JPH02250967A - ダイヤモンド類被覆部材およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はダイヤモンド類被覆部材およびその製造方法に
関し、さらに詳しく言うと、薄膜被形成部材との密着性
に優れて膜剥離の生じにくいダイヤモンドおよび／また
はダイヤモンド状炭素（これらを、ダイヤモンド類と総
称することかある。）からなる被ＷＩ膜を備えるダイヤ
モンド類被覆部材と、このダイヤモンド頬被積部材を良
好な再現性の下に容易に、しかも効率良く得ることので
きるダイヤモンド類被覆部材の製造方法とに関する。

［従来技術および発明が解決しようとする課Ｉｌｌタイ
ヤモントおよび／またはダイヤそンド状度素の薄膜は、
硬度、耐摩耗性、電気絶縁性、熱伝導性、赤外線透過性
および固体潤滑性などに優れていることから、たとえば
切削工具類、研磨材、耐摩耗性機械部品、光学部品等の
各種部材のハートコート材や電気・電子材料などに利用
されつつある。

ところで、このダイヤモンド類の薄膜で被覆してなるダ
イヤモンド類被覆部材が所期の性能を発揮するためには
、薄膜被形成部材と薄膜との密着性が優れていなければ
ならないのであるが、たとえば、薄膜被形成部材がＳｉ
系材料である場合には、プラズマＣＶＤ法により薄膜被
形成部材との密着性が良好な薄膜が得られるものの、た
とえばＷ　Ｃ−Ｃｏ系等の超硬合金からなる薄膜被形成
部材上には薄膜被形成部材との密着性が良好な薄膜を得
るまでには至っていない。

そこて、ダイヤモンド類の薄膜と薄膜被形成部材との密
着性を向上させることを目的として従来より種々の提案
がなされている。

具体的には、基体とダイヤモンド層との間に、金属、金
属炭化物、金属窒化物等の中間層を介在させてなる被８
１部材が種々提案されているが（特公昭６２−１０３０
０号公報、特開昭６３−１５３４７号公報等参照）、い
ずれも中間層とダイヤモンド層との密着性に未だ改善の
余地があり、ダイヤモンド層の剥離を防止することは困
難である。

また、特開昭５８−１５３７７４号公報においては、気
相法により基体表面をダイヤモンドて被覆するのと同時
に基体表面にイオン注入を行なう硬質被覆母材の製造法
が開示されており、また、特開昭５９−９３：１４ａ号
公報においては、基材にダイヤモンド類の被膜をイオン
ビーム蒸着法により施すと同時にイオン注入を行なうこ
とからなる被膜の厚みが０．５μｍ以上２◎＃Ｌｍ以下
であり、かつ基材と被膜との接合面のｌｌ１２当り１，
０００箇所以上１，０００゜０００箇所以下の局部にお
いて被膜が基材に楔状に突出しており、その突出深さが
０．０５μｍ以上１μｍ以下であるダイヤモンド類被膜
を被覆した基材の製造法が開示されている。

しかしながら、これらの方法においては、いずれもイオ
ン注入とダイヤモンド類被膜による被覆とを同時に行な
うので、イオン注入の最適条件とダイヤモンド類膜を形
成するための最適条件とが一致し難いことから、条件の
選定が困難であるという問題がある。また、特に後者の
方法においてダイヤモンド類被膜と基材との界面の状態
を規定しているのは、単に物理的形状による密着性の向
上を目的にしているに過ぎず、このような物理的形状を
再現性良く得るための製造条件の選定は一層困難である
。

したがって、薄膜被形成部材とダイヤモンド類被膜との
密着性に優れてダイヤモンド類被膜の剥離のないダイヤ
モンド類被覆部材、およびこのようなダイヤモンド類被
覆部材を良好な再現性の下に容易に得ることのできる製
造方法が望まれている。

本発明は前記の事情に基しごてなされたものである。

本発明の目的は、薄膜被形成部材とダイヤモンド類被膜
との密着性に優れてダイヤモンド類被膜の剥離のないダ
イヤモンド類被覆部材と、このダイヤモンド類被覆部材
を良好な再現性の下に容易に、しかも効率良く得ること
のできるダイヤモンド類被覆部材の装造方法とを提供す
ることにある。

