JP3223234B2 - レーザ加工用吸光体 - Google Patents
レーザ加工用吸光体Info
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- Japan
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- light
- crystal
- crystals
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工用吸光体、特
に、Ｆｅ結晶の集合体より構成され、高い吸光率を有す
るレーザ加工用吸光体に関する。
に、Ｆｅ結晶の集合体より構成され、高い吸光率を有す
るレーザ加工用吸光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の吸光体としては、被加工
部材表面に塗布形成されるグラファイト製皮膜が知られ
ている。
部材表面に塗布形成されるグラファイト製皮膜が知られ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら塗布によ
るグラファイト製皮膜にはむらが生じ易いため、皮膜全
体に亘り均一な吸光能を発揮させて吸光率を向上させる
ことが難しい、という問題があった。
るグラファイト製皮膜にはむらが生じ易いため、皮膜全
体に亘り均一な吸光能を発揮させて吸光率を向上させる
ことが難しい、という問題があった。
【０００４】本発明は前記に鑑み、全体に亘り均一な吸
光能を発揮させて吸光率を向上させることができるよう
にした前記レーザ加工用吸光体を提供することを目的と
する。
光能を発揮させて吸光率を向上させることができるよう
にした前記レーザ加工用吸光体を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ加工
用吸光体は、六角錐状Ｆｅ結晶の集合体より構成され、
それら六角錐状Ｆｅ結晶の、受光面における面積率Ａが
Ａ＝１００％であり、また前記六角錐状Ｆｅ結晶の平均
粒径ｄと、前記受光面に照射されるレーザ光の波長λと
の比ｄ／λがｄ／λ≧０．９４であることを特徴とす
る。
用吸光体は、六角錐状Ｆｅ結晶の集合体より構成され、
それら六角錐状Ｆｅ結晶の、受光面における面積率Ａが
Ａ＝１００％であり、また前記六角錐状Ｆｅ結晶の平均
粒径ｄと、前記受光面に照射されるレーザ光の波長λと
の比ｄ／λがｄ／λ≧０．９４であることを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】六角錐状Ｆｅ結晶の面積率ＡをＡ＝１００％に
設定すると、それら六角錐状Ｆｅ結晶を受光面全体に亘
り均一に分散させて相隣る両六角錐状Ｆｅ結晶により多
数の谷を形成することが可能となる。
設定すると、それら六角錐状Ｆｅ結晶を受光面全体に亘
り均一に分散させて相隣る両六角錐状Ｆｅ結晶により多
数の谷を形成することが可能となる。
【０００７】このような受光面においては、それに照射
されて多数の微細な六角錐状Ｆｅ結晶の斜面に当ったレ
ーザ光の一部は吸収され、また他部は反射されるが、そ
の反射レーザ光は隣接する六角錐状Ｆｅ結晶の斜面に当
り、この入射、反射が繰返される。この場合、レーザ光
が相隣る両六角錐状Ｆｅ結晶間の谷から出られる確率を
大幅に低くして吸光体の吸光率を向上させるためには谷
の深さ、したがって六角錐状Ｆｅ結晶の高さとレーザ光
の波長λとの間に所定の関係を成立させることが必要と
なる。
されて多数の微細な六角錐状Ｆｅ結晶の斜面に当ったレ
ーザ光の一部は吸収され、また他部は反射されるが、そ
の反射レーザ光は隣接する六角錐状Ｆｅ結晶の斜面に当
り、この入射、反射が繰返される。この場合、レーザ光
が相隣る両六角錐状Ｆｅ結晶間の谷から出られる確率を
大幅に低くして吸光体の吸光率を向上させるためには谷
の深さ、したがって六角錐状Ｆｅ結晶の高さとレーザ光
の波長λとの間に所定の関係を成立させることが必要と
なる。
【０００８】ところが、六角錐状Ｆｅ結晶は微細であっ
て、その高さを特定することは難しい。そこで、六角錐
状Ｆｅ結晶においては、高さが高くなればそれに応じて
平均粒径ｄが大きくなる、という相関関係があり、また
平均粒径ｄは顕微鏡写真より比較的容易に求められる、
ということに着目し、前記吸光率向上の観点から、平均
粒径ｄとレーザ光の波長λとの比ｄ／λをｄ／λ≧０．
９４に特定した。これにより、受光面はその全体に亘り
均一な吸光能を発揮する。
て、その高さを特定することは難しい。そこで、六角錐
状Ｆｅ結晶においては、高さが高くなればそれに応じて
平均粒径ｄが大きくなる、という相関関係があり、また
平均粒径ｄは顕微鏡写真より比較的容易に求められる、
ということに着目し、前記吸光率向上の観点から、平均
粒径ｄとレーザ光の波長λとの比ｄ／λをｄ／λ≧０．
