JP2895468B1 - 化学気相蒸着におけるマスキング方法 - Google Patents
化学気相蒸着におけるマスキング方法Info
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Abstract
【要約】
【課題】 施工品（例えば、締結部品）の必要な箇所だ
けに成膜させ、他の部位には成膜させないようにして、
非常に困難である化学気相蒸着におけるマスキングが容
易に行えるようにする。 【解決手段】 化学気相蒸着（ＣＶＤ）による成膜に際
し、施工品の材質と同程度の熱膨張率を有するマスキン
グ治具２８を用いて成膜不要箇所のマスキングを行い、
施工品の必要な箇所だけに成膜させる。
けに成膜させ、他の部位には成膜させないようにして、
非常に困難である化学気相蒸着におけるマスキングが容
易に行えるようにする。 【解決手段】 化学気相蒸着（ＣＶＤ）による成膜に際
し、施工品の材質と同程度の熱膨張率を有するマスキン
グ治具２８を用いて成膜不要箇所のマスキングを行い、
施工品の必要な箇所だけに成膜させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学気相蒸着（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、
「ＣＶＤ」と略す）による成膜時に、処理品の必要な箇
所だけに成膜させ、他の部位には成膜させないようにす
るマスキング（遮蔽）方法の改良に関するものである。
ｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、
「ＣＶＤ」と略す）による成膜時に、処理品の必要な箇
所だけに成膜させ、他の部位には成膜させないようにす
るマスキング（遮蔽）方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】化学気相蒸着（ＣＶＤ）とは、気体原料
から化学反応を経て、薄膜など固体材料を合成するプロ
セスであり、エレクトロニクスデバイスや工具等の分野
への適用が盛んに行われている。ＣＶＤは、金属、炭化
物、窒化物、酸化物等の様々な材料の合成に用いられて
いる。特に、ＳｉＣ−ＣＶＤ膜は、緻密で１７００℃程
度までの耐酸化性を示すことにより、炭素繊維強化炭素
複合材料やセラミックス繊維強化セラミックス基複合材
料等の耐熱複合材料の耐酸化コーティングとして注目さ
れている。ＣＶＤは、ガスの反応を励起する方法によ
り、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ及びレーザーＣＶＤなど
に分けられるが、上記の高温耐用の耐酸化コーティング
形成には、加熱することにより原料ガスを励起・反応さ
せる熱ＣＶＤが最も適していると考えられる。
から化学反応を経て、薄膜など固体材料を合成するプロ
セスであり、エレクトロニクスデバイスや工具等の分野
への適用が盛んに行われている。ＣＶＤは、金属、炭化
物、窒化物、酸化物等の様々な材料の合成に用いられて
いる。特に、ＳｉＣ−ＣＶＤ膜は、緻密で１７００℃程
度までの耐酸化性を示すことにより、炭素繊維強化炭素
複合材料やセラミックス繊維強化セラミックス基複合材
料等の耐熱複合材料の耐酸化コーティングとして注目さ
れている。ＣＶＤは、ガスの反応を励起する方法によ
り、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ及びレーザーＣＶＤなど
に分けられるが、上記の高温耐用の耐酸化コーティング
形成には、加熱することにより原料ガスを励起・反応さ
せる熱ＣＶＤが最も適していると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】熱ＣＶＤの特長とし
て、付きまわり性が良いことが挙げられ、処理品の全面
に成膜させることができる。しかしながら、例えば、図
６に示すようなセラミックス製分割部材１０からなる組
立体１１にセラミックス繊維１２を巻き付けて締結した
構造のセラミックガスタービン用部品（ノズル・アッセ
ンブリ）では、必要な箇所だけに成膜させ、他の部位に
は成膜させたくないという要求がある。すなわち、図６
の場合には、炭化珪素（ＳｉＣ）のセラミックス繊維１
２の巻き付け構造である繊維締結部１４では、セラミッ
クス繊維のほつれ防止及び耐酸化性の向上を目的とし
て、ＳｉＣ−ＣＶＤ被覆が必要であるが、セラミックス
製分割部材１０の材質である窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）自体
にＳｉＣ−ＣＶＤ膜を形成させると、両者の熱膨張率
（窒化珪素：約３．２×１０-6／K、炭化珪素：約４．
５×１０-6／K）の差異により、高温で成膜されたＳｉ
Ｃ膜がＣＶＤの冷却過程で亀裂を生じ、内側のセラミッ
ク（窒化珪素）まで亀裂伝播して、強度が低下するとい
