JPH0317267A - 傾斜機能材料の製造方法 - Google Patents
傾斜機能材料の製造方法Info
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- JPH0317267A JPH0317267A JP15116689A JP15116689A JPH0317267A JP H0317267 A JPH0317267 A JP H0317267A JP 15116689 A JP15116689 A JP 15116689A JP 15116689 A JP15116689 A JP 15116689A JP H0317267 A JPH0317267 A JP H0317267A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、ガスタービン材料や、セラミックスエンジン
用機械部品や、航空機用部品など、高温の過酷環境下で
使用できる材料の製造方法に関するものである。
用機械部品や、航空機用部品など、高温の過酷環境下で
使用できる材料の製造方法に関するものである。
（口）従来の技術
材料の両側の面が高温と低温にさらされ、その両面に大
きな温度差を受ける材料の製造方法として、従来より、
金属や合金材料の表面【；セラミックスなどをコーティ
ングしたり、鍍金を施したりして、耐熱性を上げる方法
が知られている。
きな温度差を受ける材料の製造方法として、従来より、
金属や合金材料の表面【；セラミックスなどをコーティ
ングしたり、鍍金を施したりして、耐熱性を上げる方法
が知られている。
しかしながらこの方法では、熱応力を緩和することはで
きないため、形成された膜の！Ｉ＋離や、膜表面の亀裂
発生による耐食性の悪化などの問題があった。
きないため、形成された膜の！Ｉ＋離や、膜表面の亀裂
発生による耐食性の悪化などの問題があった。
又、耐食性セラミックスと金属とを接合する方法として
、最近、銀蝋や、銅にチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（
Ｚｒ）などの活性な金属を添加し、セラミックスの反応
を用いて接合する方法が開発されているが、この方法に
おいても、熱膨張係数の違いに起因する熱応力や、高温
での接合強度の低下などの間趙点があった。
、最近、銀蝋や、銅にチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（
Ｚｒ）などの活性な金属を添加し、セラミックスの反応
を用いて接合する方法が開発されているが、この方法に
おいても、熱膨張係数の違いに起因する熱応力や、高温
での接合強度の低下などの間趙点があった。
（ハ）発明が解決しようとする課趙
本発明が解決しようとする課題は、前述の従来技術の問
題点を解消し、金属と耐食性セラミックスを連続的に接
合し、大きな熱衝撃に十分耐え得る傾斜損能材料を開発
することである．（二）課題を解決するための手段 本発明は真空容器内に、基板と、該基板に形成される薄
膜の構或原子から成るターゲットと、前記基板に対向し
て設けられたイオン源と、前記ターゲットに対向して設
けられたスバッタ用イオンガンと、を配置し、前記イオ
ン源の照射エネルギーを段階的に調節して、前記基板の
表面から内部にかけて、前記基板の構戊原子に対する前
記イオン源の照射イオンの比を表面からの深さ方向に変
化させた薄膜を形戒するものである。
題点を解消し、金属と耐食性セラミックスを連続的に接
合し、大きな熱衝撃に十分耐え得る傾斜損能材料を開発
することである．（二）課題を解決するための手段 本発明は真空容器内に、基板と、該基板に形成される薄
膜の構或原子から成るターゲットと、前記基板に対向し
て設けられたイオン源と、前記ターゲットに対向して設
けられたスバッタ用イオンガンと、を配置し、前記イオ
ン源の照射エネルギーを段階的に調節して、前記基板の
表面から内部にかけて、前記基板の構戊原子に対する前
記イオン源の照射イオンの比を表面からの深さ方向に変
化させた薄膜を形戒するものである。
（ホ）作用
上記手段により基板に薄膜を形成するに当り、基板の表
面から内部に向かう程、該薄膜に占める基板の戊分比を
多くして、両者の接着を強固にする。
面から内部に向かう程、該薄膜に占める基板の戊分比を
多くして、両者の接着を強固にする。
（へ）実施例
以下本発明を図面の一実施例について詳細に説明する。
第１図は傾斜機能材料の製造に用いられる装置の一実施
例を示し、（１）は高真空度（ １０−’Ｔｏｒｒ以下
）にされた真空容器、（２）は前記容器（１）内に配置
された＾ｌ合金製の基板である。
例を示し、（１）は高真空度（ １０−’Ｔｏｒｒ以下
）にされた真空容器、（２）は前記容器（１）内に配置
された＾ｌ合金製の基板である。
（３）はイオン源で、前記容器（１）の一側に前記基板
