JP6813900B2 - 流体移送部材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、流体移送部材及びその製造方法に関し、特にドライ真空ポンプ用部材として用いる流体移送部材及びその製造方法に関する。
従来より、自動車、半導体、印刷等の工場から排出されるガスや溶剤を処理するために、真空容器、真空ポンプ等の流体移送機器には、流体移送部材が用いられている。このような部材は、その内外を流通する腐食性のガスや溶剤といった流体により損傷する場合がある。そこで、その耐食性を向上させることが要求されている。
このような要求に応えるものとして、ニッケルめっきコーティング、テフロン（登録商標）ニッケルめっきコーティング又はテフロン（登録商標）コーティングの表面処理膜を表面に形成した真空ポンプ用気体移送部材が知られている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、前記した例では、対象部材にニッケルめっき膜を成膜しても、二酸化硫黄ガス等の腐食性流体に対する耐食性が不十分であるという問題があった。また、ニッケルめっき膜の耐食性を補完するために、耐食性に優れたダイヤモンド膜を成膜することが想定されるものの、実用性に耐え得るダイヤモンド膜をニッケルめっき膜上に成膜することはできなかった。
また、ニッケルめっき膜以外の、クロムめっき膜等の金属めっき膜であっても、腐食性流体に対する耐食性が不十分であり、ダイヤモンド膜を効率的に成膜することは困難であった。
前記課題に照らして、本発明は、ニッケルめっき膜等の金属めっき膜上にダイヤモンド膜を成膜することができ、かつ腐食性流体に対する耐食性を向上できる流体移送部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、その一側面にて流体移送部材である。本発明に係る流体移送部材は、対象部材上の金属めっき膜と、前記金属めっき膜上のダイヤモンド膜とを備え、前記金属めっき膜が凹部をその表面に有し、前記ダイヤモンド膜が前記表面から前記凹部にわたって延在しており、前記凹部が前記金属めっき膜に内在する空部に由来する凹部であることを特徴としている。
前記金属めっき膜は、無電解ニッケルめっき膜であることが好適である。また、前記凹部は、１×１０-6〜１×１０-3個／μｍ2で前記金属めっき膜上に存在することができる。更に、前記金属めっき膜の膜厚は、５〜５０μｍであり、前記ダイヤモンド膜の膜厚は、１〜２０μｍとすることができる。
また、本発明は、別の一側面にて流体移送部材の製造方法である。本発明に係る流体移送部材の製造方法は、対象部材にめっき処理を施すことにより、前記対象部材上に金属めっき膜を形成する金属めっき膜形成工程と、前記金属めっき膜上に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部を有する金属めっき膜上にドライプロセス法を用いてダイヤモンド膜を形成するダイヤモンド膜形成工程とを含み、前記凹部形成工程では、前記金属めっき膜に内在する空部を、前記凹部に顕在化することを特徴としている。
前記金属めっき膜を、無電解めっき処理を施すことにより形成した無電解ニッケルめっき膜とすることが好適である。更に、前記凹部形成工程では、研磨により前記空部を前記凹部に顕在化することが好適である。また、前記凹部形成工程では、１×１０-6〜１×１０-3個／μｍ2の前記凹部を前記金属めっき膜上に形成することができる。更に、前記金属めっき膜の膜厚を、５〜５０μｍとし、前記ダイヤモンド膜の膜厚を、１〜２０μｍとすることができる。
また、前記金属めっき膜形成工程では、前記めっき処理として無電解ニッケルリンめっき処理を用い、ニッケル−リン合金からなる無電解ニッケルめっき膜を形成することができる。