う問題が生じる。なお、図６において、１６はアウター
リング、１８は静翼である。
て、付きまわり性が良いことが挙げられ、処理品の全面
に成膜させることができる。しかしながら、例えば、図
６に示すようなセラミックス製分割部材１０からなる組
立体１１にセラミックス繊維１２を巻き付けて締結した
構造のセラミックガスタービン用部品（ノズル・アッセ
ンブリ）では、必要な箇所だけに成膜させ、他の部位に
は成膜させたくないという要求がある。すなわち、図６
の場合には、炭化珪素（ＳｉＣ）のセラミックス繊維１
２の巻き付け構造である繊維締結部１４では、セラミッ
クス繊維のほつれ防止及び耐酸化性の向上を目的とし
て、ＳｉＣ−ＣＶＤ被覆が必要であるが、セラミックス
製分割部材１０の材質である窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）自体
にＳｉＣ−ＣＶＤ膜を形成させると、両者の熱膨張率
（窒化珪素：約３．２×１０-6／K、炭化珪素：約４．
５×１０-6／K）の差異により、高温で成膜されたＳｉ
Ｃ膜がＣＶＤの冷却過程で亀裂を生じ、内側のセラミッ
ク（窒化珪素）まで亀裂伝播して、強度が低下するとい
う問題が生じる。なお、図６において、１６はアウター
リング、１８は静翼である。
【０００４】そこで、ＣＶＤによる成膜時には、処理品
の必要な箇所だけに成膜させ、他の部位には成膜させな
いようにするマスキング（遮蔽）を行う必要がある。Ｃ
ＶＤにおけるマスキング方法としては、不要部分を治具
で覆う方法、別の被覆（例えば、黒鉛やＢＮ（窒化ホウ
素）等の塗布など）を行う方法が考えられるが、前者は
ガスシールを行うのに充分な治具は考えられておらず、
後者については、通常塗布時には有機バインダーが不可
欠であり、これから発生するガスが良質なＳｉＣの成膜
を妨げるなどの問題があり、適当な方法がなかった。ま
た、不要部分を治具で覆うマスキング方法の場合、処理
品と熱膨張率の異なる治具を用いたのでは、ＣＶＤによ
る成膜時の高温時に、処理品と治具との熱膨張率の差異
により両者の間に隙間等が生じて、十分なマスキング
（遮蔽）効果が期待できない。
の必要な箇所だけに成膜させ、他の部位には成膜させな
いようにするマスキング（遮蔽）を行う必要がある。Ｃ
ＶＤにおけるマスキング方法としては、不要部分を治具
で覆う方法、別の被覆（例えば、黒鉛やＢＮ（窒化ホウ
素）等の塗布など）を行う方法が考えられるが、前者は
ガスシールを行うのに充分な治具は考えられておらず、
後者については、通常塗布時には有機バインダーが不可
欠であり、これから発生するガスが良質なＳｉＣの成膜
を妨げるなどの問題があり、適当な方法がなかった。ま
た、不要部分を治具で覆うマスキング方法の場合、処理
品と熱膨張率の異なる治具を用いたのでは、ＣＶＤによ
る成膜時の高温時に、処理品と治具との熱膨張率の差異
により両者の間に隙間等が生じて、十分なマスキング
（遮蔽）効果が期待できない。
【０００５】なお、特開平５−２０９２７０号公報に
は、炭化タングステン製のねじれ刃ドリル等の基体の表
面をＣＶＤによるダイヤモンド層で選択的に被覆する方
法において、切削作用等に関与せずダイヤモンドで被覆
する必要のない基体表面の領域を、コバルト、ニッケ
ル、鉄等からなる被覆物質でマスキングすることが記載
されているが、前述した炭素繊維強化炭素複合材料やセ
ラミックス繊維強化セラミックス基複合材料等の耐熱複
合材料の耐酸化コーティング（特に、ＳｉＣ−ＣＶＤ）
に適用できるものではない。
は、炭化タングステン製のねじれ刃ドリル等の基体の表
面をＣＶＤによるダイヤモンド層で選択的に被覆する方
法において、切削作用等に関与せずダイヤモンドで被覆
する必要のない基体表面の領域を、コバルト、ニッケ
ル、鉄等からなる被覆物質でマスキングすることが記載
されているが、前述した炭素繊維強化炭素複合材料やセ
ラミックス繊維強化セラミックス基複合材料等の耐熱複
合材料の耐酸化コーティング（特に、ＳｉＣ−ＣＶＤ）
に適用できるものではない。
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）時に施工
品の材質と同程度の熱膨張率のマスキング治具を用いて
マスキングを行うことにより、施工品の必要な箇所だけ
に成膜させ、他の部位には成膜させないようにして、非
常に困難である化学気相蒸着におけるマスキング（遮
蔽）が容易に行えるＣＶＤのマスキング方法を提供する
ことにある。また、本発明の目的は、化学気相蒸着時に
施工品とマスキング治具との隙間に膨張黒鉛シートをは
さんでマスキングを行うことにより、施工品の寸法精度
が悪かったり表面粗度が粗い場合等においても施工品と
マスキング治具との隙間を埋めて、施工品の必要な箇所
だけに成膜させ、他の部位には成膜させないようにする
ことができるＣＶＤのマスキング方法を提供することに
ある。
で、本発明の目的は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）時に施工
品の材質と同程度の熱膨張率のマスキング治具を用いて
マスキングを行うことにより、施工品の必要な箇所だけ
に成膜させ、他の部位には成膜させないようにして、非
常に困難である化学気相蒸着におけるマスキング（遮
蔽）が容易に行えるＣＶＤのマスキング方法を提供する
ことにある。また、本発明の目的は、化学気相蒸着時に
施工品とマスキング治具との隙間に膨張黒鉛シートをは
さんでマスキングを行うことにより、施工品の寸法精度
が悪かったり表面粗度が粗い場合等においても施工品と
マスキング治具との隙間を埋めて、施工品の必要な箇所
だけに成膜させ、他の部位には成膜させないようにする
ことができるＣＶＤのマスキング方法を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の化学気相蒸着におけるマスキング方法
は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）による成膜に際し、施工品
の材質と同程度の熱膨張率を有するマスキング治具（マ
スキング用カバー）を用いて成膜不要箇所のマスキング
（遮蔽）を行い、施工品の必要な箇所だけに成膜させる
ことを特徴としている。また、本発明の化学気相蒸着に
おけるマスキング方法は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）によ
る成膜で成膜不要箇所のマスキング（遮蔽）を行うに際
し、マスキング治具（マスキング用カバー）と施工品と
の隙間に膨張黒鉛シートを挿入して、施工品の必要な箇
所だけに成膜させることを特徴としている。また、上記
の本発明の方法、すなわち、施工品の材質と同程度の熱
膨張率を有するマスキング治具を用いる方法において、
マスキング治具と施工品との隙間に膨張黒鉛シートを挿
入して、化学気相蒸着による成膜時にマスキング治具と
施工品との隙間を埋めるようにすることが好ましい。
めに、本発明の化学気相蒸着におけるマスキング方法
は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）による成膜に際し、施工品
の材質と同程度の熱膨張率を有するマスキング治具（マ
スキング用カバー）を用いて成膜不要箇所のマスキング
（遮蔽）を行い、施工品の必要な箇所だけに成膜させる
ことを特徴としている。また、本発明の化学気相蒸着に
おけるマスキング方法は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）によ
る成膜で成膜不要箇所のマスキング（遮蔽）を行うに際
し、マスキング治具（マスキング用カバー）と施工品と
の隙間に膨張黒鉛シートを挿入して、施工品の必要な箇
所だけに成膜させることを特徴としている。また、上記
の本発明の方法、すなわち、施工品の材質と同程度の熱
膨張率を有するマスキング治具を用いる方法において、
マスキング治具と施工品との隙間に膨張黒鉛シートを挿
入して、化学気相蒸着による成膜時にマスキング治具と
施工品との隙間を埋めるようにすることが好ましい。
【０００８】また、本発明の化学気相蒸着におけるマス
キング方法は、部品形状に組み立てられた複数のセラミ
ックス製分割部材をセラミックス繊維を用いて締結し、
得られた締結部品の繊維締結部にのみ化学気相蒸着（Ｃ
ＶＤ）を施工して成膜させる方法であって、締結部品の
繊維締結部以外の部位を、締結部品を構成するセラミッ
クス製分割部材の材質と同程度の熱膨張率を有する材料
からなるマスキング治具（マスキング用カバー）を用い
てマスキング（遮蔽）した後、この締結部品に化学気相
蒸着を施工して繊維締結部にのみ成膜させることを特徴
としている（図１、図４参照）。
キング方法は、部品形状に組み立てられた複数のセラミ
ックス製分割部材をセラミックス繊維を用いて締結し、
得られた締結部品の繊維締結部にのみ化学気相蒸着（Ｃ
ＶＤ）を施工して成膜させる方法であって、締結部品の
繊維締結部以外の部位を、締結部品を構成するセラミッ
クス製分割部材の材質と同程度の熱膨張率を有する材料
からなるマスキング治具（マスキング用カバー）を用い
てマスキング（遮蔽）した後、この締結部品に化学気相
蒸着を施工して繊維締結部にのみ成膜させることを特徴
としている（図１、図４参照）。
【０００９】このように、比較的寸法が安定し、表面粗
度が良好な施工品（例えば、締結部品）に対しては、施
工品と同材質又は同程度の熱膨張率を有する材料のマス
キング治具を用いることにより、ＣＶＤのマスキングを
行うことができる。マスキング治具の材料としては、一
例として、原料や製造法等によって熱膨張率をある程度
調整できる等方性黒鉛を用いることができる。なお、等
方性黒鉛は、耐熱性及び高温強度が高く、軽量で安価で
あるため、ＣＶＤのマスキング治具に適している。
度が良好な施工品（例えば、締結部品）に対しては、施
工品と同材質又は同程度の熱膨張率を有する材料のマス
キング治具を用いることにより、ＣＶＤのマスキングを
行うことができる。マスキング治具の材料としては、一
例として、原料や製造法等によって熱膨張率をある程度
調整できる等方性黒鉛を用いることができる。なお、等
方性黒鉛は、耐熱性及び高温強度が高く、軽量で安価で
あるため、ＣＶＤのマスキング治具に適している。
【００１０】また、本発明の化学気相蒸着におけるマス
キング方法は、部品形状に組み立てられた複数のセラミ
ックス製分割部材をセラミックス繊維を用いて締結し、
得られた締結部品の繊維締結部以外の部位をマスキング
治具（マスキング用カバー）を用いてマスキング（遮
蔽）した後、このマスキングされた締結部品に化学気相
蒸着（ＣＶＤ）を施工して繊維締結部にのみ成膜させる
方法であって、マスキング治具と締結部品との隙間に膨
張黒鉛シートを挿入して、化学気相蒸着による成膜時に
マスキング治具と締結部品との隙間を埋めるようにする
ことを特徴としている（図２、図３参照）。
キング方法は、部品形状に組み立てられた複数のセラミ
ックス製分割部材をセラミックス繊維を用いて締結し、
得られた締結部品の繊維締結部以外の部位をマスキング
治具（マスキング用カバー）を用いてマスキング（遮
蔽）した後、このマスキングされた締結部品に化学気相
蒸着（ＣＶＤ）を施工して繊維締結部にのみ成膜させる
方法であって、マスキング治具と締結部品との隙間に膨
張黒鉛シートを挿入して、化学気相蒸着による成膜時に
マスキング治具と締結部品との隙間を埋めるようにする
ことを特徴としている（図２、図３参照）。
【００１１】前記の場合と異なり、寸法精度が悪かった
り、表面粗度が粗い施工品（例えば、締結部品）に対し
ては、どうしてもマスキング治具と施工品との間に隙間
が生じることになるので、この隙間に柔軟な膨張黒鉛シ
ートを挿入することにより、ＣＶＤのマスキングを行う
ことができる。ここで、膨張黒鉛シートとは、天然黒鉛
等を硫酸等で化学的に処理して、黒鉛の層状構造の層間
に挿入物を作製した後、この処理された黒鉛を高温で急
速に加熱して、層間内の挿入物を分解・ガス化すること
により、黒鉛層間を押し広げて柔軟な膨張黒鉛とし、こ
の膨張黒鉛を、有機バインダー等を使用せずに、連続的
に加圧してシート状にしたものであり、ガスケット、パ
ッキング、断熱材等として用いられるものである。この
膨張黒鉛シートは、柔軟であると同時に、黒鉛の六角網
状面格子が多数積層された構造を有しているので、方向
によって物性が大きく異なり、厚さ方向の熱膨張率が著
しく高い（代表値：２７×１０-6／K）という特性があ
る。このために、マスキング治具と施工品との隙間に膨
張黒鉛シートを挿入しておけば、ＣＶＤによる成膜時の
高温時（例えば、熱ＣＶＤでは約１０００〜約１３５０
℃）に、膨張黒鉛シートが膨張してマスキング治具と施
工品との隙間を効果的に埋めることができる。さらに、
膨張黒鉛シートは３０００℃以上までの高温にも耐用可
能であるという使いやすさも備えている。
り、表面粗度が粗い施工品（例えば、締結部品）に対し
ては、どうしてもマスキング治具と施工品との間に隙間
が生じることになるので、この隙間に柔軟な膨張黒鉛シ
ートを挿入することにより、ＣＶＤのマスキングを行う
ことができる。ここで、膨張黒鉛シートとは、天然黒鉛
等を硫酸等で化学的に処理して、黒鉛の層状構造の層間
に挿入物を作製した後、この処理された黒鉛を高温で急
速に加熱して、層間内の挿入物を分解・ガス化すること
により、黒鉛層間を押し広げて柔軟な膨張黒鉛とし、こ
の膨張黒鉛を、有機バインダー等を使用せずに、連続的
に加圧してシート状にしたものであり、ガスケット、パ
ッキング、断熱材等として用いられるものである。この
膨張黒鉛シートは、柔軟であると同時に、黒鉛の六角網
状面格子が多数積層された構造を有しているので、方向
によって物性が大きく異なり、厚さ方向の熱膨張率が著
しく高い（代表値：２７×１０-6／K）という特性があ
る。このために、マスキング治具と施工品との隙間に膨
張黒鉛シートを挿入しておけば、ＣＶＤによる成膜時の
高温時（例えば、熱ＣＶＤでは約１０００〜約１３５０
℃）に、膨張黒鉛シートが膨張してマスキング治具と施
工品との隙間を効果的に埋めることができる。さらに、
膨張黒鉛シートは３０００℃以上までの高温にも耐用可
能であるという使いやすさも備えている。
【００１２】また、上記の本発明の方法、すなわち、化
学気相蒸着による成膜時に、締結部品（施工品）の繊維
締結部以外の部位を、締結部品を構成するセラミックス
製分割部材の材質と同程度の熱膨張率を有する材料から
なるマスキング治具を用いてマスキング（遮蔽）する方
法において、マスキング治具と締結部品との隙間に膨張
黒鉛シートを挿入して、マスキング治具と締結部品との
隙間を埋めるようにすることが好ましい。このように、
よりシール性を求めるためには、施工品と同材質又は同
程度の熱膨張率を有する材料のマスキング治具を用いる