（２）に対向して設けられ、該基板（２）に数ＭｅＶの
大きなエネルギーから数十ｋｅＶの小さなエネルギーま
で段階的に変化させて窒素イオン（Ｎ”−）＋７ ， を１０” − １０”ｉｏｎｓ／ｃｍ”程度から５ Ｘ
１０ ｔｏｎｓ／Ｃｍ’まで注入し、且つ前記基板
（２）のかなり内部（数ａｍ）から表面に至るまで窒化
アルミニウム化合物を形戒するものである。
（２）に対向して設けられ、該基板（２）に数ＭｅＶの
大きなエネルギーから数十ｋｅＶの小さなエネルギーま
で段階的に変化させて窒素イオン（Ｎ”−）＋７ ， を１０” − １０”ｉｏｎｓ／ｃｍ”程度から５ Ｘ
１０ ｔｏｎｓ／Ｃｍ’まで注入し、且つ前記基板
（２）のかなり内部（数ａｍ）から表面に至るまで窒化
アルミニウム化合物を形戒するものである。
（４）は前記容器（１）の略中央に配置されたＳｉター
ゲット、（５〉はスバ・ノタ用イオンガンで、前記容器
（１）の他側に前記ターゲット（４）に対向して設けら
れ、該ターゲット（４）を０． ５ − １． ５ｋｅ
Ｖｌ：加速されたアルゴン（Ａｒ”）イオンでスバッタ
するものである． 次に上記装置を用いた傾斜材料の製造方法について第２
図及び第３図の製造された材料の断゛面づき説明する。
ゲット、（５〉はスバ・ノタ用イオンガンで、前記容器
（１）の他側に前記ターゲット（４）に対向して設けら
れ、該ターゲット（４）を０． ５ − １． ５ｋｅ
Ｖｌ：加速されたアルゴン（Ａｒ”）イオンでスバッタ
するものである． 次に上記装置を用いた傾斜材料の製造方法について第２
図及び第３図の製造された材料の断゛面づき説明する。
まず、基板（２）としてのＡＩ合金を容器（１）内に置
き、イオンｉ！！！（３ ’）から数ＭｅＶの大きなエ
ネルギーで窒素イオンを１０” − １０”ｉｏｎｓ／
ｃｍ”注入し、前記基板（２）の内部（数ａｍ）に窒化
アルミニウム化合物（６）を形或する。
き、イオンｉ！！！（３ ’）から数ＭｅＶの大きなエ
ネルギーで窒素イオンを１０” − １０”ｉｏｎｓ／
ｃｍ”注入し、前記基板（２）の内部（数ａｍ）に窒化
アルミニウム化合物（６）を形或する。
次にイオン源（３）から数百ｋｅＶの中程度のエネルギ
ーで窒素イオンを２ Ｘ １０”ｉｏｎｓ／ｃｍ’注入
する。
ーで窒素イオンを２ Ｘ １０”ｉｏｎｓ／ｃｍ’注入
する。
さらにイオン源（３）から数十ｋｅＶの小さなエネルギ
ーで窒素イオンを５ Ｘ １０”ｉｏｎｓ／ｃｍ’程度
注入し、内部から表面にｂ）けて連続的にＮ／＾ｌ比を
変化させたＡＩ−Ｎ系化合物〈６）を形成させる（第３
図参照〉。この例では基板（２）の表面からの深さｄ２
において、その大部分を基板（２）の材料であるＡＩ合
金が占め、Ｎ／ＡＩ比はゼロに等しく、ｄｌｌ基板（２
）表面、＜ｄ２｝ では、Ｎ／ＡＩ比は略９となってい
る。
ーで窒素イオンを５ Ｘ １０”ｉｏｎｓ／ｃｍ’程度
注入し、内部から表面にｂ）けて連続的にＮ／＾ｌ比を
変化させたＡＩ−Ｎ系化合物〈６）を形成させる（第３
図参照〉。この例では基板（２）の表面からの深さｄ２
において、その大部分を基板（２）の材料であるＡＩ合
金が占め、Ｎ／ＡＩ比はゼロに等しく、ｄｌｌ基板（２
）表面、＜ｄ２｝ では、Ｎ／ＡＩ比は略９となってい
る。
そしてｄｉ−ｄ２間では、Ｎ／ＡＩの値は０〜９まで表
面冊１ ，からの深さにはとんと比例して連続的に変化させノ ている。
面冊１ ，からの深さにはとんと比例して連続的に変化させノ ている。
この後、前記イオン源（３）を用いて窒素イオンを１０
０〜１０００ｅＶの極低エネルギーで基板（２）に朋射
させながら、スパッタ用イオンガン（５）により、０．
５〜！． ５ｋｅＶに加速されたＡｒイオンでＳｉター
ゲット（４）をスパノタして、Ｓｉを叩き出し、基板（
２）の表面上で、前記叩き出されたＳｉとイオン源（３
）から照射されたＮとを反応させ、Ｓｉ−Ｎ系薄膜（７
）を形成させる。
０〜１０００ｅＶの極低エネルギーで基板（２）に朋射
させながら、スパッタ用イオンガン（５）により、０．
５〜！． ５ｋｅＶに加速されたＡｒイオンでＳｉター
ゲット（４）をスパノタして、Ｓｉを叩き出し、基板（
２）の表面上で、前記叩き出されたＳｉとイオン源（３
）から照射されたＮとを反応させ、Ｓｉ−Ｎ系薄膜（７
）を形成させる。
さて、Ｓｉ−Ｎ系薄膜（７）の一つである窒化ケイ素（
ＳｉｌＮｌ）セラミックスは優れた耐熱性等を有するこ
とから、上記の方法で形成させる薄嘆（７）の結晶性を
、窒素イオン量とＳｉ蒸普量とによって制御し、さらに
熱処理を行い、拡散により連続的に深さ方向へのＮ／Ｓ
ｉ比を変化させて、傾斜的に機能特性のことなる薄膜（
７〉を形戒することにより、形成される傾斜機能材料の
表面の耐熱性や、耐摩耗性を向上させた。
ＳｉｌＮｌ）セラミックスは優れた耐熱性等を有するこ
とから、上記の方法で形成させる薄嘆（７）の結晶性を
、窒素イオン量とＳｉ蒸普量とによって制御し、さらに