９４に特定した。これにより、受光面はその全体に亘り
均一な吸光能を発揮する。
【０００９】
【００１０】ただし、ｄ／λ＜０．９４では六角錐状Ｆ
ｅ結晶の高さ、したがって谷の深さと波長λとのバラン
スがくずれるので、受光面の吸光能が低下する。
ｅ結晶の高さ、したがって谷の深さと波長λとのバラン
スがくずれるので、受光面の吸光能が低下する。
【００１１】
【実施例】図１において、金属製基板１の表面２にメッ
キ処理により層状吸光体３が形成される。
キ処理により層状吸光体３が形成される。
【００１２】吸光体３は、実施例では図２に示すように
体心立方構造（ｂｃｃ構造）を持つ金属結晶の集合体よ
り構成される。その集合体は、図１に示すように、基板
１の表面２より柱状に成長し、且つミラー指数で（ｈｈ
ｈ）面を、受光面４側に向けた多数の（ｈｈｈ）配向性
金属結晶５を有する。
体心立方構造（ｂｃｃ構造）を持つ金属結晶の集合体よ
り構成される。その集合体は、図１に示すように、基板
１の表面２より柱状に成長し、且つミラー指数で（ｈｈ
ｈ）面を、受光面４側に向けた多数の（ｈｈｈ）配向性
金属結晶５を有する。
【００１３】前記のようにｂｃｃ構造を持つ金属結晶の
集合体がミラー指数で（ｈｈｈ）面を受光面４側に向け
た多数の（ｈｈｈ）配向性金属結晶５を有する場合、そ
れら（ｈｈｈ）配向性金属結晶５の先端部を、図３
（ａ）に示すように受光面４において六角錐状金属結晶
６、または図４（ａ）に示すように三角錐状金属結晶７
にすることができる。六角錐状金属結晶６は、三角錐状
金属結晶７に比べて平均粒径が小さく、且つ粒径も略均
一である。
集合体がミラー指数で（ｈｈｈ）面を受光面４側に向け
た多数の（ｈｈｈ）配向性金属結晶５を有する場合、そ
れら（ｈｈｈ）配向性金属結晶５の先端部を、図３
（ａ）に示すように受光面４において六角錐状金属結晶
６、または図４（ａ）に示すように三角錐状金属結晶７
にすることができる。六角錐状金属結晶６は、三角錐状
金属結晶７に比べて平均粒径が小さく、且つ粒径も略均
一である。
【００１４】六、三角錐状金属結晶６，７といった角錐
状金属結晶の、受光面４における面積率Ａは４０％≦Ａ
≦１００％に設定される。また角錐状金属結晶の平均粒
径ｄと光の波長λとの比ｄ／λはｄ／λ≧０．７３に設
定される。
状金属結晶の、受光面４における面積率Ａは４０％≦Ａ
≦１００％に設定される。また角錐状金属結晶の平均粒
径ｄと光の波長λとの比ｄ／λはｄ／λ≧０．７３に設
定される。
【００１５】六、三角錐状金属結晶６，７の面積率Ａ
は、受光面４の面積をｂ、その受光面４において全部の
六、三角錐状金属結晶６，７が占める面積をｃとしたと
き、Ａ＝（ｃ／ｂ）×１００（％）として求められた。
また六角錐状金属結晶６の粒径は、図３（ｂ）に示すよ
うに頂点を挟んで相対向する両角部間の距離、即ち、三
本の対角線ｅ1 〜ｅ3 の長さの平均値である。三角錐状
金属結晶７の粒径は、図４（ｂ）に示すように、各角部
から頂点を通って各対向辺に至る距離、即ち、三本の線
分ｆ1 〜ｆ3 の長さの平均値である。これら粒径の測定
は受光面４の顕微鏡写真に基づいて行なわれる。その
際、例えば、相隣る両六角錐状金属結晶６が、図３
（ａ）に示すように相互に食込んでいる場合には顕微鏡
写真に現れている対角線ｅ1 〜ｅ3 の長さｇ1 〜ｇ3 を
測定値とする。これは三角錐状金属結晶７についても同
じである。
は、受光面４の面積をｂ、その受光面４において全部の
六、三角錐状金属結晶６，７が占める面積をｃとしたと
き、Ａ＝（ｃ／ｂ）×１００（％）として求められた。
また六角錐状金属結晶６の粒径は、図３（ｂ）に示すよ
うに頂点を挟んで相対向する両角部間の距離、即ち、三
本の対角線ｅ1 〜ｅ3 の長さの平均値である。三角錐状
金属結晶７の粒径は、図４（ｂ）に示すように、各角部
から頂点を通って各対向辺に至る距離、即ち、三本の線
分ｆ1 〜ｆ3 の長さの平均値である。これら粒径の測定
は受光面４の顕微鏡写真に基づいて行なわれる。その
際、例えば、相隣る両六角錐状金属結晶６が、図３
（ａ）に示すように相互に食込んでいる場合には顕微鏡
写真に現れている対角線ｅ1 〜ｅ3 の長さｇ1 〜ｇ3 を
測定値とする。これは三角錐状金属結晶７についても同
じである。
【００１６】六、三角錐状金属結晶６，７の面積率Ａを
前記のように設定すると、それら六、三角錐状金属結晶
６，７を受光面全体に亘り均一に分散させて相隣る両
六、三角錐状金属結晶６，７により多数の谷８を形成す
ることが可能となる。
前記のように設定すると、それら六、三角錐状金属結晶
６，７を受光面全体に亘り均一に分散させて相隣る両
六、三角錐状金属結晶６，７により多数の谷８を形成す
ることが可能となる。
【００１７】このような受光面４においては、それに照
射されて多数の微細な六、三角錐状金属結晶６，７の斜