とともに、マスキング治具と施工品との隙間に膨張黒鉛
シートを挿入することが必要となる。
学気相蒸着による成膜時に、締結部品（施工品）の繊維
締結部以外の部位を、締結部品を構成するセラミックス
製分割部材の材質と同程度の熱膨張率を有する材料から
なるマスキング治具を用いてマスキング（遮蔽）する方
法において、マスキング治具と締結部品との隙間に膨張
黒鉛シートを挿入して、マスキング治具と締結部品との
隙間を埋めるようにすることが好ましい。このように、
よりシール性を求めるためには、施工品と同材質又は同
程度の熱膨張率を有する材料のマスキング治具を用いる
とともに、マスキング治具と施工品との隙間に膨張黒鉛
シートを挿入することが必要となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態によ
る化学気相蒸着におけるマスキング方法を実施している
状態を示している。本実施の形態は、処理品（ここで
は、一例として、締結部品）と同程度の熱膨張率を有す
る材料のマスキング治具を用いるとともに、マスキング
治具と処理品との隙間に膨張黒鉛シートを挿入するもの
である。図１に示すように、セラミックス製分割部材２
０からなる組立体にセラミックス繊維２２を巻き付けて
締結した構造の締結部品２４において、セラミックス繊
維２２の巻き付け構造である繊維締結部２６では、セラ
ミックス繊維のほつれ防止及び耐酸化性の向上のため
に、化学気相蒸着（ＣＶＤ）による被覆が必要である
が、繊維締結部２６以外の部位では、セラミックス製分
割部材１０の材料とＣＶＤ膜との熱膨張率の差異に起因
する亀裂の発生等を防止するために、ＣＶＤのマスキン
グ（遮蔽）が必要である。なお、セラミックス製分割部
材２０からなる組立体にセラミックス繊維２２を巻き付
けて締結した後、締結部品２４の繊維締結部２６に、有
機珪素ポリマー等の含浸・転化やＣＶＩ（化学気相含
浸）等によりセラミックス・マトリックスを付与してか
ら、ＣＶＤによる被覆を行う場合もある。
いて説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態によ
る化学気相蒸着におけるマスキング方法を実施している
状態を示している。本実施の形態は、処理品（ここで
は、一例として、締結部品）と同程度の熱膨張率を有す
る材料のマスキング治具を用いるとともに、マスキング
治具と処理品との隙間に膨張黒鉛シートを挿入するもの
である。図１に示すように、セラミックス製分割部材２
０からなる組立体にセラミックス繊維２２を巻き付けて
締結した構造の締結部品２４において、セラミックス繊
維２２の巻き付け構造である繊維締結部２６では、セラ
ミックス繊維のほつれ防止及び耐酸化性の向上のため
に、化学気相蒸着（ＣＶＤ）による被覆が必要である
が、繊維締結部２６以外の部位では、セラミックス製分
割部材１０の材料とＣＶＤ膜との熱膨張率の差異に起因
する亀裂の発生等を防止するために、ＣＶＤのマスキン
グ（遮蔽）が必要である。なお、セラミックス製分割部
材２０からなる組立体にセラミックス繊維２２を巻き付
けて締結した後、締結部品２４の繊維締結部２６に、有
機珪素ポリマー等の含浸・転化やＣＶＩ（化学気相含
浸）等によりセラミックス・マトリックスを付与してか
ら、ＣＶＤによる被覆を行う場合もある。
【００１４】図１おいて、例えば、セラミックス繊維２
２が炭化珪素（ＳｉＣ）であって、セラミックス製分割
部材２０が窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）である場合、繊維締結
部２６はＳｉＣ−ＣＶＤ被覆し、それ以外の部位はマス
キングしてＳｉＣ膜を形成させないようにする必要があ
る。そこで、締結部品２４を構成するセラミックス製分
割部材２０（ここでは、窒化珪素）と同程度の熱膨張率
を有する等方性黒鉛等のマスキング治具２８を用いて、
繊維締結部２６以外の部位をマスキングし、繊維締結部
２６だけにＣＶＤによるＳｉＣ膜を形成させるようにす
る。また、図１では膨張黒鉛シートの図示を省略してい
るが、図１の一点鎖線で囲まれた円内は、図２、図３に
示すように、マスキング治具２８と締結部品２４との隙
間３０に膨張黒鉛シート３２が挿入されており、セッテ
ィング時には、図２に示すように、隙間３０が埋まって
いないが、ＣＶＤによる成膜時の高温時（例えば、約１
３５０℃）には、図３に示すように、膨張黒鉛シート３
２が厚さ方向に膨張して、マスキング治具２８と締結部
品２４との隙間を効果的に埋めるようになっている。Ｃ
ＶＤ処理後は、締結部品２４からマスキング治具２８を
取り外し、締結部品２４に付着した膨張黒鉛シート３２
の断片等を除去すれば部品の完成である。なお、図１〜
図３では、構成をわかりやすくするために、マスキング
治具２８のみ断面で図示している。また、締結部品２４
の寸法精度が高く表面粗度が良好な場合等は、膨張黒鉛
シートを用いない構成とすることも可能である。
