがある。
On the other hand, if it is higher than 10 3 torr, the corresponding effect may not be obtained.

反応時間は、前記薄膜被形成部材の表面の温度、反応
応力、必要とする膜厚などにより相違するので一概に決
定することはできないが、通常は、5時間以内とするこ
とができる。
The reaction time cannot be determined unconditionally because it varies depending on the temperature of the surface of the thin film member, the reaction stress, the required film thickness, and the like. However, the reaction time can usually be set within 5 hours.

このようにして形成されるダイヤモンド薄膜中間層
は、厚みd1が0.1〜3μm、好ましくは0.2〜2μmであ
り、前記結晶性RがR<1.0、好ましくはR<0.9であ
る。
The diamond thin film intermediate layer thus formed has a thickness d 1 of 0.1 to 3 μm, preferably 0.2 to 2 μm, and the crystallinity R is R <1.0, preferably R <0.9.

請求項2に記載の方法においては、次いで、一酸化炭
素ガスと水素ガスとからなり一酸化炭素ガスの濃度が12
%以下であるダイヤモンド層用原料ガスを用いた気相法
により、前記ダイヤモンド中間層上に前記ダイヤモンド
層を形成する。
In the method according to the second aspect of the present invention, the method further comprises the steps of:
% Of the diamond layer is formed on the diamond intermediate layer by a gas phase method using a diamond layer raw material gas of not more than 10%.

具体的には、前記ダイヤモンド中間層を形成してなる
前記薄膜被形成部材を設置した反応室内に、前記ダイヤ
モンド層用原料ガスを導入し、前記ダイヤモンド層用原
料ガスを励起して得られるガスを、前記ダイヤモンド中
間層に接触させることにより、前記ダイヤモンド中間層
上に前記ダイヤモンド層を得ることができる。
Specifically, the raw material gas for the diamond layer is introduced into a reaction chamber in which the thin film forming member formed with the diamond intermediate layer is installed, and a gas obtained by exciting the raw material gas for the diamond layer is obtained. By bringing the diamond intermediate layer into contact with the diamond intermediate layer, the diamond layer can be obtained on the diamond intermediate layer.

前記ダイヤモンド層用原料ガスは、一酸化炭素ガスと
水素ガスとの混合ガスであって、一酸化炭素ガスの濃度
は12%以下、好ましくは10%以下である。一酸化炭素ガ
スの濃度が12%を超えると、得られるダイヤモンド層の
結晶性が低下して、所期の硬度や耐摩耗性が得られない
ことがある。
The diamond layer raw material gas is a mixed gas of carbon monoxide gas and hydrogen gas, and the concentration of carbon monoxide gas is 12% or less, preferably 10% or less. If the concentration of the carbon monoxide gas exceeds 12%, the crystallinity of the obtained diamond layer is reduced, and the desired hardness and wear resistance may not be obtained.

前記ダイヤモンド層用原料ガスを励起する手段として
は、気相法によりダイヤモンド層を形成することのでき
る方法であれば、特に制限はなく、前記ダイヤモンド中
間層の形成において前記中間層用原料ガスの励起に採用
することのできる方法をいずれも好適に採用することが
できる。
The means for exciting the source gas for the diamond layer is not particularly limited as long as the diamond layer can be formed by a vapor phase method, and the excitation of the source gas for the intermediate layer in the formation of the diamond intermediate layer is not limited. Any of the methods that can be adopted for the present invention can be suitably adopted.

ダイヤモンド層の形成においては、通常、以下の条件
下に反応が進行する。
In the formation of a diamond layer, the reaction usually proceeds under the following conditions.

すなわち、前記ダイヤモンド中間層の表面の温度は、
前記ダイヤモンド層用原料ガスの励起手段によって異な
るので、一概に決定することはできないが、通常、350
〜1,200℃、好ましくは500〜1,100℃である。たとえば
プラズマCVD法を用いる場合には700〜1,000℃が好まし
い。
That is, the temperature of the surface of the diamond intermediate layer is:
Since it depends on the means for exciting the source gas for the diamond layer, it cannot be unconditionally determined, but is usually 350
To 1,200 ° C, preferably 500 to 1,100 ° C. For example, when the plasma CVD method is used, 700 to 1,000 ° C. is preferable.