【！！題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討を重ね
た結果、薄膜被形成部材上に特定のイオン注入層を介し
てダイヤモンド類からなる被覆膜を備えるダイヤモンド
類被覆部材は、薄膜被形成部材とダイヤモンド類被膜と
の密着性に優れてダイヤモンド類被膜の剥離がないこと
、および特定の製造方法によると、このような特長を有
するダイヤモンド類被覆部材を良好な再現性の下に容易
に、しかも効率良く得ることができること、を見い出し
て本発明に到達した。

請求項１の発明の構成は、薄膜被形成部材上に２周期表
第４ａ族、第５ａ族および第６ａ族のいずれかに属する
金属元素ならびにケイ素よりなる群から選ばれた元素の
イオンを注入してなるイオン注入層を介してダイヤモン
ドおよび／またはダイヤモンド状炭素からなる被覆膜を
備えることを特徴とするダイヤモンド類被覆部材であり
、請求項２の発明の構成は、前記イオン注入層の厚みが
０．旧〜１．ＯＩＬｍであるとともに、イオン注入量が
ＩＱＩＯイオン／　ｃ　ｍ　”以上である請求項１記載
のダイヤモンド類被覆部材てあり。

請求項３の発明の構成は、薄膜被形成部材の表面に、周
期表第４３族、第５ａ族および第６ａ族のいずれかに属
する金属元素ならびにケイ素よりなる群から選ばれた元
素のイオンを注入した後。

前記薄膜被形成部材の表面に、気相法によりダイヤモン
ドおよび／またはダイヤモンド状炭素からなる被覆膜を
形成することを特徴とするダイヤモンド類被涜部材の製
造方法である。

請求項１または請求項２に記載のダイヤモンド類被覆部
材は、たとえば第１図に示すように、薄膜被形成部材ｌ
上にイオン注入層２とダイヤモンドおよび／またはダイ
ヤモンド状炭素からなる被覆膜３を備えるものである。

ン ー蒔膜被形成部材− 前記ｉｓ被形成部材の形成材料は、気相法により特にダ
イヤモンドを析出させる場合には、耐熱性に富むもの、
特に融点が６００℃以上であるものが好ましい、また、
ダイヤモンド状炭素を析出させる場合には、特に形成材
料の耐熱性は問題にならない、形成材料としては、たと
えばＷＣ系、ＴｉＣ系、ｌＩＣ−Ｃｏ系１ｗＣ−τ１Ｃ
−Ｃｏ系、１Ｃ−τｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系等の超硬合金
などの非Ｓｉ系材料：炭化ケイ素（５ｉＣ）、窒化ケイ
素（ＳｉＪ４）　、酸窒化ケイ素（ＳｉｔＯＮｍ）等の
セラミックスなどのＳｉ系材料を挙げることができる。

さらに、前記非Ｓｉ系材料としては、たとえば、鉄、銅
、コバルト、クロム、マンガン、モリブデン、ニオブ、
ニッケル、パラジウム、白金、バナジウム、タングステ
ン、イツトリウム、ジルコニウム等の金属；およびこれ
らの酸化物、窒化物および炭化物、これらの合金；　＾
ｊｌｔｏ３−Ｆｅ系、　ＴｉＣ−旧糸、　ＴｉＣ−Ｃｏ
系、ＴｉＣ−ＴｉＮ系、８４Ｃ−Ｆｅ系等のサーメット
；コーディエライト（２舗ｇＯ・２Ａｊ１ｍｉｓ　・５
ＳｉＯｔ　）　、リチウム・アルミノケイ酸塩、チタン
酸アルミニウム（＾ｌ３０−・Ｔｉｅｓ）　、リン酸ジ
ルプニル（２ＺｒＯ愈”Ｐｔ０ｓ）、ＮａＺｒｔ（ＰＯ
＜）３型化合物、サイアロン（Ｓｉ、−ｔ＾ｌ。

０、Ｎａ−−）等のセラミックスなどを挙げることもて
きる。

前記薄膜被形ｔｉ、ｆｉ材の形状については、特に制限
はなく、たとえば板状、棒状、錐状、チウプ状（三角、
四角等）、ドリル等の特殊形状などの任意の形状のもの
を用いることが可能である。

−イオン注入層− 前記薄膜被形成部材上に形成する前記イオン注入層は１
周期表第４ａ族、第５ａ族および第６ａ族に属する金属
元素ならびにケイ素よりなる群から選ばれた元素のイオ
ンを、公知のイオン注入法により注入してな°す、前記
薄膜被形成部材へのアンカー効果および炭化物形成反応
を利用して前記薄膜被形成部材とダイヤモンド類からな
る被覆膜との密着性を向上させる層である。

