JPH0219478A - 高速成膜方法 - Google Patents
高速成膜方法Info
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- JPH0219478A JPH0219478A JP16595388A JP16595388A JPH0219478A JP H0219478 A JPH0219478 A JP H0219478A JP 16595388 A JP16595388 A JP 16595388A JP 16595388 A JP16595388 A JP 16595388A JP H0219478 A JPH0219478 A JP H0219478A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は各樵機械要素の耐食、耐摩耗部材等に適用され
る金属、セラミック皮膜の高速成膜法に関する。
る金属、セラミック皮膜の高速成膜法に関する。
従来、この徨皮膜を成膜する方法として化学的気相蒸着
法（以下、ＣｖＤという）、物理的気相蒸着法（以下、
ＰｖＤという）および溶射法があった。ＣＶＤは原料ガ
スを還元、分解等の化学反応を起こさせて所望材料を成
膜する方法であ６、ｐｖｐは膜材料の蒸気を真空中で凝
縮させる成膜法であシ、又溶射法は膜材料の溶融液滴を
吹きつけて凝固させる成膜法である。
法（以下、ＣｖＤという）、物理的気相蒸着法（以下、
ＰｖＤという）および溶射法があった。ＣＶＤは原料ガ
スを還元、分解等の化学反応を起こさせて所望材料を成
膜する方法であ６、ｐｖｐは膜材料の蒸気を真空中で凝
縮させる成膜法であシ、又溶射法は膜材料の溶融液滴を
吹きつけて凝固させる成膜法である。
ＣＶＤおよびＰＶＤは緻密質で良好な皮膜は得られるも
のの、原子又は分子状で堆積するため成膜速度が遅いと
いう問題点であった。
のの、原子又は分子状で堆積するため成膜速度が遅いと
いう問題点であった。
これに対して、溶射法は溶融液滴を吹きつけるため、成
膜速度は速いものの、皮膜は偏平な粒子が堆積した構造
であ夛、粒子間に空隙や酸化膜が介在するため皮膜性能
が不良となる問題点があった。
膜速度は速いものの、皮膜は偏平な粒子が堆積した構造
であ夛、粒子間に空隙や酸化膜が介在するため皮膜性能
が不良となる問題点があった。
以上のように従来法では、緻密な良質膜を高速で成膜す
ることができず、本発明はこれを可能とする新しい高速
成膜法を提案するものである。
ることができず、本発明はこれを可能とする新しい高速
成膜法を提案するものである。
本発明はＣＶＤの原料ガスをキャリヤーガスとして該キ
ャリアーガス中に成膜材料の超微粒子を担持させ、これ
をＣＶＤの反応温度に加熱された基板面にスプレーして
基板上に所望の皮膜を形成させる方法である。
ャリアーガス中に成膜材料の超微粒子を担持させ、これ
をＣＶＤの反応温度に加熱された基板面にスプレーして
基板上に所望の皮膜を形成させる方法である。
本発明は超微粒子を堆積させることにより成膜速度の高
速化を図るものである。一般的に粒子を堆積させること
により成膜速度の向上は可能となるが、粒子間に空隙が
生じち密膜にならないことが懸念される。しかし、本発
明においてはＣＶＤ反応を併用することにより、この空
隙を埋めて緻密膜を得ることが可能となる。すなわち、
超微粒子のキャリヤーガストシてＣＶＤ反応ガスを用い
、基板をＣＶＤ反応温度に加熱しているため、基板上お
よび超微粒子上に皮膜材料が析出し粒子間の空隙を埋め
ることができるものである。一般に粒子は、粒径が小さ
くなる程焼結しやすく、従って、本発明で超微粒子を使
用することは緻密膜を得ることをさらに容易にしている
。この意味で使用する超微粒子の粒子の粒径は１μｍ
以下が好ましく、これ以上の粒径では焼結しにくくなる
ため緻密膜を得にく く な る 。
速化を図るものである。一般的に粒子を堆積させること
により成膜速度の向上は可能となるが、粒子間に空隙が
生じち密膜にならないことが懸念される。しかし、本発
明においてはＣＶＤ反応を併用することにより、この空
隙を埋めて緻密膜を得ることが可能となる。すなわち、
超微粒子のキャリヤーガストシてＣＶＤ反応ガスを用い
、基板をＣＶＤ反応温度に加熱しているため、基板上お
よび超微粒子上に皮膜材料が析出し粒子間の空隙を埋め
ることができるものである。一般に粒子は、粒径が小さ
くなる程焼結しやすく、従って、本発明で超微粒子を使
用することは緻密膜を得ることをさらに容易にしている
。この意味で使用する超微粒子の粒子の粒径は１μｍ
以下が好ましく、これ以上の粒径では焼結しにくくなる
ため緻密膜を得にく く な る 。
以上のように、本発明は超微粒子の堆積とＣＶＤ反応を
併用することにより、緻密膜を高速で成膜することを可
能とするものである。
併用することにより、緻密膜を高速で成膜することを可
能とするものである。
なお、本発明においては、超微粒子担持ガスをノズルで