前記の温度が、350℃より低いと、前記ダイヤモンド
中間層上に析出するダイヤモンド膜の析出速度が遅くな
ったり、非晶性ダイヤモンドを多量に含む膜が析出した
りすることがある。一方、1,200℃よりも高くしても、
それに見合った効果は奏されず、エネルギー効率の点で
不利になるとともに、形成されたダイヤモンド層がエッ
チングされてしまうことがある。
When the temperature is lower than 350 ° C., the deposition rate of the diamond film deposited on the diamond intermediate layer may be reduced, or a film containing a large amount of amorphous diamond may be deposited. On the other hand, even if it is higher than 1,200 ° C,
The effect corresponding thereto is not exhibited, which is disadvantageous in terms of energy efficiency, and the formed diamond layer may be etched.

反応圧力は、通常、10-6〜103torr、好ましくは10-5t
orr〜760torrである。
The reaction pressure is usually 10 -6 to 10 3 torr, preferably 10 -5 t
orr to 760 torr.

また、必要により、反応室内に磁場を加えた状態で、
前記ダイヤモンド層用原料ガスを励起することもでき
る。この場合には、前記ダイヤモンド層用原料ガスの励
起手段に有磁場CVD法を好適に採用することができる。
If necessary, with a magnetic field applied to the reaction chamber,
The source gas for the diamond layer can also be excited. In this case, a magnetic field CVD method can be suitably adopted as the means for exciting the source gas for the diamond layer.

反応圧力が10-6torrよりも低いと、ダイヤモンド薄膜
の成膜速度が遅くなったり、ダイヤモンド薄膜が析出し
なくなったりすることがある。
If the reaction pressure is lower than 10 -6 torr, the deposition rate of the diamond thin film may be slow, or the diamond thin film may not be deposited.

一方、103torrより高くしてもそれに見合った効果は
奏されないことがある。
On the other hand, if it is higher than 10 3 torr, the corresponding effect may not be obtained.

反応時間は、前記ダイヤモンド中間層の表面の温度、
反応圧力、必要とする膜厚などにより相違するので一概
に決定することはできないが、通常は、5時間以内とす
ることができる。
The reaction time is the temperature of the surface of the diamond intermediate layer,
Since it differs depending on the reaction pressure, the required film thickness, and the like, it cannot be unconditionally determined, but usually it can be within 5 hours.

このようにして形成されるダイヤモンド層は、厚みd2
が0.5〜9μm、好ましくは1〜8μmであり、前記結
晶性RがR>1.2、好ましくはR>1.3、さらに好ましく
はR>1.5である。
The diamond layer thus formed has a thickness d 2
Is 0.5 to 9 μm, preferably 1 to 8 μm, and the crystallinity R is R> 1.2, preferably R> 1.3, and more preferably R> 1.5.

また、以上のようにして形成される前記ダイヤモンド
中間層の厚みd1と前記ダイヤモンド層の厚みd2との和
(d1+d2)は10μm以下、好ましくは8μm以下である
とともに、d1<d2である。
The sum (d 1 + d 2 ) of the thickness d 1 of the diamond intermediate layer and the thickness d 2 of the diamond layer formed as described above is 10 μm or less, preferably 8 μm or less, and d 1 < it is d 2.

請求項2に記載の方法によると、充分な結晶性を有し
ていて薄膜被形成部材との密着性に優れたダイヤモンド
からなる被覆膜を備える請求項1に記載のダイヤモンド
被覆部材を、被覆膜の成膜速度の向上を図りつつ良好な
再現性の下に効率良く製造することができる。
According to the method of the second aspect, the diamond-coated member according to the first aspect is provided with a coating film made of diamond having sufficient crystallinity and excellent adhesion to the thin-film member. The film can be efficiently manufactured with good reproducibility while improving the film forming speed of the cover film.

なお、本発明において、前記ダイヤモンド中間層は必
ずしも一層である必要はなく、たとえば結晶性の異なる
中間層を多層に用いてもよいし、また表面層が結晶性ダ
イヤモンドであれば、前記ダイヤモンド中間層を、たと
えば3層や4層にしてもよい。
In the present invention, the diamond intermediate layer is not necessarily required to be a single layer. For example, an intermediate layer having different crystallinity may be used in multiple layers, and if the surface layer is crystalline diamond, the diamond intermediate layer may be used. May be, for example, three or four layers.