具体的には、前記元素として、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｔａ１．Ｃｒ、Ｍｏ、ＷおよびＳｔを挙げること
ができる。

これらの中でも、好ましいのは炭化物を形成すル元素、
すなわち、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗおよ
びＳｉであり、特に好ましいのはＷ、Ｓｉである。

前記イオン注入法における加速エネルギーは、両温薄膜
被形成部材の形成材料の組成により異なるので一様に規
定することはできないが１通常は前記元素のイオンを前
記薄膜被形成部材に深さＯ０旧〜１．０μｍ、好ましく
は０．０２〜０．３　＃Ｌｍ程度に侵入させることので
きる大きさであればよく。

通常、５ｋｅＶ〜３鋪ｅＶ　、好ましくは数１０ｋｅＶ
　〜数１００ｋｅＶ程度である。

また、イオン注入量は、通常（１０１０イオン／ｃｍ”
以上、好ましくはＩＱＩ（１〜ｌＯ聾Ｏイオン／ｃｍ”
、さらに好ましくは１ＱＩｌｉ、ＩＱＩ？イオン／、、
ｃｍ”である。

このイオン注入量がｔｏｔｏイオン／ｃｍ”未満である
と、前述のアンカー効果および炭化物形成が充分に達せ
られないことがあり、前記薄膜被形成部材とダイヤモン
ド類からなる被覆膜との密着性が充分ではないことがあ
る。

前記イオン注入層の厚みは、通常、　０．０１〜１．０
＃Ｌｍ、好ましくは０．旧〜０．３μｍ程度である。

この厚みが０．０１　ＪＬｍ未満であると、イオン注入
層が奏するべき前述のアンカー効果が充分ではないこと
がある。一方、１．０　＃Ｌｍを超えても、それに相当
する効果の向上は見られないことがある。

−被覆膜− 本発明のダイヤモンド類被覆部材は、前記薄膜被形１１
１．ｍ材上に前記イオン注入層を介して、ダイヤモンド
および／またはダイヤモンド状炭素からなる被覆膜を有
する。

前記被覆膜は、たとえば気相法を採用して形成すること
ができる。

具体的には、炭素源ガスを含有する原料ガスを励起して
得られるガスを、前記イオン注入層を備える前記薄膜被
形成部材に反応室内て接触させることにより、前記イオ
ン注入層上に曲記被ｒＩＪ膜を得ることかできる。

前記原料ガスは、少なくとも炭素源ガスを含有するもの
であればよいが、少なくとも炭素原子と水素原子とを含
むガスが好ましく、炭素原子と水素原子と酸素原子とを
含むガスは特に好ましい。

具体的には、前記原料ガスとして、たとえば炭素源ガス
と水素ガスとの混合ガスを挙げることかできる。

また、所望により、＠記原料ガスとともに、不活性ガス
等のキャリヤーガスを用いることもてきる。

前記炭素源ガスとしては、各種炭化水素、含ハロゲン化
合物、含酸素化合物、含窒素化合物等のガスを使用する
ことができる。

炭化水素化合物としては１例えばメタン、エタン、プロ
パン、ブタン等のパラフィン系炭化水素：エチレン、プ
ロピレン、ブチレン等のオレフィン系炭化水素：アセチ
レン、アリレン等のアセチレン系炭化水素；ブタジェン
等のジオレフィン系炭化水素；シクロプロパン、シクロ
ブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭
化水素；シクロブタジェン、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、ナフタレン等の芳香族炭化水素；塩化メチル、臭
化メチル、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭
化水素などを挙げることができる。

含ハロゲン化合物としては、たとえば、ハロゲン化メタ
ン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等の含ハロ
ゲン化炭化水素等を挙げることができる。