面に当った光（可視光線、赤外線、レーザ光等を含む）
Ｌの一部は吸収され、また他部は反射されるが、その反
射光は隣接する六、三角錐状金属結晶６，７の斜面に当
り、この入射、反射が繰返される。この場合、光Ｌが相
隣る両六、三角錐状金属結晶６，７間の谷８から出られ
る確率を大幅に少なくして吸光体３の吸光率を向上させ
るためには谷８の深さ、したがって六、三角錐状金属結
晶６，７の高さと光Ｌの波長λとの間に所定の関係を成
立させることが必要となる。
射されて多数の微細な六、三角錐状金属結晶６，７の斜
面に当った光（可視光線、赤外線、レーザ光等を含む）
Ｌの一部は吸収され、また他部は反射されるが、その反
射光は隣接する六、三角錐状金属結晶６，７の斜面に当
り、この入射、反射が繰返される。この場合、光Ｌが相
隣る両六、三角錐状金属結晶６，７間の谷８から出られ
る確率を大幅に少なくして吸光体３の吸光率を向上させ
るためには谷８の深さ、したがって六、三角錐状金属結
晶６，７の高さと光Ｌの波長λとの間に所定の関係を成
立させることが必要となる。
【００１８】ところが、六、三角錐状金属結晶６，７は
微細であって、その高さを特定することは難しい。そこ
で、六、三角錐状金属結晶６，７においては、高さが高
くなればそれに応じて平均粒径ｄが大きくなる、という
相関関係があり、また平均粒径ｄは顕微鏡写真より比較
的容易に求められる、ということに着目し、前記吸光率
向上の観点から、平均粒径ｄと光Ｌの波長λとの比ｄ／
λをｄ／λ≧０．７３に特定した。これにより、受光面
４はその全体に亘り均一な吸光能を発揮する。
微細であって、その高さを特定することは難しい。そこ
で、六、三角錐状金属結晶６，７においては、高さが高
くなればそれに応じて平均粒径ｄが大きくなる、という
相関関係があり、また平均粒径ｄは顕微鏡写真より比較
的容易に求められる、ということに着目し、前記吸光率
向上の観点から、平均粒径ｄと光Ｌの波長λとの比ｄ／
λをｄ／λ≧０．７３に特定した。これにより、受光面
４はその全体に亘り均一な吸光能を発揮する。
【００１９】
【００２０】図５に示すように、受光面４に沿う仮想面
９に対する（ｈｈｈ）面の傾きは六、三角錐状金属結晶
６，７の傾きとなって現われるので、吸光体３の吸光能
に影響を与える。そこで、（ｈｈｈ）面が仮想面９に対
してなす傾き角θは０°≦θ≦１５°に設定される。こ
の場合、（ｈｈｈ）面の傾き方向については限定されな
い。傾き角θがθ＞１５°になると、吸光体３の吸光能
が低下する。
９に対する（ｈｈｈ）面の傾きは六、三角錐状金属結晶
６，７の傾きとなって現われるので、吸光体３の吸光能
に影響を与える。そこで、（ｈｈｈ）面が仮想面９に対
してなす傾き角θは０°≦θ≦１５°に設定される。こ
の場合、（ｈｈｈ）面の傾き方向については限定されな
い。傾き角θがθ＞１５°になると、吸光体３の吸光能
が低下する。
【００２１】ｂｃｃ構造を持つ金属結晶としては、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ等の単体ま
たは合金の結晶を挙げることができる。
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ等の単体ま
たは合金の結晶を挙げることができる。
【００２２】吸光体３を形成するためのメッキ処理にお
いて、電気Ｆｅメッキ処理を行う場合のメッキ浴条件
は、表１の通りである。
いて、電気Ｆｅメッキ処理を行う場合のメッキ浴条件
は、表１の通りである。
【００２３】
【表１】
【００２４】通電法としては、主としてパルス電流法が
適用される。パルス電流法においては、図６に示すよう
に、メッキ用電源の電流Ｉは、その電流Ｉが最小電流Ｉ
minから立上って最大電流Ｉmax に至り、次いで最小電
流Ｉmin へ下降するごとく、時間Ｔの経過に伴いパルス
波形を描くように制御される。
適用される。パルス電流法においては、図６に示すよう
に、メッキ用電源の電流Ｉは、その電流Ｉが最小電流Ｉ
minから立上って最大電流Ｉmax に至り、次いで最小電
流Ｉmin へ下降するごとく、時間Ｔの経過に伴いパルス
波形を描くように制御される。
【００２５】そして、電流Ｉの立上り開始時から下降開
始時までの通電時間をＴONとし、また先の立上り開始時
から次の立上り開始時までを１サイクルとして、そのサ
イクル時間をＴC としたとき、通電時間ＴONとサイクル
時間ＴC との比、即ち、時間比ＴON／ＴC はＴON／ＴC
≦０．４５に設定される。最大陰極電流密度ＣＤｍａｘ
はＣＤｍａｘ≧２Ａ／dm2 に、また平均陰極電流密度Ｃ
Ｄｍは０．１Ａ／dm2≦ＣＤｍ≦１０Ａ／dm2 に、さら
にメッキ処理時間Ｔ1 は３分間≦Ｔ1 ≦６０分間にそれ
ぞれ設定される。
始時までの通電時間をＴONとし、また先の立上り開始時
から次の立上り開始時までを１サイクルとして、そのサ
イクル時間をＴC としたとき、通電時間ＴONとサイクル
時間ＴC との比、即ち、時間比ＴON／ＴC はＴON／ＴC
≦０．４５に設定される。最大陰極電流密度ＣＤｍａｘ
はＣＤｍａｘ≧２Ａ／dm2 に、また平均陰極電流密度Ｃ
Ｄｍは０．１Ａ／dm2≦ＣＤｍ≦１０Ａ／dm2 に、さら
にメッキ処理時間Ｔ1 は３分間≦Ｔ1 ≦６０分間にそれ
ぞれ設定される。
【００２６】このようなパルス電流法を適用すると、メ
ッキ浴内において電流が流れたり、流れなかったりする
ことに起因して陰極近傍のイオン濃度が均一化され、こ
れにより吸光体３の組成を安定化させることができる。
ッキ浴内において電流が流れたり、流れなかったりする
ことに起因して陰極近傍のイオン濃度が均一化され、こ
れにより吸光体３の組成を安定化させることができる。
【００２７】前記電気Ｆｅメッキ処理において、六、三
角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａはメッキ浴条件および通電条
件を変えることによって制御される。この制御は、パル
ス電流法の適用下では容易であり、したがって受光面４
を狙い通りの形態に形成し易くなる。また六、三角錐状
Ｆｅ結晶の平均粒径ｄはメッキ処理時間Ｔ1 により制御
される。
角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａはメッキ浴条件および通電条
件を変えることによって制御される。この制御は、パル
ス電流法の適用下では容易であり、したがって受光面４
を狙い通りの形態に形成し易くなる。また六、三角錐状
Ｆｅ結晶の平均粒径ｄはメッキ処理時間Ｔ1 により制御
される。
【００２８】メッキ処理としては、電気メッキ処理の外
に、例えば気相メッキ法であるＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ス
パッタ法、イオンプレーティング等を挙げることができ
る。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを行う場合の条件
は、例えばＡｒ圧力 ０．２〜１Ｐａ、平均Ａｒ加速電
力 直流１〜１．５ｋＷ、母材温度 １５０〜３００℃
である。ＣＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件は、
例えば原材料 ＷＦ6、ガス流量 ２〜１５cc／min 、
チャンバ内圧力 ５０〜３００Ｐａ、母材温度４００〜
６００℃、ＡｒＦエキシマレーザの平均出力 ５〜４０
Ｗである。 〔実施例１〕鋼板（ＪＩＳ ＳＰＣＣ）よりなる、縦２
０mm、横１０mm、厚さ０．３mmの基板１の表面２に、電
気Ｆｅメッキ処理を施すことによりＦｅ結晶の集合体よ
り構成された厚さ１０±５μｍの吸光体３を形成した。
に、例えば気相メッキ法であるＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ス
パッタ法、イオンプレーティング等を挙げることができ
る。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを行う場合の条件
は、例えばＡｒ圧力 ０．２〜１Ｐａ、平均Ａｒ加速電
力 直流１〜１．５ｋＷ、母材温度 １５０〜３００℃
である。ＣＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件は、
例えば原材料 ＷＦ6、ガス流量 ２〜１５cc／min 、
チャンバ内圧力 ５０〜３００Ｐａ、母材温度４００〜
６００℃、ＡｒＦエキシマレーザの平均出力 ５〜４０
Ｗである。 〔実施例１〕鋼板（ＪＩＳ ＳＰＣＣ）よりなる、縦２
０mm、横１０mm、厚さ０．３mmの基板１の表面２に、電
気Ｆｅメッキ処理を施すことによりＦｅ結晶の集合体よ
り構成された厚さ１０±５μｍの吸光体３を形成した。
【００２９】吸光体の各例において、表２は例１〜５
の、表３は例６〜１２の電気Ｆｅメッキ処理条件をそれ
ぞれ示す。
の、表３は例６〜１２の電気Ｆｅメッキ処理条件をそれ
ぞれ示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】表４は例１〜５、表５は例６〜９、表６は
例１０〜１２に関する受光面の結晶形態、受光面におけ
る三、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａおよび平均粒径ｄ、
各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓならびに吸光体断面におけ
る硬さをそれぞれ示す。
例１０〜１２に関する受光面の結晶形態、受光面におけ
る三、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａおよび平均粒径ｄ、
各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓならびに吸光体断面におけ
る硬さをそれぞれ示す。
【００３３】
【表４】
【００３４】
【表５】
【００３５】
【表６】
【００３６】各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、例１〜１
２のＸ線回折図（Ｘ線照射方向は受光面に対して直角方
向）に基づいて次式から求められた。一例として、例１
のＸ線回折図を図７に示す。なお、例えば｛１１０｝配
向性Ｆｅ結晶とは、｛１１０｝面を受光面側に向けた配
向性Ｆｅ結晶を意味する。 ｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ110 ＝｛（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ211 ＝｛（Ｉ211 ／ＩＡ211 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ310 ＝｛（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ222 ＝｛（Ｉ222 ／ＩＡ222 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ110 、Ｉ200 、Ｉ211 、Ｉ310 、Ｉ222 は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
２のＸ線回折図（Ｘ線照射方向は受光面に対して直角方
向）に基づいて次式から求められた。一例として、例１
のＸ線回折図を図７に示す。なお、例えば｛１１０｝配
向性Ｆｅ結晶とは、｛１１０｝面を受光面側に向けた配
向性Ｆｅ結晶を意味する。 ｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ110 ＝｛（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ211 ＝｛（Ｉ211 ／ＩＡ211 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ310 ＝｛（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ222 ＝｛（Ｉ222 ／ＩＡ222 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ110 、Ｉ200 、Ｉ211 、Ｉ310 、Ｉ222 は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
【００３７】図８は例１における受光面の結晶構造を示
す顕微鏡写真であり、多数の六角錐状Ｆｅ結晶が観察さ
れる。この場合、表４に示すように、六角錐状Ｆｅ結晶
の面積率ＡはＡ＝１００％である。この六角錐状Ｆｅ結
晶は（ｈｈｈ）面、したがって｛２２２｝面を受光面側
に向けた｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、表４、図７に示すよ
うに、Ｓ＝９７％である。また相隣る両六角錐状Ｆｅ結
晶間に深い谷が形成されていることが判る。
す顕微鏡写真であり、多数の六角錐状Ｆｅ結晶が観察さ
れる。この場合、表４に示すように、六角錐状Ｆｅ結晶
の面積率ＡはＡ＝１００％である。この六角錐状Ｆｅ結
晶は（ｈｈｈ）面、したがって｛２２２｝面を受光面側
に向けた｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、表４、図７に示すよ
うに、Ｓ＝９７％である。また相隣る両六角錐状Ｆｅ結
晶間に深い谷が形成されていることが判る。
【００３８】図９は例６における受光面の結晶構造を示
す顕微鏡写真であり、多数の三角錐状Ｆｅ結晶が観察さ
れる。この場合、表５に示すように、三角錐状Ｆｅ結晶
の面積率ＡはＡ＝８０％である。この三角錐状Ｆｅ結晶
は、前記同様に｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その
存在率Ｓは、表５に示すように、Ｓ＝８４．２％であ
る。この場合、相隣る両三角錐状Ｆｅ結晶間の谷は例１
に比べてかなり浅くなっていることが判る。
す顕微鏡写真であり、多数の三角錐状Ｆｅ結晶が観察さ
れる。この場合、表５に示すように、三角錐状Ｆｅ結晶
の面積率ＡはＡ＝８０％である。この三角錐状Ｆｅ結晶
は、前記同様に｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その
存在率Ｓは、表５に示すように、Ｓ＝８４．２％であ
る。この場合、相隣る両三角錐状Ｆｅ結晶間の谷は例１
に比べてかなり浅くなっていることが判る。
【００３９】次に、例１〜１２の受光面に、室温（２０
℃）下にて波長λ：０．６３２８μｍ；出力：２ｍＷ；
ビーム径：１mmの条件下でＨｅ−Ｎｅレーザビームを照
射し、その照射中における受光面の昇温速度を測定し
た。受光面の温度は熱電対を用いて測定された。
℃）下にて波長λ：０．６３２８μｍ；出力：２ｍＷ；
ビーム径：１mmの条件下でＨｅ−Ｎｅレーザビームを照
射し、その照射中における受光面の昇温速度を測定し
た。受光面の温度は熱電対を用いて測定された。
【００４０】表７は、例１〜１２における平均粒径ｄお
よび波長λの比ｄ／λと、昇温速度との関係を示す。
よび波長λの比ｄ／λと、昇温速度との関係を示す。
【００４１】
【表７】
【００４２】図１０は、例１〜９における三、六角錐状
Ｆｅ結晶の面積率Ａと昇温速度との関係を受光面の結晶
形態別にグラフ化したものである。図中、点（１）〜
（９）は例１〜９にそれぞれ対応する。この点と例の関
係は後述する図面において同じである。図１０から明ら
かなように、例１〜３，６，７，９は例４，５，８に比
べて昇温速度が速い、つまり吸光能が高い。このことか
ら、吸光率の向上を図るためには、ｄ／λ＝１．５８に
おいて、三、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率ＡをＡ≧４０％
に設定すればよいことが判る。また例１〜３は例６，７
に比べて昇温速度が速い。したがって受光面には、三角
錐状Ｆｅ結晶が存在するよりも六角錐状Ｆｅ結晶が存在
する方が吸光率向上のためには有利であると言える。こ
れは受光面における谷の深浅に起因する。また前記面積
率Ａが同一である例６と例９とを比べても六角錐状Ｆｅ
結晶による吸光率向上効果が判る。
Ｆｅ結晶の面積率Ａと昇温速度との関係を受光面の結晶
形態別にグラフ化したものである。図中、点（１）〜
（９）は例１〜９にそれぞれ対応する。この点と例の関
係は後述する図面において同じである。図１０から明ら
かなように、例１〜３，６，７，９は例４，５，８に比
べて昇温速度が速い、つまり吸光能が高い。このことか
ら、吸光率の向上を図るためには、ｄ／λ＝１．５８に
おいて、三、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率ＡをＡ≧４０％
に設定すればよいことが判る。また例１〜３は例６，７
に比べて昇温速度が速い。したがって受光面には、三角
錐状Ｆｅ結晶が存在するよりも六角錐状Ｆｅ結晶が存在
する方が吸光率向上のためには有利であると言える。こ
れは受光面における谷の深浅に起因する。また前記面積
率Ａが同一である例６と例９とを比べても六角錐状Ｆｅ
結晶による吸光率向上効果が判る。
【００４３】図１１は、例１，１０〜１２に関する平均
粒径ｄおよび波長λの比ｄ／λと、昇温速度との関係を
グラフ化したものである。図１１から、例１，１０，１
１は例１２に比べて昇温速度が高いことが明らかであ
る。このことから、吸光率を向上させるためには、前記
面積率Ａ＝１００％、つまりＡ≧４０％において比ｄ／
λをｄ／λ≧０．７３に設定すればよいことが判る。
粒径ｄおよび波長λの比ｄ／λと、昇温速度との関係を
グラフ化したものである。図１１から、例１，１０，１
１は例１２に比べて昇温速度が高いことが明らかであ
る。このことから、吸光率を向上させるためには、前記
面積率Ａ＝１００％、つまりＡ≧４０％において比ｄ／
λをｄ／λ≧０．７３に設定すればよいことが判る。
【００４４】次に、例１〜９について以下に述べる方法
で吸光能を調べた。即ち、通常の、写真撮影機構を備え
た光学式金属顕微鏡を用い、その焦点用載物台上に設置
された例１〜９の受光面に、白色光源からグリーンフィ
ルタを通して波長λ＝０．５３μｍ（ピーク値）の可視
光線を照射し、自動露出計に設けられたシャッタを切っ
てその自動露出計に表示されるシャッタ速度を読みとっ
た。したがってシャッタ速度が遅い程受光面の吸光能が
高いことになる。表８は測定結果を示す。この場合、前
記ｄ／λはｄ／λ＝１．８９である。
で吸光能を調べた。即ち、通常の、写真撮影機構を備え
た光学式金属顕微鏡を用い、その焦点用載物台上に設置
された例１〜９の受光面に、白色光源からグリーンフィ
ルタを通して波長λ＝０．５３μｍ（ピーク値）の可視
光線を照射し、自動露出計に設けられたシャッタを切っ
てその自動露出計に表示されるシャッタ速度を読みとっ
た。したがってシャッタ速度が遅い程受光面の吸光能が
高いことになる。表８は測定結果を示す。この場合、前
記ｄ／λはｄ／λ＝１．８９である。
【００４５】
【表８】
【００４６】図１２は、例１〜９における三、六角錐状
Ｆｅ結晶の面積率Ａとシャッタ速度との関係を受光面の
結晶形態別にグラフ化したものである。図１２から明ら
かなように、例１〜３，６，７，９は例４，５，８に比
べてシャッタ速度が遅い、つまり吸光能が高い。このこ
とからも、吸光率の向上を図るためには、ｄ／λ＝１．
８９、つまりｄ／λ≧０．７３において、三、六角錐状
Ｆｅ結晶の面積率ＡをＡ≧４０％に設定すればよいこと
が判る。また例１〜３は例６，７に比べてシャッタ速度
が遅い。したがって受光面には、三角錐状Ｆｅ結晶が存
在するよりも六角錐状Ｆｅ結晶が存在する方が吸光率向
上のためには有利であることが判る。これは、前記面積
率Ａが同一である例６と例９とを比べても同様である。 〔実施例２〕 Ａｌ合金板（ＪＩＳ ５０５２）よりなる、縦６０mm、
横２５mm、厚さ７mmの基板１の表面２に、電気Ｆｅメッ
キ処理を施すことによりＦｅ結晶の集合体より構成され
た厚さ４０±１０μｍのレーザ加工用吸光体３を形成し
た。
Ｆｅ結晶の面積率Ａとシャッタ速度との関係を受光面の
結晶形態別にグラフ化したものである。図１２から明ら
かなように、例１〜３，６，７，９は例４，５，８に比
べてシャッタ速度が遅い、つまり吸光能が高い。このこ
とからも、吸光率の向上を図るためには、ｄ／λ＝１．
８９、つまりｄ／λ≧０．７３において、三、六角錐状
Ｆｅ結晶の面積率ＡをＡ≧４０％に設定すればよいこと
が判る。また例１〜３は例６，７に比べてシャッタ速度
が遅い。したがって受光面には、三角錐状Ｆｅ結晶が存
在するよりも六角錐状Ｆｅ結晶が存在する方が吸光率向
上のためには有利であることが判る。これは、前記面積
率Ａが同一である例６と例９とを比べても同様である。 〔実施例２〕 Ａｌ合金板（ＪＩＳ ５０５２）よりなる、縦６０mm、
横２５mm、厚さ７mmの基板１の表面２に、電気Ｆｅメッ
キ処理を施すことによりＦｅ結晶の集合体より構成され
た厚さ４０±１０μｍのレーザ加工用吸光体３を形成し
た。
【００４７】表９は吸光体の例１〜４の電気Ｆｅメッキ
処理条件をそれぞれ示す。
処理条件をそれぞれ示す。
【００４８】
【表９】
【００４９】表１０は例１〜４に関する受光面の結晶形
態、受光面における六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａおよび
平均粒径ｄ、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓならびに吸光
体断面における硬さをそれぞれ示す。前記面積率Ａ、平
均粒径ｄおよび前記存在率Ｓの求め方は実施例１と同じ
である。
態、受光面における六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａおよび
平均粒径ｄ、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓならびに吸光
体断面における硬さをそれぞれ示す。前記面積率Ａ、平
均粒径ｄおよび前記存在率Ｓの求め方は実施例１と同じ
である。
【００５０】
【表１０】
【００５１】次に、例１〜４の受光面に、室温（２０
℃）下にて波長λ：１０．６μｍ；出力：５ｋＷ；ビー
ム径：直径５０mmのビーム径をセグメントミラーで縦１
０mm、横１０mmに変換；吸光体移動速度；２ｍ／min の
条件下でＣＯ2 レーザビームを照射し、例１〜４におけ
る溶融開始時のエネルギ密度を測定した。
℃）下にて波長λ：１０．６μｍ；出力：５ｋＷ；ビー
ム径：直径５０mmのビーム径をセグメントミラーで縦１
０mm、横１０mmに変換；吸光体移動速度；２ｍ／min の
条件下でＣＯ2 レーザビームを照射し、例１〜４におけ
る溶融開始時のエネルギ密度を測定した。
【００５２】表１１は、例１〜４における平均粒径ｄお
よび波長λの比ｄ／λと、溶融開始時のエネルギ密度と
の関係を示す。
よび波長λの比ｄ／λと、溶融開始時のエネルギ密度と
の関係を示す。
【００５３】
【表１１】
【００５４】図１３は、例１〜４に関する平均粒径ｄお
よび波長λの比ｄ／λと、溶融開始時のエネルギ密度と
の関係をグラフ化したものである。図１３から、例１，
２は例３，例４に比べて溶融開始時のエネルギ密度が低
い、つまり吸光率が高いことが明らかである。このこと
から、吸光率を向上させるためには、前記面積率Ａ＝１
００％において比ｄ／λをｄ／λ＞０．９４に設定すれ
ばよいことが判る。
よび波長λの比ｄ／λと、溶融開始時のエネルギ密度と
の関係をグラフ化したものである。図１３から、例１，
２は例３，例４に比べて溶融開始時のエネルギ密度が低
い、つまり吸光率が高いことが明らかである。このこと
から、吸光率を向上させるためには、前記面積率Ａ＝１
００％において比ｄ／λをｄ／λ＞０．９４に設定すれ
ばよいことが判る。
【００５５】
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、受光面における結晶構
造を前記のように特定することによって、高い吸光率を
有するレーザ加工用吸光体を提供することができる。
造を前記のように特定することによって、高い吸光率を
有するレーザ加工用吸光体を提供することができる。
【図１】吸光体の縦断面図である。
【図２】体心立方構造およびその（ｈｈｈ）面を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】（ａ）は受光面の概略図、（ｂ）は六角錐状金
属結晶の粒径測定法を示す平面図である。
属結晶の粒径測定法を示す平面図である。
【図４】（ａ）は三角錐状金属結晶の平面図、（ｂ）は
その粒径測定法を示す平面図である。
その粒径測定法を示す平面図である。
【図５】体心立方構造における（ｈｈｈ）面の傾きを示
す説明図である。
す説明図である。
【図６】電気メッキ用電源の出力波形図である。
【図７】吸光体のＸ線回折図である。
【図８】受光面の一例の結晶構造を示す顕微鏡写真であ
る。
る。
【図９】受光面の他例の結晶構造を示す顕微鏡写真であ
る。
る。
【図１０】三、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａと昇温速度
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図１１】平均粒径ｄおよび波長λの比ｄ／λと、昇温
速度の関係を示すグラフである。
速度の関係を示すグラフである。
【図１２】三，六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａとシャッタ
速度の関係を示すグラフである。
速度の関係を示すグラフである。
【図１３】平均粒径ｄおよび波長λの比ｄ／λと、溶融
開始時のエネルギ密度の関係を示すグラフである。
開始時のエネルギ密度の関係を示すグラフである。
３ 吸光体 ４ 受光面 ５ （ｈｈｈ）配向性金属結晶 ６ 六角錐状金属結晶（角錐状金属結晶） ７ 三角錐状金属結晶（角錐状金属結晶） Ｌ 光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 裕介 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 郡司 貴浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平６−184786（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 3/20 B23K 26/18
Claims (1)
- 【請求項１】 六角錐状Ｆｅ結晶の集合体より構成さ
れ、それら六角錐状Ｆｅ結晶の、受光面における面積率
ＡがＡ＝１００％であり、また前記六角錐状Ｆｅ結晶の
平均粒径ｄと、前記受光面に照射されるレーザ光の波長
λとの比ｄ／λがｄ／λ≧０．９４であることを特徴と
するレーザ加工用吸光体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09960595A JP3223234B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | レーザ加工用吸光体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09960595A JP3223234B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | レーザ加工用吸光体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08269767A JPH08269767A (ja) | 1996-10-15 |
| JP3223234B2 true JP3223234B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=14251730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09960595A Expired - Fee Related JP3223234B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | レーザ加工用吸光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3223234B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP09960595A patent/JP3223234B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08269767A (ja) | 1996-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |