JP5437640B2 - 高品質の表面を製造するための方法および高品質の表面を有する製品 - Google Patents
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Description
実施例
実施例1
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:5μJ
パルス長:20ps
ターゲットと基材との間の距離:4mm
真空レベル:10−6気圧
実施例2
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:5μJ
パルス長:20ps
ターゲットと基材との間の距離:4mm
真空レベル:10−5気圧
実施例3
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:2.5μJ
パルス長:20ps
ターゲットと基材との間の距離:8mm
真空レベル:10−5気圧
実施例4
反復周波数:2MHz
パルスエネルギー:10μJ
パルス長:15ps
ターゲットと基材との間の距離:2mm
真空レベル:10−3気圧
実施例5
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:5μJ
パルス長:17ps
ターゲットと基材との間の距離:10mm
真空レベル:10−1気圧
実施例6
実施例7
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:4μJ
パルス長:10〜20ps
ターゲットと基材との間の距離:3mm
真空レベル:10−6気圧
実施例8
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:4μJ
パルス長:10ps
ターゲットと基材との間の距離:3mm
真空レベル:0
実施例9
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:4μJ
パルス長:20ps
ターゲットと基材との間の距離:3mm
真空レベル:10−6気圧
実施例10
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:4μJ
パルス長:10ps
ターゲットと基材との間の距離:9mm
真空レベル:10−3気圧
実施例11
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:4μJ
パルス長:10ps
ターゲットと基材との間の距離:3mm
真空レベル:10−6気圧
実施例12
反復周波数:20MHz
パルスエネルギー:4μJ
パルス長:10ps
ターゲットと基材との間の距離:1mm
真空レベル:10−2気圧
実施例13
反復周波数:20MHz
パルスエネルギー:4μJ
パルス長:10ps
ターゲットと基材との間の距離:1mm
真空レベル:10−5気圧
生成された二酸化チタニウム表面を、AFM設備(原子間力顕微鏡)によって調べた。ダイアモンド表面の厚さはおおむね100nmであり、表面の一様性(粗さ)は±3nmであった。
実施例14
反復周波数:4MHz
パルスエネルギー:2.5μJ
パルス長:20ps
ターゲットと基材との間の距離:8mm
真空レベル:10−7気圧
生成されたダイアモンド表面を、AFM設備(原子間力顕微鏡)によって調べた。ダイアモンド表面の厚さはおおむね100nmであり、表面の一様性は±3nmであった。
実施例15
実施例16
実施例17
実施例18
本発明の1つの形態に基づいて、物体を1つ以上の表面によってコーティングするためのレーザアブレーション方法は、コーティング対象の物体、すなわち基材が、コーティング対象の物体へと蒸着された表面の一様性が原子間力顕微鏡(AFM)によって1平方マイクロメートルの面積について測定したときに±100nmとなるように、ターゲットをパルス状の冷間加工レーザでアブレーションすることによってコーティングされることを含む。
−物体をターゲットからある距離を置いて保持すること、
−パルス化された冷間加工レーザビームを該ターゲットに向け、それによって該ターゲットから材料を冷間アブレーションさせて、高品質プラズマを生成すること、
−該物体の表面上に、該高品質プラズマからコーティングを形成すること、
を含み;
原子間力顕微鏡(AFM)によって1平方マイクロメートルの面積について測定する場合、該コーティングの表面粗さは±100nmであり、該コーティングは1mm 2 当たり1個未満のピンホールを含む。
本発明の1つの形態によれば、レーザアブレーション方法によって1つ以上の表面でコーティングされた物体、すなわち基材は、その物体がターゲットをパルス状の冷間加工レーザでアブレーションすることによってコーティングされるようにして作られるコーティングを有し、その場合に、前記コーティングされた物体上に蒸着された表面の一様性は、原子間力顕微鏡(AFM)によって1平方マイクロメートルの面積について測定したときに±100nmである。本発明の1つの形態によれば、コーティングされた物体がコーティングの中に含むピンホールは、1mm 2 当たり1個未満である。
Claims (20)
- −物体をターゲットから2μm〜30mmの距離を置いて保持すること、
−1MHz〜30MHzの反復周波数を有するパルス化された冷間加工レーザビームを該ターゲットに向け、それによって該ターゲットから材料を冷間アブレーションさせて、高品質プラズマを生成すること、
−前記パルス化された冷間加工レーザビームをターゲットにタービンスキャナによって導くこと、
−該物体の表面上に、該高品質プラズマからコーティングを形成すること、
を含む1つ以上の表面によって物体をコーティングするためのレーザアブレーション方法であって、
原子間力顕微鏡(AFM)によって1平方マイクロメートルの面積について測定する場合、該コーティングの表面粗さは±100nmであり、該コーティングは1mm2当たり1個未満のピンホールを含む、レーザアブレーション方法。 - 基材が、金属、金属化合物、ガラス、石、セラミック、合成ポリマー、半合成ポリマー、天然ポリマー、紙、複合材料、無機あるいは有機のモノマーまたはオリゴマー材料からなることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ターゲットが、金属、金属化合物、ガラス、石、セラミック、合成ポリマー、半合成ポリマー、天然ポリマー、複合材料、無機あるいは有機のモノマーまたはオリゴマー材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- レーザアブレーションが、10−1〜10−12気圧の真空中で実行されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- レーザアブレーションが、通常の気圧において実行されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- ターゲットが、それまでは明らかにアブレーションされていないターゲットの場所から材料が本質的に連続的に蒸発させられるように、レーザビームによってアブレーションされることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ターゲットが、薄板の供給として供給されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- ターゲットが、フィルム/テープの供給として供給されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- レーザビームが、タービンスキャナを介してターゲットへと向けられることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ターゲットへと向けられる走査幅が、10mm〜800mmであることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 基材が、1つ以上のターゲットからレーザアブレーションによって蒸発させられたプラズマプルーム中で動かされることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ターゲットと基材との間の距離が、アブレーションプロセスの全体にわたって本質的に一定に保たれることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- コーティング対象の表面が、複数のターゲットから同時にアブレーションされた材料から形成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- コーティング対象の表面が、アブレーションされた材料で形成されているプラズマプルーム中に、前記プラズマプルーム中に含まれるアブレーションされた材料と反応する反応物質をもたらし、その結果得られる1つ以上の化合物で基材上に製造される前記表面を形成することで、形成されることを特徴とする請求項1または13に記載の方法。
- コーティング対象の表面が、全コーティング面積においてピンホールをまったく含まないように形成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- コーティング対象の表面が、表面の最初の50%が、生成された表面に1000nmよりも大きい直径の粒子が形成されないことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 請求項1〜16のいずれかに記載のレーザアブレーション方法によってコーティングされた物体。
- コーティングされる基材が、金属、金属化合物、ガラス、石、セラミック、合成ポリマー、半合成ポリマー、天然ポリマー、紙、複合材料、無機あるいは有機のモノマーまたはオリゴマー材料からなることを特徴とする請求項17に記載の物体。
- アブレーションされるターゲットが、金属、金属化合物、ガラス、石、セラミック、合成ポリマー、半合成ポリマー、天然ポリマー、紙、複合材料、無機あるいは有機のモノマーまたはオリゴマー材料からなることを特徴とする請求項17または18に記載の物体。
- コーティングされた表面が、表面の最初の50%が、生成された表面に1000nmよりも大きい直径の粒子が形成されないことを特徴とする請求項17〜19のいずれか一項に記載の物体。
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