含酸素化合物としては１例えばアセトン、ジエチルケト
ン、ベンゾフェノン等のケトン類；メタノール、エタノ
ール、プロパツール、ブタノール等のアルコール類；メ
チルエーテル、エチルエーテル、エチルメチルエーテル
、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル、
フェノールエーテル、アセタール、環式エーテルくジオ
キサン、エチレンオキシド等）のエーテル類：アセトン
、ビナコリン、メチルオキシド、芳香族ケトン（アセト
フェノン、ベンゾフェノン等）、ジケトン、環式ケトン
等のケトン類；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、
ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類
；ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コへり酸、酪酸、シュウ
酸、酒石酸、ステアリン酸等の有機酸類：酢酸メチル、
酢酸エチル等の酸エステル類：エチレングリコール、ジ
エチレングリコール等の二価アルコール類ニー酸化炭素
、二酸化炭素等を挙げることがてきる。

含窒素化合物としては１例えばトリメチルアミン、トリ
エチルアミンなどのアミン類等を挙げることかできる。

また、前記炭素源ガスとして、単体てはないが、消防法
に規定される第４類危険物：ガソリンなどの第１石油類
、ケロシン、テレピン油、しょう脳油、松根油などの第
２石油類、重油などの第３石油類、ギヤー油、シリンダ
ー油などの第４石油類などのガスをも使用することかで
きる。また前記各種の炭素化合物を混合して使用するこ
ともできる。

これらの炭素源ガスの中でも、常温で気体または蒸気圧
の高いメタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化
水素；あるいはアセトン、ベンゾフェノン等のケトン類
、メタノール、エタノール等のアルコール類、−酸化炭
素、二酸化炭素ガス等の含酸素化合物か好ましく、−酸
化炭素は特に好ましい。

前記水素ガスには、特に制限がなく、たとえば石油類の
ガス化、天然ガス、水性ガスなどの変成、水の電解、鉄
と水蒸気との反応、石炭の完全ガス化などにより得られ
るものを充分に精智したものを用いることができる。

前記水素ガスを構成する水素は励起されることにより原
子状水素を形成する。

この原子状水素は、ダイヤモンド類の析出と同時に析出
するグラファイトやアモルファ“スカーポン等の非ダイ
ヤモンド類成分を除去する作用を有する。

前記原料ガスを励起する手段としては、たとえばマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、ＤＣプ
ラズマＣＶＤ法、熱フイラメント法、熱ＣＶＤ法、光Ｃ
ＶＤ法、燃焼炎法、スパッタリング法などを挙げること
ができる。

これらの中でも、好ましいのは各種プラズマＣＶＤ法（
有磁場ＣＶＤ法を含む、）である。

前記イオン注入層上に形成する前記被ＩＩＩ膜の厚みは
５本発明のダイヤモンド類被覆部材の用途等に応じて適
宜に選定すればよいが１通常は０．５〜１００＃Ｌｍ程
度である。

−その他− 請求項１または請求項２に記載のダイヤモンド類被覆部
材においては、前記薄膜被形成部材上にアンカー効果を
奏する前記イオン注入層を介して前記被覆膜を有するの
で、前記被覆膜はたとえばＷＣ−Ｃｏ系超硬合金からな
る前記薄膜被形成部材に対しても優れた密着性を有し、
しかも硬度。

耐摩耗性２電気絶縁性、熱伝導性２赤外線透過性および
固体潤滑性などに優れるものである。

したがって、請求項１または請求項２に記載のダイヤモ
ンド類被覆部材は、たとえば切削工具類、研磨材、耐摩
耗性機械部品、光学部品等の各種部材のハートコート材
や電気・電子材料などに好適に利用することができる。

そして、このような特長を有する請求項１または請求項
２に記載のダイヤモンド類被覆部材は、次に詳述する請
求項３に記載の製造方法を好適に採用することにより、
良好な再現性の下に容易に、しかも効率良く得ることか
できる。

ン　　　　　　　　　　の 請求項３に記載の製造方法においては、先ず。

前記薄膜被形成部材の表面に５周期表第４ａ族。

第５ａ族および第６８族のいずれかに属する金属元素な
らびにケイ素よりなる群から選ばれた元素のイオンを注
入してイオン注入層を形成する。

使用に供される前記ａｍ被形成部材の材質および形状に
ついては、請求項１または請求項２に記載のダイヤモン
ド類被覆部材における前記薄膜被形成部材の材質および
形状と同様である。

前記イオンの注入には、公知のイオン注入法を採用する
ことができる。

＠記イオンの注入における加速エネルギーおよび注入量
については、請求項１または請求項２に記載のダイヤモ
ンド類被覆部材における前記元素のイオンを注入する際
の加速エネルギーおよび注入量と同様であり、加速エネ
ルギーは１通常、５　ｋｅＶ　〜３　ＭｅＶ　、好まし
くは数１０ｋｅＶ　〜数１００ｋｅＶ程度である。また
、イオン注入量は、通常、１０’。