２が炭化珪素（ＳｉＣ）であって、セラミックス製分割
部材２０が窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）である場合、繊維締結
部２６はＳｉＣ−ＣＶＤ被覆し、それ以外の部位はマス
キングしてＳｉＣ膜を形成させないようにする必要があ
る。そこで、締結部品２４を構成するセラミックス製分
割部材２０（ここでは、窒化珪素）と同程度の熱膨張率
を有する等方性黒鉛等のマスキング治具２８を用いて、
繊維締結部２６以外の部位をマスキングし、繊維締結部
２６だけにＣＶＤによるＳｉＣ膜を形成させるようにす
る。また、図１では膨張黒鉛シートの図示を省略してい
るが、図１の一点鎖線で囲まれた円内は、図２、図３に
示すように、マスキング治具２８と締結部品２４との隙
間３０に膨張黒鉛シート３２が挿入されており、セッテ
ィング時には、図２に示すように、隙間３０が埋まって
いないが、ＣＶＤによる成膜時の高温時（例えば、約１
３５０℃）には、図３に示すように、膨張黒鉛シート３
２が厚さ方向に膨張して、マスキング治具２８と締結部
品２４との隙間を効果的に埋めるようになっている。Ｃ
ＶＤ処理後は、締結部品２４からマスキング治具２８を
取り外し、締結部品２４に付着した膨張黒鉛シート３２
の断片等を除去すれば部品の完成である。なお、図１〜
図３では、構成をわかりやすくするために、マスキング
治具２８のみ断面で図示している。また、締結部品２４
の寸法精度が高く表面粗度が良好な場合等は、膨張黒鉛
シートを用いない構成とすることも可能である。
【００１５】なお、セラミックス繊維として炭化珪素以
外のセラミックスを用いることも勿論可能であり、この
場合のＣＶＤ被覆もその材質に合わせて適宜変更するこ
とができる。また、締結部品を構成するセラミックス製
分割部材として窒化珪素以外のセラミックスを用いるこ
とも勿論可能である。また、マスキング治具は、等方性
黒鉛に限らず、締結部品を構成するセラミックスと同材
質又は同程度の熱膨張率を有する材料であれば使用可能
である。
外のセラミックスを用いることも勿論可能であり、この
場合のＣＶＤ被覆もその材質に合わせて適宜変更するこ
とができる。また、締結部品を構成するセラミックス製
分割部材として窒化珪素以外のセラミックスを用いるこ
とも勿論可能である。また、マスキング治具は、等方性
黒鉛に限らず、締結部品を構成するセラミックスと同材
質又は同程度の熱膨張率を有する材料であれば使用可能
である。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の好適な実施例について説明
する。３分割された窒化珪素のセラミック部品の組立体
に、繊維径が約１００μmの炭化珪素繊維をフィラメン
ト・ワインディング法にて巻き付け、略円筒状の締結複
合体として締結一体化した後、有機珪素ポリマーによる
含浸及び不活性ガス雰囲気で約１０００℃の熱処理（転
化処理）を行って製造したガスタービン用の締結部品
（ＧＧＴノズル・アッセンブリ）に対して、この締結部
品の繊維締結部以外の部位を、窒化珪素（熱膨張率：約
３．２×１０-6／K）とほぼ同じ熱膨張率を有する等方
性黒鉛のマスキング治具で覆い、マスキング治具と締結
部品との隙間に厚さ２mmの膨張黒鉛シートを挿入した。
この状態で、約１３００℃で四塩化珪素、メタン、水素
を原料ガスとしてＳｉＣ−ＣＶＤ処理を１０時間実施し
た。ＳｉＣ−ＣＶＤ処理後に、マスキング治具等を除去
したところ、繊維締結部だけに約１００μm厚さの良
好、かつ、緻密なＳｉＣ膜が形成されており、マスキン
グ（遮蔽）した部分にＳｉＣの成膜は確認できなかっ
た。
する。３分割された窒化珪素のセラミック部品の組立体
に、繊維径が約１００μmの炭化珪素繊維をフィラメン
ト・ワインディング法にて巻き付け、略円筒状の締結複
合体として締結一体化した後、有機珪素ポリマーによる
含浸及び不活性ガス雰囲気で約１０００℃の熱処理（転
化処理）を行って製造したガスタービン用の締結部品
（ＧＧＴノズル・アッセンブリ）に対して、この締結部
品の繊維締結部以外の部位を、窒化珪素（熱膨張率：約
３．２×１０-6／K）とほぼ同じ熱膨張率を有する等方
性黒鉛のマスキング治具で覆い、マスキング治具と締結
部品との隙間に厚さ２mmの膨張黒鉛シートを挿入した。
この状態で、約１３００℃で四塩化珪素、メタン、水素
を原料ガスとしてＳｉＣ−ＣＶＤ処理を１０時間実施し
た。ＳｉＣ−ＣＶＤ処理後に、マスキング治具等を除去
したところ、繊維締結部だけに約１００μm厚さの良
好、かつ、緻密なＳｉＣ膜が形成されており、マスキン
グ（遮蔽）した部分にＳｉＣの成膜は確認できなかっ
た。
【００１７】本発明の実施例において、図４はＳｉＣ−
ＣＶＤ施工時の状態を示しており、図５はＳｉＣ−ＣＶ
Ｄ施工後のガスタービン用部品（ＧＧＴノズル・アッセ
ンブリ）を示している。図４に示すように、ＳｉＣ−Ｃ
ＶＤ施工時、締結部品３４の繊維締結部３６以外の部位