熱処理を行い、拡散により連続的に深さ方向へのＮ／Ｓ
ｉ比を変化させて、傾斜的に機能特性のことなる薄膜（
７〉を形戒することにより、形成される傾斜機能材料の
表面の耐熱性や、耐摩耗性を向上させた。
尚、上記方法を用いて、
（３）を換えることにより、
基板（２）及びイオン源
ＺｒＮ，ＴｉＮ．ＢＮ，ＣｒＮ１ Ｓ
ｉＮ、等の窒化物や、Ｔｉｅｓ、ＡＩ．Ｏ．、Ｓｉｎ．
等の薄膜（１）・・真空容器、 （２）・・・基板
、（４）・ ・ターゲット、 （３）・・・イオン源
、（５）・・スパンタ用イオンガン、 （６ ）（７ ）・・・薄膜。
等の薄膜（１）・・真空容器、 （２）・・・基板
、（４）・ ・ターゲット、 （３）・・・イオン源
、（５）・・スパンタ用イオンガン、 （６ ）（７ ）・・・薄膜。
にかけて、金属とセラミックスの混合層やセラミックス
層等の薄膜を、深さ方向に連続的に変化させて形威し、
金属や合金の基板特性とセラミックス等の薄膜の特性を
兼ね備えた傾斜材料を提供することができ、従米のコー
ティングや鍍金方法よりも基板と薄膜との付着力が向上
し、膜の剥離や亀裂の発生が防止できる効果がある。
層等の薄膜を、深さ方向に連続的に変化させて形威し、
金属や合金の基板特性とセラミックス等の薄膜の特性を
兼ね備えた傾斜材料を提供することができ、従米のコー
ティングや鍍金方法よりも基板と薄膜との付着力が向上
し、膜の剥離や亀裂の発生が防止できる効果がある。
Claims (1)
- （１） 真空容器内に、基板と、該基板に形成される薄
膜の構成原子から成るターゲットと、前記基板に対向し
て設けられたイオン源と、前記ターゲットに対向して設
けられたスパッタ用イオンガンと、を配置し、 前記イオン源の照射エネルギーを段階的に調節して、前
記基板の表面から内部にかけて、前記基板の構成原子に
対する前記イオン源の照射イオンの比を表面からの深さ
方向に変化させた薄膜を形成することを特徴とする傾斜
機能材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15116689A JPH0317267A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 傾斜機能材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15116689A JPH0317267A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 傾斜機能材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317267A true JPH0317267A (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=15512767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15116689A Pending JPH0317267A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 傾斜機能材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0317267A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109487227A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 深圳市致远动力科技有限公司 | 电池材料镀膜控制方法及计算机可读存储介质 |
| CN109628888A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-16 | 深圳市致远动力科技有限公司 | 电池材料镀膜控制方法及计算机可读存储介质 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP15116689A patent/JPH0317267A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109628888A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-16 | 深圳市致远动力科技有限公司 | 电池材料镀膜控制方法及计算机可读存储介质 |
| CN109487227A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 深圳市致远动力科技有限公司 | 电池材料镀膜控制方法及计算机可读存储介质 |
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