イオン／ｃｍ”以上、好ましくはｌ［ｌＩｄ〜１Ｑ２Ｇ
イオン／ｃｍ”、さらに好ましくはＩＱＩ＠〜１Ｑ１ｆ
イオン／　ｃ　ｍ　”である、このイオン注入量か１０
１０イオン／　ｃ　ｍ　”未満であると、前記薄膜被形
成部材との密着性に優れた被１１１！ｌを有するダイヤ
モンド類被覆部材を得ることができないことがある。

本発明の方法においては、このイオン注入量を前記の範
囲内で適宜に選定することにより、ダイヤモンド類の核
発生密度を制御することも可能である。

本発明の方法においては１以上のようにして前記薄膜被
形成部材上に、厚み０．０１−１．ＯＩＬｍ、好ましく
は０．Ｏ２Ｎ２．３μｍ程度のイオン注入層を形成した
後、このイオン注入層上に、気相法によりダイヤモンド
および／またはダイヤモンド状炭素からなる被Ｉｌ！膜
を形成する。

具体的には、前記イオン注入層を形成してなる前記薄膜
被形成部材を設置した反応室内に、炭素源ガスを含有す
る原料ガスを導入し、前記原料ガスを励起して得られる
ガスを、Ｓ記イオン注入層に接触させることにより、前
記イオン注入層上に前記被覆膜を得ることができる。

前記原料ガスを励起する手段としては、気相法によりダ
イヤモンドおよび／またはダイヤモンド状炭素からなる
薄膜を形成することのできる方法であれば、特に制限は
なく、たとえば直流または交流アーク放電によりプラズ
マ分解する方法、高周波誘導放電によりプラズマ分解す
る方法、マイクロ波放電によりプラズマ分解する方法（
有磁場ＣＶＤ法を含む、）あるいはプラズマ分解をイオ
ン室またはイオン銃で行なわせ、電界によりイオンを引
き出すイオンビーム法、熱フィラメントによる加熱によ
り熱分解する熱分解法ＣＥＡＣＶＤ法を含む、）、光エ
ネルギーによりプラズマ分解する方法、さらに燃焼炎法
、スパッタリング法などのいずれをも採用することがで
きる。

これらの方法においては１通常、以下の条件下に反応が
進行して、前記イオン注入層上にダイヤモンドおよび／
またはダイヤモンド状炭素の薄膜からなる被覆膜が形成
される。

すなわち、前記イオン注入層の表面の温度は、前記原料
ガスの励起手段、ダイヤモンド類からなる薄膜の種類等
によって異なるので、−概に決定することはできないが
、ダイヤモンド膜の場合は、通常、３５０〜１，２００
℃、好ましくは５００〜１．１００　’Ｃである。たと
えばプラズマＣＶＤ法を用いる場合には７００〜ｔ　、
ｏｏｏ℃が好ましい。

前記の温度が、３５０℃より低いと、前記イオン注入層
上に析出するダイヤモンド薄膜の析出速度が遅くなった
り、弄ダイヤモンド成分を多量に含む膜が析出したりす
ることがある。一方、　１，２００℃より高くしても、
それに見合った効果は奏されず、エネルギー効率の点で
不利になるとともに。

形成されたダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド状
炭素からなる薄膜がエツチングされてしまうことがある
。

反応圧力は１通常、　１０−’　〜１０’　ｔｏｒｒ、
好ましくは１Ｇ−’ｔｏｒｒ〜７１ｉ０　Ｌｏｒｒであ
る。

また、必要により１反応室内に磁場な胎えた状態で、前
記原料ガスを励起することもできる。したがって、この
場合には、前記原料ガスの励起手段にたとえば有磁場−
ＣＶＤ法を好適に採用することができる。

反応圧力がｔｏ−ｒ″ｔｏｒｒよりも低いと、前記被覆
膜を形成するダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド
状炭素からなる薄膜の析出速度が遅くなりたり、薄膜が
析出しなくなったりすることがある。