[実施例] 次いで、本発明の実施例および比較例を示し、本発明
についてさらに具体的に説明する。
[Examples] Next, examples of the present invention and comparative examples will be shown, and the present invention will be described more specifically.

(実施例1) ダイヤモンド中間層の形成 ダイヤモンド砥粒により予め表面に傷を付けたWC−6
%Co超硬合金からなる板材を薄膜被形成部材としてマイ
クロ波プラズマCVD装置の反応室内に設置した。
(Example 1) Formation of diamond intermediate layer WC-6 whose surface was previously scratched with diamond abrasive grains
A plate made of% Co cemented carbide was used as a thin film forming member and installed in a reaction chamber of a microwave plasma CVD apparatus.

次いで、この反応室内に、一酸化炭素ガスを25SCCM
で、水素ガスを75SCCMで、それぞれ導入し、反応室内の
圧力40torr、薄膜被形成部材温度900℃の条件下に、周
波数2.45GHzのマイクロ波電源の出力を300Wに設定し
た。
Next, 25 SCCM of carbon monoxide gas was introduced into the reaction chamber.
Then, hydrogen gas was introduced at 75 SCCM, respectively, and the output of the microwave power supply with a frequency of 2.45 GHz was set to 300 W under the conditions of a pressure of 40 torr in the reaction chamber and a temperature of the thin film-formed member of 900 ° C.

この条件でマイクロ波放電方式によるプラズマ処理を
30分間行なった。
Under these conditions, plasma treatment by microwave discharge method
Performed for 30 minutes.

反応終了後、薄膜付き板材を反応室から取り出し、薄
膜についてラマン分光分析を行なって、結晶性R1=0.85
であることを確認した。
After completion of the reaction, the plate with the thin film was taken out of the reaction chamber, and the thin film was subjected to Raman spectroscopic analysis to obtain a crystalline R 1 = 0.85
Was confirmed.

また、この薄膜の膜厚は、約1.5μmであった。 The thickness of this thin film was about 1.5 μm.

ダイヤモンド層の形成 次いで、この薄膜付き板材を反応室内に設置して、一
酸化炭素ガスを5SCCMで、水素ガスを95SCCMで、それぞ
れ導入したほかは、前記と同様の条件のマイクロ波放電
方式によるプラズマ処理を60分間行なった。
Formation of diamond layer Then, the plate material with the thin film was placed in the reaction chamber, and plasma was generated by microwave discharge under the same conditions as above except that carbon monoxide gas was introduced at 5 SCCM and hydrogen gas was introduced at 95 SCCM. The treatment was performed for 60 minutes.

反応終了後、ダイヤモンド被覆部材を反応室から取り
出し、薄膜についてラマン分光分析を行なって、結晶性
R2=1.74であることを確認した。また、薄膜被形成部材
上の薄膜の全膜厚は、約4.2μmである。
After the reaction is completed, the diamond-coated member is removed from the reaction chamber, and the thin film is subjected to Raman spectroscopic analysis to determine the crystallinity.
It was confirmed that R 2 = 1.74. The total thickness of the thin film on the thin film member is about 4.2 μm.

このようにして得られたダイヤモンド被覆部材におい
て、膜剥離は全く見られなかった。
No film peeling was observed in the diamond-coated member thus obtained.

また、このダイヤモンド被覆部材につき、微小硬度計
(明石製作所製;MVK−10)を用いて表面硬度を測定した
ところ、ビッカース圧子による圧痕は見られず、104kg/
mm2程度の硬度であることが推測された。
When the surface hardness of the diamond-coated member was measured using a micro hardness tester (MVK-10, manufactured by Akashi Seisakusho), no indentation by a Vickers indenter was observed, and 10 4 kg /
It was estimated that the hardness was about mm 2 .

反応条件および結果を第1表に示す。 Table 1 shows the reaction conditions and results.

(実施例2) 前記実施例1のにおいて、一酸化炭素ガスを25SCCM
で、水素ガスを75SCCMで、それぞれ反応室内に導入する
に代えて、一酸化炭素ガスを30SCCMで、水素ガスを70SC
CMで、それぞれ反応室内に導入したほかは、前記実施例
1と同様にして実施した。
(Example 2) In Example 1, the carbon monoxide gas was changed to 25 SCCM.
Instead of introducing hydrogen gas into the reaction chamber at 75 SCCM, carbon monoxide gas at 30 SCCM and hydrogen gas at 70 SCCM
The procedure was the same as in Example 1 except that each of the components was introduced into the reaction chamber by CM.