更に、前記ダイヤモンド膜形成工程では、前記ドライプロセス法として、アークイオンプレーティング、非平衡マグネトロンスパッタリング、フィルタードアークイオンプレーティング、高周波プラズマＣＶＤ法、パルス直流プラズマＣＶＤ法、イオン化蒸着法又は自己放電型プラズマイオン注入成膜法を用いて、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成することができる。前記ダイヤモンド膜形成工程では、自己放電型プラズマイオン注入成膜法を用いて、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成することが好適である。
本発明によれば、ニッケルめっき膜等の金属めっき膜上にダイヤモンド膜を成膜することができ、かつ腐食性流体に対する耐食性を向上できる流体移送部材及びその製造方法が提供される。
以下、本発明に係る流体移送部材及びその製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態によって限定されない。
１．流体移送部材
先ず、本発明に係る流体移送部材の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る流体移送部材は、対象部材１０上に、金属めっき膜２０と、ダイヤモンド膜３０とを少なくとも備える。
先ず、本発明に係る流体移送部材の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る流体移送部材は、対象部材１０上に、金属めっき膜２０と、ダイヤモンド膜３０とを少なくとも備える。
対象部材１０は、腐食性流体に接する部分を有し、その一部分にニッケルめっき膜を成膜できる部材であればよく、例えば、ケーシング、スクリューロータ、ボールネジ等に用いられるロータシャフト等のドライ真空ポンプ用部材である。このような部材は、例えば、鉄(Ｆｅ)を少なくとも含み、ねずみ鋳鉄(ＦＣ)、ダクタイル鋳鉄(ＦＣＤ)等の材料からなる。なお、本明細書にて、「一部分」とは、対象部材の一表面、対象部分の部分的な構成の一表面、又は前記対象部材若しくは構成の表面全体を意図している。また、本明細書及び特許請求の範囲の記載において、「流体」とは、ガス等の気体、液体、ミスト又はこれらの混合物を意図している。
金属めっき膜２０は、対象部材１０の少なくとも一部分に成膜され、ダイヤモンド膜３０側の面（以下、表面ともいう。）に凹部２０Ａを有している。また、金属めっき膜２０は、その内部に空部を備えている。凹部２０Ａは、金属めっき膜２０の層中に存在していた空部に由来するものである。空部は、概ね逆さ円錐状に対象部材１０に向けて先細状に形成される。空部は、その下端側で対象部材１０まで到達していてもよく、金属めっき膜２０を貫通していることもある。形成された直後の空部は、一般的に閉鎖空間となっている。なお、空部は、形成された直後から凹部として存在していてもよい。流体移送部材の製造過程において、空部の上部が開放され、図１に示すように凹部２０Ａが形成される。なお、図１に示される凹部２０Ａの形状は、概念的なものである。金属めっき膜２０は、金属元素又はその合金からなる膜であればよく、例えばニッケルめっき膜、クロムめっき膜、これらの複合めっき膜である。また、金属めっき膜は、二種以上の金属めっき膜を積層した構成でもよい。金属めっき膜は、合金を形成するための元素又は不純物として、リン(Ｐ)、ホウ素(Ｂ)、炭素(Ｃ)、ケイ素(Ｓｉ)、マンガン(Ｍｎ)、硫黄(Ｓ)、鉄(Ｆｅ)等の元素を含有することができる。これらのうち、金属めっき膜は、実用的な観点より、無電解めっき処理してなる無電解ニッケルめっき膜が好ましく、均一性の観点より、ニッケル−リン合金からなる無電解ニッケルめっき膜がより好ましい。
金属めっき膜２０の膜厚は、対象部材１０に成膜できる膜厚であればよく、例えば５〜５０μｍ程度とすることができる。
凹部２０Ａは、金属めっき膜２０の表面に設けられ、その内部にダイヤモンド膜３０を存在させている。凹部２０Ａは、ダイヤモンド膜３０にアンカー効果を付与する機能を有することが推測できる。また、凹部２０Ａは、ニッケルめっき膜に内在する空部に由来することが好ましい。本明細書にて、「空部に由来する」とは、空部又は金属めっき膜２０の表面の凸部が、研磨処理等により凹部２０Ａとして顕在化されてなること、又は形成された直後から凹部であった空部を意図している。この凸部は、詳しくは後述するが、成膜直後の金属めっき膜２０の表面近傍に空部が存在することによって、金属めっき膜２０の表面に形成される。
凹部２０Ａの個数は、特に限定されないものの、例えば１×１０-6〜１×１０-3個／μｍ2程度とすることができる。また、凹部２０Ａの大きさは、例えば、金属めっき膜表面のその開口部を円状と仮定した直径で３０〜１００μｍ程度とすることができる。
ダイヤモンド膜３０は、金属めっき膜２０の表面上に成膜され、金属めっき膜２０の凹部２０Ａに内在する膜である。ダイヤモンド膜３０は、主に炭化水素又は炭素の同素体から構成される非晶質の膜であり、例えばダイヤモンドライクカーボン(ＤＬＣ)膜と呼称される。また、ダイヤモンド膜３０は、本実施の形態に係る製造前又は製造中の不可避的若しくは任意選択的な混合物として、水素(Ｈ)、クロム(Ｃｒ)、タングステン(Ｗ)、ケイ素(Ｓｉ)等の元素を含有することができる。
ダイヤモンド膜３０の膜厚は、特に限定されないものの、具体的には１〜２０μｍであり、好ましくは１〜１０μｍである。
また、ダイヤモンド膜３０は、その表面にて、金属めっき膜２０の凹部２０Ａと略同形状の凹部３０Ａを有する。凹部３０Ａは、ダイヤモンド膜３０の一部が凹部２０Ａに内在することにより、形成されると推測できる。すなわち、凹部２０Ａがニッケルめっき膜に内在する空部に由来する場合は、凹部３０Ａもニッケルめっき膜に内在する空部に由来するものである。
ダイヤモンド膜３０の凹部３０Ａの個数は、前述した金属めっき膜２０の凹部２０Ａと略同等の個数である。また、凹部３０Ａの大きさは、例えば、金属めっき膜表面のその開口部を円状と仮定した直径で４０〜７０μｍの範囲となる。
以上のような構成の流体移送部材は、金属めっき膜上にダイヤモンド膜が成膜されており、かつ腐食性流体に対する耐食性が良好である。
２．製造方法
次いで、本発明に係る流体移送部材の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る流体移送部材の製造方法は、金属めっき膜形成工程と、凹部形成工程と、ダイヤモンド膜形成工程とを少なくとも含む。
次いで、本発明に係る流体移送部材の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る流体移送部材の製造方法は、金属めっき膜形成工程と、凹部形成工程と、ダイヤモンド膜形成工程とを少なくとも含む。
金属めっき膜形成工程では、対象部材にめっき処理を施すことにより、対象部材の少なくとも一部分に金属を主成分とする金属めっき膜を形成する。めっき処理は、めっき浴中で対象部材に金属めっき膜を成膜できる方法であればよく、例えばニッケルめっき処理、クロムめっき処理、これらの複合めっき処理である。めっき処理は、実用的な観点より、成膜する金属の電極電位よりも卑な電極電位を有する還元剤を用いた無電解めっき処理が好ましく、均一性の観点より、無電解ニッケルめっき処理が好ましい。このようなニッケルめっき処理としては、硫酸ニッケル(ＮｉＳＯ4・６Ｈ2Ｏ)、塩化ニッケル(ＮｉＣｌ6・６Ｈ2Ｏ)等のニッケル塩に対する還元剤として、次亜リン酸ナトリウム(ＮａＨ2ＰＯ2・Ｈ2Ｏ)等の次亜リン酸塩を用いた無電解ニッケルリンめっき処理、水素化ホウ素ナトリウム(ＮａＢＨ4)等の水素化ホウ素塩又はジメチルアミンボラン(ＤＭＡＢ)を用いた無電解ニッケルホウ素めっき処理等が挙げられる。これらのうち、良好な均一性の観点より、無電解めっき処理は、無電解ニッケルリンめっき処理がより好ましい。
めっき処理用のめっき浴には、前述した金属塩や還元剤の他に、用途に応じて、緩衝剤、ｐＨ調整剤、安定剤・促進剤、界面活性剤、光沢剤、分散剤等を含有できる。
成膜直後の金属めっき膜の膜厚は、例えば５〜５０μｍ程度とすることができる。このような膜厚は、めっき浴の温度、濃度、ｐＨ値、処理時間、電流密度、電圧、めっき浴中での空気撹拌の有無、撹拌の速度等を適宜制御することにより、制御することができる。
また、金属めっき膜形成工程では、成膜した金属めっき膜の内部に少なくとも１以上の空部が存在している。空部が金属めっき膜の表面近傍に存在することにより、金属めっき膜の表面が突出する。その結果、成膜した金属めっき膜の表面には、少なくとも１以上の凸部が形成されている。
次いで、凹部形成工程では、穿刺、研磨、加熱等の処理により、金属めっき膜の表面に凹部を形成する。凹部は、金属めっき膜形成工程後の金属めっき膜に内在する空部又は凸部を、研磨又は加熱により金属めっき膜の表面に顕在化することが好ましい。研磨又は加熱を用いれば、金属めっき膜に内在する空部又は凸部を利用した直接的又は間接的な一つのプロセスにより、容易に凹部を形成することができる。
凹部を形成した金属めっき膜の膜厚は、前述の金属めっき膜２０の膜厚を好適に採用できる。また、凹部の個数及び大きさは、前述した凹部２０Ａの個数及び大きさを好適に採用することができる。
次いで、ダイヤモンド膜形成工程では、ドライプロセス法を用いて、少なくともニッケルめっき膜の表面上にダイヤモンド膜を成膜する。ドライプロセス法は、真空又は常温下でニッケルめっき膜上にダイヤモンド膜を成膜できる方法を用いればよく、例えば、化学蒸着法(ＣＶＤ)、物理蒸着法(ＰＶＤ)等が挙げられる。化学蒸着法としては、熱ＣＶＤ法、直流プラズマＣＶＤ、高周波プラズマＣＶＤ、パルスプラズマＣＶＤ、パルス直流プラズマＣＶＤ等のプラズマＣＶＤ法等の方法が挙げられる。物理蒸着法としては、真空蒸着法、イオン化蒸着法、フィルタードアークイオンプレーティング(ＦＶＡ)、アークイオンプレーティング(ＡＩＰ)等のイオンプレーティング法、非平衡マグネトロンスパッタ(ＵＢＭＳ)等のマグネトロンスパッタリング法、電子サイクロトロン共鳴スパッタリング(ＥＣＲ)法、パルスレーザアブレーション(ＰＬＤ)等のレーザアブレーション法、自己放電型プラズマイオン注入成膜法(ＰＢＩＩ＆Ｄ)等のプラズマイオン注入成膜法等が挙げられる。これらのうち、ドライプロセス法は、実用的な観点より、アークイオンプレーティング、非平衡マグネトロンスパッタリング、フィルタードアークイオンプレーティング、高周波プラズマＣＶＤ法、パルス直流プラズマＣＶＤ法、イオン化蒸着法又は自己放電型プラズマイオン注入成膜法が好ましく、大型又は複雑構造の部材に対する成膜性の観点より、自己放電型プラズマイオン注入成膜法がより好ましい。なお、本明細書にて、「自己放電型プラズマイオン注入成膜法」とは、対象部材に直接高周波と電圧を印加し、対象部材自体をプラズマ発生源とすることにより、対象部材の形状に沿ってプラズマ生成を行う方法である。
成膜したダイヤモンド膜の膜厚は、前述のダイヤモンド膜３０の膜厚を好適に採用できる。また、成膜したダイヤモンド膜の凹部の個数及び大きさは、前述した凹部３０Ａの個数及び大きさを好適に採用することができる。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明することにより、本発明の効果を明らかにする。本発明に係る流体移送部材及びその製造方法は、以下の実施例によって限定されない。
１．試験例の作製
１．１．無電解ニッケルめっき処理