吹きつけて成膜するが、この時、基板を動かすことによ
って大面積へのコーティングも可能となる。又、超微粒
子とは異なる材料を析出させるＣＶＤ反応を利用すれば
、超微粒子の空隙を他の材料で充填させた複合材料の成
膜も可能となる。
吹きつけて成膜するが、この時、基板を動かすことによ
って大面積へのコーティングも可能となる。又、超微粒
子とは異なる材料を析出させるＣＶＤ反応を利用すれば
、超微粒子の空隙を他の材料で充填させた複合材料の成
膜も可能となる。
以下、第１図により本発明の一笑施態様を詳述する。
第１図において、１はｃｖｐｌＱ料ガス発生ガス発生器
ガス人口２よりＣＶＤのキャリヤーガスもしくは該キャ
リヤーガスとＣＶＤ原料ガスとの混合ガスを導入し、液
状（又は固体状）の原料５中に吹込んで原料を蒸発させ
原料ガスを発生させる。なお、原料がガスとして供給可
能なものはガス発生器１は不要である。４は超微粒子担
持装置であう、ガス人口５よりＣＶＤキャリヤーガスも
しくは該キャリヤーガスとＣＶＤ原料ガスとの混合ガス
を導入し、超微粒子６をガス中に担持させる。次に超微
粒子が担持されたガス金成膜室７に導き、ノズル８より
あらかじめヒータ９によってＣＶＤ反応温度に加熱され
た基板１０上に吹きつけることにより、皮膜１１を得る
ものである。
ガス人口２よりＣＶＤのキャリヤーガスもしくは該キャ
リヤーガスとＣＶＤ原料ガスとの混合ガスを導入し、液
状（又は固体状）の原料５中に吹込んで原料を蒸発させ
原料ガスを発生させる。なお、原料がガスとして供給可
能なものはガス発生器１は不要である。４は超微粒子担
持装置であう、ガス人口５よりＣＶＤキャリヤーガスも
しくは該キャリヤーガスとＣＶＤ原料ガスとの混合ガス
を導入し、超微粒子６をガス中に担持させる。次に超微
粒子が担持されたガス金成膜室７に導き、ノズル８より
あらかじめヒータ９によってＣＶＤ反応温度に加熱され
た基板１０上に吹きつけることにより、皮膜１１を得る
ものである。
〔実施例１〕
本発明法によシ超硬合金上にＡｌ２Ｏ３膜をｇｇした。
使用したＣＶＤ反応は次の通りである。
Ａｊ （Ｖ ＋３Ｃ０２＋３Ｈ２→ＡＩ！２０３＋６Ｈ
Ｃ１！＋３００第１図においてガス人口２よＪ） ５０
０ Ｃ６／ ｍｉｎのＣｏ２ガスを導入し、ガス発生器
１でＡＩ！２Ｃ１！６を加熱昇華させ、Ｃ０２の混合ガ
スを発生させ又ガス人口５からは５００ ｃｃ ／ ｍ
ｉｎのＮ２ を導入しＡｌ２Ｏ３超微粒子’ｉｃ”／
Ｄ原原料ガス圧担持させた。使用したＡｊ ２０ Ｂ超
微粒子は０．０１〜０．１μｍ の粒径である。次にこ
の超微粒子担持ガスを内径１０龍のノズル８から、ヒー
ター９によって８００Ｃに加熱された基板１０上に吹き
つけて成膜を行った。成膜時の圧力は７６０Ｔｏｒｒで
あり、３０分間コーティングを行ったところ、厚さ０．
１ｎの皮膜が得られた。
Ｃ１！＋３００第１図においてガス人口２よＪ） ５０
０ Ｃ６／ ｍｉｎのＣｏ２ガスを導入し、ガス発生器
１でＡＩ！２Ｃ１！６を加熱昇華させ、Ｃ０２の混合ガ
スを発生させ又ガス人口５からは５００ ｃｃ ／ ｍ
ｉｎのＮ２ を導入しＡｌ２Ｏ３超微粒子’ｉｃ”／
Ｄ原原料ガス圧担持させた。使用したＡｊ ２０ Ｂ超
微粒子は０．０１〜０．１μｍ の粒径である。次にこ
の超微粒子担持ガスを内径１０龍のノズル８から、ヒー
ター９によって８００Ｃに加熱された基板１０上に吹き
つけて成膜を行った。成膜時の圧力は７６０Ｔｏｒｒで
あり、３０分間コーティングを行ったところ、厚さ０．
１ｎの皮膜が得られた。
Ｘ線回折電子顕微鏡観察等によって調査した結果、この
皮膜は緻密なＡ／２０３膜であることが明らかとなった
。成膜速度０．２ｓｍ／時間は、従来のＣＶＤやＰＶＤ
に比べて約１０倍以上の高速であった。
皮膜は緻密なＡ／２０３膜であることが明らかとなった
。成膜速度０．２ｓｍ／時間は、従来のＣＶＤやＰＶＤ
に比べて約１０倍以上の高速であった。
〔実施例２〕
第１図の装ｆを使用して鋼（８８４１）上にＮ１膜を生
成させた。使用した反応は次の通シである。
成させた。使用した反応は次の通シである。
Ｎｉ（ＣＯ）４→Ｎｉ ＋４ＣＯ
第１図の装置においてガス人口２よシ、キャリヤーガス
としてのＡｒ を５０ ｃｃ ／ ｍｉｎの流量で導
入し、ガス発生器１でＮ１（Ｃｏ）４を蒸発させた。又
、ガス人口５からは５０ ｃｃ ／ ｗｉｎのＡｒをキ
ャリヤーガスとして導入しＮ１ 超微粒子をＣＶＤ原
料ガス中に担持させた。使用したＮ１粒子は０．０１〜
０．１μｍ の粒径のものを使用した。次にこの超微粒
子担持ガスを内径１０ｓｎのノズル８からヒータ９によ
って２００Ｃに加熱された基板１０上に吹きつけて成膜
を行ったところ底膜速度Ｑ、５耀／時開で皮膜が生成し
た。
としてのＡｒ を５０ ｃｃ ／ ｍｉｎの流量で導
入し、ガス発生器１でＮ１（Ｃｏ）４を蒸発させた。又
、ガス人口５からは５０ ｃｃ ／ ｗｉｎのＡｒをキ
ャリヤーガスとして導入しＮ１ 超微粒子をＣＶＤ原