一方、　１Ｇ”ｔｏｒｒより高くしてもそれに見合った
効果は奏されないことがある。

反応時間は、前記イオン注入層の表面の温度、反応圧力
、必要とする膜厚などにより相違するので一概に決定す
ることはできないが１通常は、１０時間以内とすること
ができる。

このようにして形成される再記被覆膜の厚みについては
、特に制限はないが、通常は０．５〜１０Ｂ終ｍ程度で
ある。

請求項３に記載の方法によると、薄膜被形成部材との密
着性に優れたダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド
状炭素からなる被覆膜を備える請求項１または請求項２
に記載のダイヤモンド類被覆部材を、ダイヤモンド類の
核発生密度を制御しつつ良好な再現性の下に効率良く、
しかも容易に１造することができる。

［実施例］ 次いで、本発明の実施例および比較例を示し。

本発明についてさらに具体的に説明する。

（実施例１） ■　　　　ン　　　　　　の ＷＣ−ａ重量％ＣＯ超硬合金（ＪＩＳ　ＫＩＯ相当品）
からなる板材の表面に、Ｓｉ４イオンをイオン注入法に
より注入して、厚み０．０２μｍのイオン注入層を形成
した。

なお、イオン注入条件は次の通りである。

ヱＪ≦乙扛ノｄ性 イオン源；　Ｓ　ｉ　Ｈ４ 加速エネルギー；　５０ｋｅＶ 注入１ｔ；３Ｘ１０”イオ：／　／　Ｃｍ　”■櫨ｍす
１處 次に、このイオン注入層を形成した薄膜被形成部材をマ
イクロ波プラズマＣＶＤ装置の反応室内に設置した。

この反応室内に、−酸化炭素ガスと水素ガスとの混合ガ
ス（ＣＯ濃度７％）を導入し、反応室内の圧力４０ｔｏ
ｒｒ、イオン注入層の表面温度９００℃の条件下に１周
波数２．４５ＧＩＩｚのマイクロ波電源の出力を２００
Ｗに設定した。

この条件でマイクロ波放電方式によるプラズマ処理を３
時間行なって膜１９［７，５＃Ｌｍの被覆膜を有する被
１ｌｔＩ＆材を得た。

反応終了後、被覆部材を反応室から取り出し、被１Ｎ膜
についてラマン分光分析を行なったところ、　１３３３
ｃｍ−の位置にダイヤモンドに相当するシャープなピー
クが認められた。

また、このダイヤモンド類被覆部材について、被１Ｎ膜
の剥離率について評価したところ、この被１１膜の剥離
率は５％であった。

結果を第１表に示す。

なお、被覆膜の剥離率の評価は、次のようにして行なっ
た。

剥離率の評価：１００℃沸隠水中に３分間。

７８にの液体窒素中に３分間の 熱サイクルを５回繰り返した 後、室温に戻して剥離率を求 めた。

なお、剥離率の中には、反応 容器から取り出した際に、既 に剥離していたものも含まれ る。

（実施例２） 前記実施例１の■において、イオン源にＳｉＨ。

を用いたイオン注入法に代えて、イオン源に７ｉＣ１＜
を用いたイオン注入法を行なってイオン注入層を形成し
たほかは、前記実施例１と同様にして実施した。

得られた被覆部材の被覆膜についてラマン分光分析を行
なったところ、１３３３ｃｍ−’の位置にダイヤモンド
に相当するシャープなピークが認められた。

また、このダイヤモンド類被覆部材について、被覆膜の
剥離率について評価したところ、この被覆膜の剥離率は
８％てあった。

結果を第１表に示す。

（実施例３） 前記実施例１の■において、イオン源に５ｉｌ１４を用
いたイオン注入法に代えて、イオン源にＴａＣＪｌ＋を
用いたイオン注入法を行なってイオン注入層を形成した
ほかは、Ｓ記実施例１と同４１ニして実施した。

得られた被覆部材の被覆膜についてラマン分光分析を行
なったところ、１：Ｉ：１３ｃｍ−’の位置にダイヤモ
ンドに相当するシャープなピークが認められた。

また、このダイヤモンド類被覆部材について、被覆−の
剥離率について評価したところ、この被覆膜の剥離率は
６％であった。

結果を第１表に示す。

（実施例４） 前記実施例１の■において、イオン源にＳｉＨ。

を用いたイオン注入法に代えて、イオン源にＷＦ、を用
いたイオン注入法を行なってイオン注入層を形成したほ
かは、前記実施例１と同様にして実施した。

得られた被覆部材の被覆膜についてラマン分光分析を行
なったところ、　１３３３ｃｍ−’の位置にダイヤモン
ドに相当するシャープなピークが認められた。

また、このダイヤモンド類被榎部材について。

被覆膜の剥離率について評価したところ、この被覆膜の
剥離率は５％であった。

結果を第１表に示す。

（比較例１） 前記実施例１において、イオン注入層を形成しなかった
ほかは、前記実施例１と同様にして被覆部材を得た。

得られた被覆部材の被覆膜についてラマン分光分析を行
なったところ、　１３３３ｃ「”の位置にダイヤモンド
に相当するシャープなピークが認められた。

また、このダイヤモンド類被覆部材について。

被覆膜の剥離率について評価したところ、この被覆膜の
剥離率は３７％であつた。

結果を第１表に示す。

（比較例２） 前記実施例１の■において、イオン源に５ｉ１４を用い
たイオン注入法に代えて、イオン源にＮ２を用いたイオ
ン注入法を行なってイオン注入層を形成したほかは、前
記実施例１と同様にして被覆部材な得た。

得られた被覆部材の被覆膜についてラマン分光分析を行
なったところ、１３３：ｔｅａ−’の位置にタイヤセン
トに相当するシャープなピークか認められた。

また、このダイヤモンド類被覆部材について、被覆膜の
剥離率について評価したところ、この被！ＷｉｌＫの剥
離率は３２％であった。

結果を第１表に示す。

（木頁、以下余白） （評価） 第１表から明らかなように、本発明のタイヤセント類被
覆部材は、ダイヤモンド類からなるとともに膜質が極め
て良好な被覆膜を有していて、しかもこの被覆膜と薄膜
被形成部材との密着性に優れ、！Ｉ剥離が生じにくいこ
とを確認した。

また、本発明の方法によると、良好な再現性の下に効率
良く、シかも容易に本発明のダイヤモンド類被覆部材を
製造することかできることを確認した。

［発明の効果］ （１）　　請求項１または請求項２の発明によると、薄
膜被形成部材上に、特定の元素のイオンを注入してなる
イオン注入層を介してタイヤセントおよび／またはダイ
ヤモンド状炭素からなる被覆膜を備えるので、イオン注
入層のアンカー効果および炭化物形成反応により薄膜被
形成部材との密着性が向上した被覆膜を有するダイヤモ
ンド頬被侵部材を提供することができる。

（２）　　請求項３の発明による・と、薄膜被形成部材
の表面に特定の元素のイオンを注入した後、Ｑ膜被形成
部材の表面に、気相法によりダイヤモンドおよび／また
はダイヤモンド状炭素からなる被覆膜を形成するので、
前記の利点を有する請求項１または請求項２に記載のダ
イヤモンド類被覆部材を、イオン注入量を適宜に選定す
ることによりダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド
状炭素の核発生密度を制御しつつ、良好な再現性の下に
容易に、しかも効率良く得ることのてきる工業的に有用
なダイヤモンド類被覆部材の製造方法を提供することか
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダイヤモンド類被覆部材の一例を示す
断面説明図である。 ｌ・・・薄膜被形成部材、２・・・イオン注入層、３・
・・被覆膜 第１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄膜被形成部材上に、周期表第４ａ族、第５ａ族
   および第６ａ族のいずれかに属する金属元素ならびにケ
   イ素よりなる群から選ばれた元素のイオンを注入してな
   るイオン注入層を介してダイヤモンドおよび／またはダ
   イヤモンド状炭素からなる被覆膜を備えることを特徴と
   するダイヤモンド類被覆部材。
2. （２）前記イオン注入層の厚みが０．０１〜１．０μｍ
   であるとともに、イオン注入量が１０＾１＾０イオン／
   ｃｍ＾２以上である請求項１記載のダイヤモンド類被覆
   部材。
3. （３）薄膜被形成部材の表面に、周期表第４ａ族、第５
   ａ族および第６ａ族のいずれかに属する金属元素ならび
   にケイ素よりなる群から選ばれた元素のイオンを注入し
   た後、前記薄膜被形成部材の表面に、気相法によりダイ
   ヤモンドおよび／またはダイヤモンド状炭素からなる被
   覆膜を形成することを特徴とするダイヤモンド類被覆部
   材の製造方法。