試験例１では、円板状の対象部材の試験片（厚み：３ｍｍ、直径：５０ｍｍ）を準備し、これに無電解ニッケルめっき処理を施すことによって対象部材上にニッケルめっき膜を成膜した。無電解ニッケルめっき処理は、次亜リン酸塩を還元剤とした硫酸ニッケル浴中で行った。また、試験例２では、試験例１と同様に、対象部材の試験片を準備し、これに無電解ニッケルめっき処理を施した。試験例１では、ニッケルめっき膜の膜厚を２５μｍ程度とし、試験例２では、ニッケルめっき膜の膜厚を２０μｍ程度とした。
１．１．無電解ニッケルめっき処理
試験例１では、円板状の対象部材の試験片（厚み：３ｍｍ、直径：５０ｍｍ）を準備し、これに無電解ニッケルめっき処理を施すことによって対象部材上にニッケルめっき膜を成膜した。無電解ニッケルめっき処理は、次亜リン酸塩を還元剤とした硫酸ニッケル浴中で行った。また、試験例２では、試験例１と同様に、対象部材の試験片を準備し、これに無電解ニッケルめっき処理を施した。試験例１では、ニッケルめっき膜の膜厚を２５μｍ程度とし、試験例２では、ニッケルめっき膜の膜厚を２０μｍ程度とした。
１．２．凹部形成処理
試験例１の試験片について、研磨によりニッケルめっき膜の表面に凹部を顕在化した。凹部形成処理後のニッケルめっき膜の膜厚は、試験例２と同様の２０μｍ程度とした。
試験例１の試験片について、研磨によりニッケルめっき膜の表面に凹部を顕在化した。凹部形成処理後のニッケルめっき膜の膜厚は、試験例２と同様の２０μｍ程度とした。
１．３．ダイヤモンド膜形成処理
試験例１及び２の各試験片について、ダイヤモンド膜形成処理として、ＰＢＩＩ＆Ｄ装置を用いた自己放電型プラズマイオン注入成膜法を施した。試験例２の試験片には、ダイヤモンド膜を成膜することはできなかった。試験例１では、ダイヤモンド膜の膜厚を２μｍ程度とした。
試験例１及び２の各試験片について、ダイヤモンド膜形成処理として、ＰＢＩＩ＆Ｄ装置を用いた自己放電型プラズマイオン注入成膜法を施した。試験例２の試験片には、ダイヤモンド膜を成膜することはできなかった。試験例１では、ダイヤモンド膜の膜厚を２μｍ程度とした。
２．耐食性試験
次いで、試験例３として、対象部材にニッケルめっき処理のみを試験例２と同様に施した試験片を準備した。試験例１及び試験例３の各試験片について、ガス曝露試験を施すことにより、これらの耐食性を検証した。具体的には、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ６００６８−２−４２（１９９３）に準拠して、各試験片を、４０℃の温度及び８０％の相対湿度の条件下で、腐食性ガスとして二酸化硫黄(ＳＯ2)の濃度が２５ｐｐｍの二酸化硫黄ガスに９６時間暴露した。
次いで、試験例３として、対象部材にニッケルめっき処理のみを試験例２と同様に施した試験片を準備した。試験例１及び試験例３の各試験片について、ガス曝露試験を施すことにより、これらの耐食性を検証した。具体的には、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ６００６８−２−４２（１９９３）に準拠して、各試験片を、４０℃の温度及び８０％の相対湿度の条件下で、腐食性ガスとして二酸化硫黄(ＳＯ2)の濃度が２５ｐｐｍの二酸化硫黄ガスに９６時間暴露した。
２．１．外観検査Ｉ
耐食性試験後、試験例１及び試験例３の各試験片に対して、マイクロスコープを用いて各試験例の表面の拡大写真（３０倍）を撮影し、目視による外観検査を行うことにより、耐食性を判定した。各試験例の部材の変色、光沢等を鑑みて、その耐食性を「良好」、「腐食あり」と判定した。外観検査の結果を、図２（ａ１）〜（ｂ２）に示す。また、下記表１に、耐食性試験の結果を示す。
耐食性試験後、試験例１及び試験例３の各試験片に対して、マイクロスコープを用いて各試験例の表面の拡大写真（３０倍）を撮影し、目視による外観検査を行うことにより、耐食性を判定した。各試験例の部材の変色、光沢等を鑑みて、その耐食性を「良好」、「腐食あり」と判定した。外観検査の結果を、図２（ａ１）〜（ｂ２）に示す。また、下記表１に、耐食性試験の結果を示す。