料ガス中に担持させた。使用したＮ１粒子は０．０１〜
０．１μｍ の粒径のものを使用した。次にこの超微粒
子担持ガスを内径１０ｓｎのノズル８からヒータ９によ
って２００Ｃに加熱された基板１０上に吹きつけて成膜
を行ったところ底膜速度Ｑ、５耀／時開で皮膜が生成し
た。
この皮膜は、Ｘ線回折と走査型電子顕微鏡によって調査
した結果、緻密なＮ１ 膜であることが明らかとなり
、従来の約１０倍の高速で緻密Ｎｉ属が生成できること
が明らかとなった。
した結果、緻密なＮ１ 膜であることが明らかとなり
、従来の約１０倍の高速で緻密Ｎｉ属が生成できること
が明らかとなった。
〔実施例３〕
実施例２において、使用する超微粒子を粒径０．０１〜
０．１ μｍ のＡｌ２Ｏ３粒子にかえて成膜を行っ
たところ、Ｎｉ 皮膜中にＡＪ、Ｏ，粒子が混在する
複合材料の皮膜が得られた。
０．１ μｍ のＡｌ２Ｏ３粒子にかえて成膜を行っ
たところ、Ｎｉ 皮膜中にＡＪ、Ｏ，粒子が混在する
複合材料の皮膜が得られた。
さらに粒子ｔ−ｃｒ２ｏｓや！９１ｃにかえて成膜した
ところ、同様にセラミック分散複合材料皮膜が得られた
。
ところ、同様にセラミック分散複合材料皮膜が得られた
。
本発明によれば従来法であるＣＶＤ法、ＰｖＤ法に比べ
約１０倍以上の高速で緻密膜を形成させることが可能と
なる。これは、超微粒子の堆積とＣＶＤ反応を併用させ
ることで可能になるものであり、異種材料を組合せるこ
とで複合材料の成膜も可能となり工業的に極めて価値あ
る技術である。
約１０倍以上の高速で緻密膜を形成させることが可能と
なる。これは、超微粒子の堆積とＣＶＤ反応を併用させ
ることで可能になるものであり、異種材料を組合せるこ
とで複合材料の成膜も可能となり工業的に極めて価値あ
る技術である。
第１図は本発明の一実施例としての成膜装置の概要を示
す図である。
す図である。
Claims (1)
- 化学的気相蒸着法の原料ガスをキャリヤーガスとして該
キャリヤーガスに成膜材料の超微粒子を担持させ、これ
を化学的気相蒸着の反応温度に加熱された基板面にスプ
レーして基板上に皮膜を形成させることを特徴とする高
速成膜法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16595388A JPH0219478A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 高速成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16595388A JPH0219478A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 高速成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0219478A true JPH0219478A (ja) | 1990-01-23 |
Family
ID=15822154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16595388A Pending JPH0219478A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 高速成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0219478A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007210077A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Topura Co Ltd | 工具 |
| WO2009069210A1 (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Kabushiki Kaisha Nihon Micronics | 霧化装置、霧化方法、配線形成装置及び配線形成方法 |
-
1988
- 1988-07-05 JP JP16595388A patent/JPH0219478A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007210077A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Topura Co Ltd | 工具 |
| WO2009069210A1 (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Kabushiki Kaisha Nihon Micronics | 霧化装置、霧化方法、配線形成装置及び配線形成方法 |
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