反応条件および結果を第1表に示す。 Table 1 shows the reaction conditions and results.

(実施例3) ダイヤモンド中間層の形成 前記実施例1のに形成において、一酸化炭素ガスを
25SCCMで、水素ガスを75SCCMで、それぞれ反応室内に導
入するに代えて、一酸化炭素ガスを40SCCMで、水素ガス
を60SCCMで、それぞれ反応室内に導入するとともに、反
応時間を30分間から20分間に変えたほかは、前記実施例
1のと同様にしてダイヤモンド中間層を形成した。
Example 3 Formation of Diamond Intermediate Layer In the formation of Example 1, the carbon monoxide gas was used.
Instead of introducing hydrogen gas into the reaction chamber at 25 SCCM and 75 SCCM, respectively, introducing carbon monoxide gas at 40 SCCM and hydrogen gas at 60 SCCM into the reaction chamber, and reducing the reaction time from 30 minutes to 20 minutes A diamond intermediate layer was formed in the same manner as in Example 1 except for the change.

ダイヤモンド層の形成 次いで、前記実施例1のにおいて、一酸化炭素ガス
を5SCCMで、水素ガスを95SCCMで、それぞれ反応室内に
導入するに代えて、一酸化炭素ガスを7SCCMで、水素ガ
スを93SCCMで、それぞれ反応室内に導入するとともに、
反応時間を60分間から70分間に変えたほかは、前記実施
例1のと同様にしてダイヤモンド層を形成し、ダイヤ
モンド被覆部材を得た。
Formation of Diamond Layer Next, in Example 1, carbon monoxide gas was supplied at 5 SCCM, hydrogen gas was supplied at 95 SCCM, and hydrogen gas was supplied at 7 SCCM, and hydrogen gas was supplied at 93 SCCM. , While being introduced into the reaction chamber,
A diamond layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the reaction time was changed from 60 minutes to 70 minutes, to obtain a diamond-coated member.

反応条件および結果を第1表に示す。 Table 1 shows the reaction conditions and results.

(比較例1) ダイヤモンド砥粒により予め表面に傷を付けたWC−6
%Co超硬合金からなる板材を薄膜被形成部材としてマイ
クロ波プラズマCVD装置の反応室内に設置した。
(Comparative Example 1) WC-6 whose surface has been previously scratched with diamond abrasive grains
A plate made of% Co cemented carbide was used as a thin film forming member and installed in a reaction chamber of a microwave plasma CVD apparatus.

次いで、この反応室内に、一酸化炭素ガスを5SCCM
で、水素ガスを95SCCMで、それぞれ導入し、反応室内の
圧力40torr、薄膜被形成部材温度900℃の条件下に、周
波数2.45GHzのマイクロ波電源の出力を280Wに設定し
た。
Next, 5 SCCM of carbon monoxide gas was introduced into the reaction chamber.
Then, hydrogen gas was introduced at 95 SCCM, respectively, and the output of the microwave power supply at a frequency of 2.45 GHz was set to 280 W under the conditions of a pressure of 40 torr in the reaction chamber and a temperature of the thin film-formed member of 900 ° C.

この条件でマイクロ波放電方式によるプラズマ処理を
120分間行なってダイヤモンド被覆部材を作成した。
Under these conditions, plasma treatment by microwave discharge method
This was performed for 120 minutes to produce a diamond-coated member.

反応条件および結果を第1表に示す。 Table 1 shows the reaction conditions and results.

(比較例2) 前記比較例1において、一酸化炭素ガスを5SCCMで、
水素ガスを95SCCMで、それぞれ反応室内に導入するのに
代えて、一酸化炭素ガスを30SCCMで、水素ガスを70SCCM
で、それぞれ反応室内に導入したほかは、前記比較例1
と同様にしてダイヤモンド被覆部材を作成した。
Comparative Example 2 In Comparative Example 1, carbon monoxide gas was supplied at 5 SCCM.
Instead of introducing hydrogen gas at 95 SCCM into the reaction chamber, carbon monoxide gas at 30 SCCM and hydrogen gas at 70 SCCM
Comparative Example 1 except that each was introduced into the reaction chamber.
A diamond-coated member was prepared in the same manner as described above.

反応条件および結果を第1表に示す。 Table 1 shows the reaction conditions and results.

(比較例3) ダイヤモンド中間層の形成 前記実施例1のにおいて、反応時間を30分間から60
分間に変えたほかは、前記実施例1のと同様にしてダ
イヤモンド中間層を形成した。
(Comparative Example 3) Formation of Diamond Intermediate Layer In Example 1, the reaction time was changed from 30 minutes to 60 minutes.
A diamond intermediate layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the time was changed to minutes.

ダイヤモンド層の形成 次いで、前記実施例1のにおいて、反応時間を60分
間から20分間に変えたほかは、前記実施例1のと同様
にしてダイヤモンド層を形成し、ダイヤモンド被覆部材
を得た。
Formation of Diamond Layer Next, a diamond layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the reaction time was changed from 60 minutes to 20 minutes to obtain a diamond-coated member.

反応条件および結果を第1表に示す。 Table 1 shows the reaction conditions and results.

(比較例4) 前記比較例3のと同様にしてダイヤモンド中間層を
形成した後、前記実施例1のにおいて、反応時間を60
分間から180分間に変えたほかは、前記実施例1のと
同様にしてダイヤモンド層を形成し、ダイヤモンド被覆
部材を得た。
(Comparative Example 4) After forming a diamond intermediate layer in the same manner as in Comparative Example 3, the reaction time was reduced to 60 in Example 1.
A diamond coating member was obtained by forming a diamond layer in the same manner as in Example 1 except that the time was changed from 180 minutes to 180 minutes.

反応条件および結果を第1表に示す。 Table 1 shows the reaction conditions and results.

(評価) 第1表から明らかなように、請求項2に記載の方法を
採用して製造される請求項1に記載のダイヤモンド被覆
部材は、被覆膜と薄膜被形成部材との密着性に優れて、
膜剥離がなく、しかも、被覆膜の硬度が高いことを確認
した。
(Evaluation) As is clear from Table 1, the diamond-coated member according to claim 1 manufactured by employing the method according to claim 2 has an improved adhesion between the coating film and the thin-film member. Excellent,
It was confirmed that there was no film peeling and that the hardness of the coating film was high.

[発明の効果] (1) 請求項1の発明によると、ダイヤモンド中間層
およびダイヤモンド層それぞれの結晶性を定量化してい
るとともに、ダイヤモンド中間層およびダイヤモンド層
それぞれの膜圧を規定しているので、ダイヤモンド中間
層は前記薄膜被形成部材との所期の密着性を確実に達成
するとともに、前記ダイヤモンド層は硬度、耐摩耗性等
のダイヤモンド層に要求される性質を常に具備するとい
う利点を有するダイヤモンド被覆部材を提供することが
できる。
[Effects of the Invention] (1) According to the invention of claim 1, the crystallinity of each of the diamond intermediate layer and the diamond layer is quantified, and the film pressure of each of the diamond intermediate layer and the diamond layer is defined. The diamond intermediate layer reliably achieves the desired adhesion to the thin film-formed member, and the diamond layer has the advantage of always having the properties required for the diamond layer such as hardness and abrasion resistance. A covering member can be provided.

(2) 請求項2の発明によると、一酸化炭素ガスと水
素ガスとからなり一酸化炭素ガスの濃度が15%以上であ
る中間層用原料ガスを用いた気相法によりダイヤモンド
中間層を形成した後、一酸化炭素ガスと水素ガスとから
なり一酸化炭素ガスの濃度が12%以下であるとダイヤモ
ンド層用原料ガスを用いた気相法によりダイヤモンド層
を形成するので、前記の利点を有する請求項1に記載の
ダイヤモンド被覆部材を、成膜速度の構造を図りつつ良
好な再現性の下に効率良く得ることのできる工業的に有
用なダイヤモンド被覆部材の製造方法を提供することが
できる。
(2) According to the second aspect of the present invention, a diamond intermediate layer is formed by a gas phase method using an intermediate layer raw material gas comprising carbon monoxide gas and hydrogen gas and having a carbon monoxide gas concentration of 15% or more. After that, when the concentration of the carbon monoxide gas is 12% or less, the diamond layer is formed by a vapor phase method using a diamond layer raw material gas, so that the above-mentioned advantages are obtained. It is possible to provide an industrially useful method for producing a diamond-coated member that can efficiently obtain the diamond-coated member according to the first aspect with good reproducibility while achieving a structure of a film forming rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は請求項1の発明のダイヤモンド被覆部材の一例
を示す断面図、第2図はラマンスペクトル測定の一例を
示す説明図である。 1……薄膜被形成部材、2……ダイヤモンド中間層、3
……ダイヤモンド層、4……被覆膜
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the diamond-coated member of the first aspect of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing an example of Raman spectrum measurement. 1 ... thin film member, 2 ... diamond intermediate layer, 3
…… Diamond layer, 4 …… Coating film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−196371(JP,A) 特開 昭62−241898(JP,A) 特開 昭63−288994(JP,A) 特開 昭63−277593(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C30B 28/00 - 35/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-196371 (JP, A) JP-A-62-241898 (JP, A) JP-A-63-288994 (JP, A) JP-A-63-1988 277593 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C30B 28/00-35/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】薄膜被形成部材上にダイヤモンド中間層を
介してダイヤモンド層を備えるとともに、前記ダイヤモ
ンド中間層と前記ダイヤモンド層とからなる被覆膜の厚
みが10μm以下であり、前記ダイヤモンド中間層と前記
ダイヤモンド層とがそれぞれ以下の条件、 前記ダイヤモンド中間層は、厚みd1が0.2〜3μmで
あり、結晶性R<1.0である。 {ただし、前記結晶性Rはラマンスペクトル強度の強度
比h1/h2であり、h1はダイヤモンド状炭素(DLC)のピー
ク強度と1000cm-1の強度との差[(1550cm-1の強度)−
(1000cm-1の強度)]であり、h2はダイヤモンドのピー
ク強度(1332cm-1の強度)である。} 前記ダイヤモンド層は、厚みd2が0.5〜9μmであ
り、結晶性R>1.2である。 (ただし、結晶性Rは前記と同じ意味である。) 前記ダイヤモンド中間層の厚みd1<前記ダイヤモンド
層の厚みd2 を満足することを特徴とするダイヤモンド被覆部材。
A diamond layer is provided on a thin film forming member with a diamond intermediate layer interposed therebetween, and a coating film composed of the diamond intermediate layer and the diamond layer has a thickness of 10 μm or less. It said diamond layer and each following conditions, the diamond intermediate layer has a thickness d 1 is 0.2 to 3 .mu.m, a crystalline R <1.0. {However, the crystalline R is the intensity ratio h 1 / h 2 of the Raman spectral intensity, h 1 is the intensity of the difference [(1550 cm -1 and the intensity of the peak intensity and 1000 cm -1 of the diamond-like carbon (DLC) )-
(Intensity of 1000 cm −1 )], and h 2 is the peak intensity of diamond (intensity of 1332 cm −1 ). } The diamond layer has a thickness d 2 of 0.5 to 9 μm and a crystallinity R> 1.2. (However, the crystallinity R has the same meaning as described above.) A diamond-coated member, wherein the thickness d 1 of the diamond intermediate layer is smaller than the thickness d 2 of the diamond layer.
【請求項2】前記ダイヤモンド中間層を、一酸化炭素ガ
スと水素ガスとからなり一酸化炭素ガスの濃度が15%以
上である中間層用原料ガスを用いた気相法により形成し
た後、前記ダイヤモンド層を、一酸化炭素ガスと水素ガ
スとからなり一酸化炭素ガスの濃度が12%以下であるダ
イヤモンド層用原料ガスを用いた気相法により形成する
ことを特徴とする請求項1記載のダイヤモンド被覆部材
の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the diamond intermediate layer is formed by a gas phase method using an intermediate layer raw material gas comprising a carbon monoxide gas and a hydrogen gas and having a carbon monoxide gas concentration of 15% or more. 2. The diamond layer according to claim 1, wherein the diamond layer is formed by a gas phase method using a source gas for a diamond layer comprising a carbon monoxide gas and a hydrogen gas and having a carbon monoxide gas concentration of 12% or less. A method for producing a diamond-coated member.
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