図２（ａ１）及び（ａ２）に、試験例１の写真及び拡大写真を示し、図２（ｂ１）及び（ｂ２）に、試験例３の写真及び拡大写真を示す。図２（ａ１）及び（ａ２）に示すように、ニッケルめっき膜上にダイヤモンド膜を成膜した試験例１には、腐食した部分は見当たらなかった。なお、図２（ａ１）では、試験片の鏡面であるため、反射光に由来した白色部分が見られている。これに対して、図２（ｂ１）及び（ｂ２）に示すように、ニッケルめっき膜のみを成膜した試験例３には、全体的に腐食した部分があった。
結果より、本実施の形態に係る流体移送部材及び流体移送部材の製造方法によれば、ニッケルめっき膜上にダイヤモンド膜を成膜できることが確認された。また、流体移送部材は、ニッケルめっき膜のみを成膜した場合よりも耐食性を向上できることが確認された。
２．２．外観検査ＩＩ
次いで、試験例４として、対象部材にニッケルめっき処理と凹部形成処理を試験例１と同様に施した試験片を準備し、試験例５として、対象部材にニッケルめっき処理のみを試験例２と同様に施した試験片を準備した。試験例４及び５の各試験片に対して、マイクロスコープを用いて各試験例のニッケルめっき膜の表面の拡大写真（２５００倍）を撮影し、目視による外観検査を行った。図３（ａ１）及び（ａ２）に、試験例４の拡大写真を示し、図３（ｂ１）及び（ｂ２）に、試験例５の拡大写真を示す。
次いで、試験例４として、対象部材にニッケルめっき処理と凹部形成処理を試験例１と同様に施した試験片を準備し、試験例５として、対象部材にニッケルめっき処理のみを試験例２と同様に施した試験片を準備した。試験例４及び５の各試験片に対して、マイクロスコープを用いて各試験例のニッケルめっき膜の表面の拡大写真（２５００倍）を撮影し、目視による外観検査を行った。図３（ａ１）及び（ａ２）に、試験例４の拡大写真を示し、図３（ｂ１）及び（ｂ２）に、試験例５の拡大写真を示す。
図３（ａ１）及び（ａ２）に示すように、ニッケルめっき処理と凹部形成処理を施した試験例４では、ニッケルめっき膜の表面に凹部が形成されていることが確認された。また、試験例４では、凸部は確認できなかった。試験例４のニッケルめっき膜上の凹部の数は、１×１０-5個／μｍ2程度であり、凹部の大きさは、それらの開口部を円状と仮定した直径で３０〜６０μｍ程度であった。一方、ニッケルめっき処理のみを施した試験例５では、凹部が形成されず、凸部が形成されていることが確認された。結果より、凹部形成処理により、ニッケルめっき膜上に凹部が形成され、この凹部はニッケルめっき膜の表面の凸部又は空部に起因することが推測できる。
２．３．外観検査ＩＩＩ
試験例１の試験片に対して、マイクロスコープを用いて試験例１のダイヤモンド膜の表面の拡大写真（２０００倍）を撮影し、目視による外観検査を行った。図４に、試験例１の拡大写真を示す。図４に示すように、ニッケルめっき膜上にダイヤモンド膜を成膜した試験例１では、ダイヤモンド膜上に、試験例４と同様の凹部が観察された。
試験例１の試験片に対して、マイクロスコープを用いて試験例１のダイヤモンド膜の表面の拡大写真（２０００倍）を撮影し、目視による外観検査を行った。図４に、試験例１の拡大写真を示す。図４に示すように、ニッケルめっき膜上にダイヤモンド膜を成膜した試験例１では、ダイヤモンド膜上に、試験例４と同様の凹部が観察された。
３．成膜性試験
試験例１の各試験片について、スクラッチ試験機（Ｒｅｖｅｔｅｓｔ：ＣＳＥＭ社製）を用いて日本機械学会基準ＪＳＭＥ Ｓ０１０（ＩＳＯ ２０５０２：２００５）に準拠したスクラッチ試験を行い、得られた密着強度(Ｎ)から対象部材に対する膜の成膜性を検証した。スクラッチ試験では、密着強度として、試験例毎に３つの試験片を準備し、それらの平均値を採用した。試験結果より、ニッケルめっき膜上にダイヤモンド膜を成膜した試験例１の密着強度は、十分な強度であることを確認した。
試験例１の各試験片について、スクラッチ試験機（Ｒｅｖｅｔｅｓｔ：ＣＳＥＭ社製）を用いて日本機械学会基準ＪＳＭＥ Ｓ０１０（ＩＳＯ ２０５０２：２００５）に準拠したスクラッチ試験を行い、得られた密着強度(Ｎ)から対象部材に対する膜の成膜性を検証した。スクラッチ試験では、密着強度として、試験例毎に３つの試験片を準備し、それらの平均値を採用した。試験結果より、ニッケルめっき膜上にダイヤモンド膜を成膜した試験例１の密着強度は、十分な強度であることを確認した。
本発明に係る流体移送部材及びその製造方法によれば、ニッケルめっき膜等の金属めっき膜上にダイヤモンド膜を成膜することができ、かつ腐食性流体に対する耐食性を向上できる。また、例えば流体移送部材を真空ポンプ用部材に採用した場合は、真空ポンプにて、腐食に由来した故障が生じる虞があった。本発明によれば、腐食による真空ポンプの故障を防止できる。
１０ 対象部材
２０ 金属めっき膜
２０Ａ、３０Ａ 凹部
３０ ダイヤモンド膜
２０ 金属めっき膜
２０Ａ、３０Ａ 凹部
３０ ダイヤモンド膜
Claims (8)
- 対象部材にめっき処理を施すことにより、前記対象部材上に金属めっき膜を形成する金属めっき膜形成工程と、
前記金属めっき膜上に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を有する金属めっき膜上にドライプロセス法を用いてダイヤモンド膜を形成するダイヤモンド膜形成工程と
を含み、
前記凹部形成工程では、前記金属めっき膜に内在する空部が、穿刺、研磨又は加熱により前記凹部として前記金属めっき膜の表面に顕在化したものであり、１×１０-6〜１×１０-3個／μｍ2の前記凹部を前記金属めっき膜上に形成することを特徴とする流体移送部材の製造方法。 - 前記金属めっき膜を、無電解めっき処理を施すことにより形成した無電解ニッケルめっき膜とすることを特徴とする請求項１に記載の流体移送部材の製造方法。
- 前記凹部形成工程では、研磨により前記空部を前記凹部として顕在化することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体移送部材の製造方法。
- 前記凹部形成工程では、前記金属めっき膜の表面における開口部を円状と仮定した直径で、３０〜１００μｍの大きさの前記凹部を形成す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流体移送部材の製造方法。
- 前記金属めっき膜の膜厚を、５〜５０μｍとし、前記ダイヤモンド膜の膜厚を、１〜２０μｍとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体移送部材の製造方法。
- 前記金属めっき膜形成工程では、前記めっき処理として無電解ニッケルリンめっき処理を用い、ニッケル−リン合金からなる無電解ニッケルめっき膜を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体移送部材の製造方法。
- 前記ダイヤモンド膜形成工程では、前記ドライプロセス法として、アークイオンプレーティング、非平衡マグネトロンスパッタリング、フィルタードアークイオンプレーティング、高周波プラズマＣＶＤ法、パルス直流プラズマＣＶＤ法、イオン化蒸着法又は自己放電型プラズマイオン注入成膜法を用いて、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体移送部材の製造方法。
- 前記ダイヤモンド膜形成工程では、自己放電型プラズマイオン注入成膜法を用いて、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成することを特徴とする請求項７に記載の流体移送部材の製造方法。
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