はマスキング治具３８で覆われている。また、図５に示
すように、ＳｉＣ−ＣＶＤ施工後のガスタービン用部品
（ＧＧＴノズル・アッセンブリ）４０は、繊維締結部３
６のみに良好なＳｉＣ膜が形成され、繊維締結部３６以
外の部位（マスキングした箇所）にＳｉＣ膜は形成され
ていない。
ＣＶＤ施工時の状態を示しており、図５はＳｉＣ−ＣＶ
Ｄ施工後のガスタービン用部品（ＧＧＴノズル・アッセ
ンブリ）を示している。図４に示すように、ＳｉＣ−Ｃ
ＶＤ施工時、締結部品３４の繊維締結部３６以外の部位
はマスキング治具３８で覆われている。また、図５に示
すように、ＳｉＣ−ＣＶＤ施工後のガスタービン用部品
（ＧＧＴノズル・アッセンブリ）４０は、繊維締結部３
６のみに良好なＳｉＣ膜が形成され、繊維締結部３６以
外の部位（マスキングした箇所）にＳｉＣ膜は形成され
ていない。
【００１８】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 化学気相蒸着（ＣＶＤ）時に施工品（例えば、
締結部品）の材質と同材質又は同程度の熱膨張率のマス
キング治具を用いてマスキング（遮蔽）を行うので、施
工品の必要な箇所だけに成膜させ、他の部位には成膜さ
せないようにすることができ、非常に困難である化学気
相蒸着におけるマスキングが容易に行える。 （２） 化学気相蒸着時に施工品（例えば、締結部品）
とマスキング治具との隙間に膨張黒鉛シートをはさんで
マスキングを行うので、施工品の寸法精度が悪かったり
表面粗度が粗い場合等においても施工品とマスキング治
具との隙間を埋めて、施工品の必要な箇所だけに成膜さ
せ、他の部位には成膜させないようにすることができ
る。 （３） 施工品と同材質又は同程度の熱膨張率を有する
材料のマスキング治具を用いるとともに、マスキング治
具と施工品との隙間に膨張黒鉛シートを挿入する場合
は、より優れたシール性が確保されるので、化学気相蒸
着におけるマスキングが一層効果的に行える。 （４） 化学気相蒸着におけるマスキングが効果的に行
えるので、化学気相蒸着による成膜が不要箇所に及ば
ず、熱膨張率の差異に起因する亀裂の発生等が防止さ
れ、部品の強度が低下するという問題が解消される。 （５） 膨張黒鉛シートは有機バインダー等を使用して
いないので、化学気相蒸着時に成膜を妨げるガス等が発
生することもなく、良好な成膜が行える。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 化学気相蒸着（ＣＶＤ）時に施工品（例えば、
締結部品）の材質と同材質又は同程度の熱膨張率のマス
キング治具を用いてマスキング（遮蔽）を行うので、施
工品の必要な箇所だけに成膜させ、他の部位には成膜さ
せないようにすることができ、非常に困難である化学気
相蒸着におけるマスキングが容易に行える。 （２） 化学気相蒸着時に施工品（例えば、締結部品）
とマスキング治具との隙間に膨張黒鉛シートをはさんで
マスキングを行うので、施工品の寸法精度が悪かったり
表面粗度が粗い場合等においても施工品とマスキング治
具との隙間を埋めて、施工品の必要な箇所だけに成膜さ
せ、他の部位には成膜させないようにすることができ
る。 （３） 施工品と同材質又は同程度の熱膨張率を有する
材料のマスキング治具を用いるとともに、マスキング治
具と施工品との隙間に膨張黒鉛シートを挿入する場合
は、より優れたシール性が確保されるので、化学気相蒸
着におけるマスキングが一層効果的に行える。 （４） 化学気相蒸着におけるマスキングが効果的に行
えるので、化学気相蒸着による成膜が不要箇所に及ば
ず、熱膨張率の差異に起因する亀裂の発生等が防止さ
れ、部品の強度が低下するという問題が解消される。 （５） 膨張黒鉛シートは有機バインダー等を使用して
いないので、化学気相蒸着時に成膜を妨げるガス等が発
生することもなく、良好な成膜が行える。
【図１】本発明の実施の形態による化学気相蒸着におけ
るマスキング方法を実施している状態を示す概略構成図
である。
るマスキング方法を実施している状態を示す概略構成図
である。
【図２】図１の一点鎖線で囲まれた円内を示すセッティ
ング時の拡大図である。
ング時の拡大図である。
【図３】図１の一点鎖線で囲まれた円内を示す化学気相
蒸着時の拡大図である。
蒸着時の拡大図である。
【図４】本発明の実施例におけるＳｉＣ−ＣＶＤ施工時
の状態を示す斜視図である。
の状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例におけるＳｉＣ−ＣＶＤ施工後
のガスタービン用部品を示す斜視図である。
のガスタービン用部品を示す斜視図である。
【図６】セラミックガスタービン用締結部品の作製状態
の一例を示す概念的斜視図である。
の一例を示す概念的斜視図である。
１０、２０ セラミックス製分割部材 １１ 組立体 １２、２２ セラミックス繊維 １４、２６、３６ 繊維締結部 １６ アウターリング １８ 静翼 ２４、３４ 締結部品 ２８、３８ マスキング治具 ３０ 隙間 ３２ 膨張黒鉛シート ４０ ガスタービン用部品（ＧＧＴノズル・アッセンブ
リ）
リ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/04 C04B 41/87
Claims (6)
- 【請求項１】 化学気相蒸着による成膜に際し、施工品
の材質と同程度の熱膨張率を有するマスキング治具を用
いて成膜不要箇所のマスキングを行い、施工品の必要な
箇所だけに成膜させることを特徴とする化学気相蒸着に
おけるマスキング方法。 - 【請求項２】 化学気相蒸着による成膜で成膜不要箇所
のマスキングを行うに際し、マスキング治具と施工品と
の隙間に膨張黒鉛シートを挿入して、施工品の必要な箇
所だけに成膜させることを特徴とする化学気相蒸着にお
けるマスキング方法。 - 【請求項３】 マスキング治具と施工品との隙間に膨張
黒鉛シートを挿入して、化学気相蒸着による成膜時にマ
スキング治具と施工品との隙間を埋めるようにする請求
項１記載の化学気相蒸着におけるマスキング方法。 - 【請求項４】 部品形状に組み立てられた複数のセラミ
ックス製分割部材をセラミックス繊維を用いて締結し、
得られた締結部品の繊維締結部にのみ化学気相蒸着を施
工して成膜させる方法であって、締結部品の繊維締結部
以外の部位を、締結部品を構成するセラミックス製分割
部材の材質と同程度の熱膨張率を有する材料からなるマ
スキング治具を用いてマスキングした後、この締結部品
に化学気相蒸着を施工して繊維締結部にのみ成膜させる
ことを特徴とする化学気相蒸着におけるマスキング方
法。 - 【請求項５】 部品形状に組み立てられた複数のセラミ
ックス製分割部材をセラミックス繊維を用いて締結し、
得られた締結部品の繊維締結部以外の部位をマスキング
治具を用いてマスキングした後、このマスキングされた
締結部品に化学気相蒸着を施工して繊維締結部にのみ成
膜させる方法であって、マスキング治具と締結部品との
隙間に膨張黒鉛シートを挿入して、化学気相蒸着による
成膜時にマスキング治具と締結部品との隙間を埋めるよ
うにすることを特徴とする化学気相蒸着におけるマスキ
ング方法。 - 【請求項６】 マスキング治具と締結部品との隙間に膨
張黒鉛シートを挿入して、化学気相蒸着による成膜時に
マスキング治具と締結部品との隙間を埋めるようにする
請求項４記載の化学気相蒸着におけるマスキング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9074298A JP2895468B1 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 化学気相蒸着におけるマスキング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9074298A JP2895468B1 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 化学気相蒸着におけるマスキング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2895468B1 true JP2895468B1 (ja) | 1999-05-24 |
| JPH11269646A JPH11269646A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=14007047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9074298A Expired - Fee Related JP2895468B1 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 化学気相蒸着におけるマスキング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2895468B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6219238B2 (ja) * | 2014-06-24 | 2017-10-25 | 東洋炭素株式会社 | サセプタ及びその製造方法 |
| KR101671671B1 (ko) * | 2016-05-25 | 2016-11-01 | 주식회사 티씨케이 | 반도체 제조용 부품의 재생방법과 그 재생장치 및 재생부품 |
-
1998
- 1998-03-18 JP JP9074298A patent/JP2895468B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11269646A (ja) | 1999-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |