JPH03253569A - ダイヤモンド硬質保護膜 - Google Patents
ダイヤモンド硬質保護膜Info
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- JPH03253569A JPH03253569A JP5113190A JP5113190A JPH03253569A JP H03253569 A JPH03253569 A JP H03253569A JP 5113190 A JP5113190 A JP 5113190A JP 5113190 A JP5113190 A JP 5113190A JP H03253569 A JPH03253569 A JP H03253569A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は刃具、工具、軸受等に耐摩耗膜としてコーテ
ィングするダイヤモンド硬質保護膜に関する。
ィングするダイヤモンド硬質保護膜に関する。
この発明は耐摩耗膜としてコーティングする多結晶状の
ダイヤモンド硬質保護膜において、その結晶粒の粒界付
近が非晶質成分を多量に含み、結晶粒中央部分を結晶化
したダイヤモンドとなるように柱状成長させることによ
り、高硬度、高密着性、耐衝撃性を向上させたものであ
る。
ダイヤモンド硬質保護膜において、その結晶粒の粒界付
近が非晶質成分を多量に含み、結晶粒中央部分を結晶化
したダイヤモンドとなるように柱状成長させることによ
り、高硬度、高密着性、耐衝撃性を向上させたものであ
る。
従来、第３図（ａｌ、 （ｂｌ、 （Ｃ１に示す如く、
ダイヤモンド膜は結晶核が基板上にでき、その核が成長
しまわりの結晶とぶつかって膜状となり、さらにこれを
上方へ成長させた多結晶膜であった。
ダイヤモンド膜は結晶核が基板上にでき、その核が成長
しまわりの結晶とぶつかって膜状となり、さらにこれを
上方へ成長させた多結晶膜であった。
しかし、このように成長させたダイヤモンド膜は、粒界
において相歪みを起こしながら上方に成長していくため
、衝撃に非常に弱く、さらに膜応力が大きいため、基板
との密着性も悪かった。
において相歪みを起こしながら上方に成長していくため
、衝撃に非常に弱く、さらに膜応力が大きいため、基板
との密着性も悪かった。
一方、発明者はダイヤモンド膜合威条件を変化させ研究
を行ったところ、非晶質成分を多く含むダイヤモンド膜
は、粒界において相歪みが少なく、結晶性の良いダイヤ
モンド膜よりも、衝撃性、また密着性においても向上す
ることが明らかとなったが、硬度が小さいという欠点が
あった。
を行ったところ、非晶質成分を多く含むダイヤモンド膜
は、粒界において相歪みが少なく、結晶性の良いダイヤ
モンド膜よりも、衝撃性、また密着性においても向上す
ることが明らかとなったが、硬度が小さいという欠点が
あった。
上記問題を解決するために、さらにダイヤモンド膜台底
条件を変化させ研究を行ったところ、粒界付近が非晶質
ダイヤモンド成分を多量に含み、結晶粒中央部分が結晶
化したダイヤモンドとなり、柱状に成長する合成条件を
見出した。そして、この条件により得られたものが衝撃
性、！着性に優れるとともに、硬度も大きいダイヤモン
ド硬質被膜であることが分かった。
条件を変化させ研究を行ったところ、粒界付近が非晶質
ダイヤモンド成分を多量に含み、結晶粒中央部分が結晶
化したダイヤモンドとなり、柱状に成長する合成条件を
見出した。そして、この条件により得られたものが衝撃
性、！着性に優れるとともに、硬度も大きいダイヤモン
ド硬質被膜であることが分かった。
上記知見に基づき得られた本発明のダイヤモンド硬質保
護膜は結晶粒界付近が非晶質成分を多量に含み、結晶粒
の中央部が結晶化したダイヤモンドであるダイヤモンド
膜である。
護膜は結晶粒界付近が非晶質成分を多量に含み、結晶粒
の中央部が結晶化したダイヤモンドであるダイヤモンド
膜である。
上記のように戊辰させたダイヤモンド膜は、粒界が非晶
質となっているため、相歪みが少なく、さらに、この非
晶質成分の多い粒界部分は、結晶粒中央にある結晶化し
たダイヤモンド間のポンド材の役目を果たし、密着性５
衝撃性の強い膜となることが判った。しかも、結晶化ダ
イヤモンドが分布しているため、硬度はほぼ従来のダイ
ヤモンド膜と同等のものであった。
質となっているため、相歪みが少なく、さらに、この非
晶質成分の多い粒界部分は、結晶粒中央にある結晶化し
たダイヤモンド間のポンド材の役目を果たし、密着性５
衝撃性の強い膜となることが判った。しかも、結晶化ダ
イヤモンドが分布しているため、硬度はほぼ従来のダイ
ヤモンド膜と同等のものであった。
以下に、本発明の詳細な説明する。まずダイヤモンド膜
をコーティングする部材を用意する。
をコーティングする部材を用意する。
部材の材料としては、タングステン、タンタルモリブデ
ン、ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素窒化アルミニウム
、ルビー、サファイヤ、アル旦す、水晶、黒鉛または上
記物質を含む焼結体のいずれを用いても良いが、本発明
ではタングステンカーバイド系の超硬材を用いた例で説
明する。
ン、ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素窒化アルミニウム
、ルビー、サファイヤ、アル旦す、水晶、黒鉛または上
記物質を含む焼結体のいずれを用いても良いが、本発明
ではタングステンカーバイド系の超硬材を用いた例で説
明する。
ダイヤモンドを化学気相合成（ＣＶＤ）法により膜状に
台底するには、ダイヤモンド核の発生数を多くする必要
があり、このため基板表面を砥粒により傷入れ処理を行
い、この基板上に本発明のダイヤモンド膜を合成する。
台底するには、ダイヤモンド核の発生数を多くする必要
があり、このため基板表面を砥粒により傷入れ処理を行
い、この基板上に本発明のダイヤモンド膜を合成する。
ダイヤモンド膜の合成法には、主はものに熱ＣＶＤ法（
特開昭５８−１５６５９４号）、マイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法（特開昭５８−１１０４９４号）、高周波プラズ
マＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、スパッタ蒸着法、イオンブレ
ーティング法などが挙げられる。いずれを用いても良い
が、本発明ではマイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いた例
で説明する。第２図にマイクロ波プラズマＣＶＤ法の概
略説明図を示す０石英管反応室５に傷入れ処理を施した
部材２を設置し、メタンと水素からなる原料ガス８を上
部から下部へ導入させ、真空排気系４で排気を行う、こ
の状態で反応室５にマイクロ波を照射し、部材の周辺に
プラズマを発生させ、部材表面に本発明のダイヤモンド
膜を合成する。
特開昭５８−１５６５９４号）、マイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法（特開昭５８−１１０４９４号）、高周波プラズ
マＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、スパッタ蒸着法、イオンブレ
ーティング法などが挙げられる。いずれを用いても良い
が、本発明ではマイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いた例
で説明する。第２図にマイクロ波プラズマＣＶＤ法の概
略説明図を示す０石英管反応室５に傷入れ処理を施した
部材２を設置し、メタンと水素からなる原料ガス８を上
部から下部へ導入させ、真空排気系４で排気を行う、こ
の状態で反応室５にマイクロ波を照射し、部材の周辺に
プラズマを発生させ、部材表面に本発明のダイヤモンド
膜を合成する。
第１表に本発明のダイヤモンド膜合成条件の一例を示す
。
。
第１表 ダイヤモンド膜合成条件の一例〔発明の効果〕
上記条件で合成させたダイヤモンド膜は、第１図の如く
、粒界部分に非晶質成分が多いため、粒界における相歪
が少なく、また、非晶質部分が結晶化した部分をつなぎ
止めるボンド材の役目をはたし、密着性、衝撃性に強く
、しかも、全体としての硬度はほぼ従来のダイヤ膜と同
等となる。
、粒界部分に非晶質成分が多いため、粒界における相歪
が少なく、また、非晶質部分が結晶化した部分をつなぎ
止めるボンド材の役目をはたし、密着性、衝撃性に強く
、しかも、全体としての硬度はほぼ従来のダイヤ膜と同
等となる。
第１図は本発明により膜付けされた部材の断面図であり
、第２図はマイクロ波プラズマＣＶＤ法の概略説明図、
第３図は従来のダイヤモンド膜の成長過程を示す部材断
面図である。 結晶核 部材 従来のダイヤモンド膜 真空排気系 石英管反応室 マイクロ波発振器 ７ ・導波管 １１本発り月０り゛イヘーｔンド月莫 ・原料ガス ・非晶質を多く含む粒界部分 １０・ ・結晶化している結晶粒中心部分 １１・ ・本発明のダイヤモンド膜 以 上
、第２図はマイクロ波プラズマＣＶＤ法の概略説明図、
第３図は従来のダイヤモンド膜の成長過程を示す部材断
面図である。 結晶核 部材 従来のダイヤモンド膜 真空排気系 石英管反応室 マイクロ波発振器 ７ ・導波管 １１本発り月０り゛イヘーｔンド月莫 ・原料ガス ・非晶質を多く含む粒界部分 １０・ ・結晶化している結晶粒中心部分 １１・ ・本発明のダイヤモンド膜 以 上
Claims (1)
- 刃具，工具，軸受に耐摩耗膜としてコーティングする
多結晶状のダイヤモンド膜において、結晶粒の粒界付近
が非晶質成分を多量に含み、結晶粒中央部分を結晶化し
たダイヤモンドとなるように柱状成長させたことを特徴
とするダイヤモンド硬質保護膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5113190A JPH03253569A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | ダイヤモンド硬質保護膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5113190A JPH03253569A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | ダイヤモンド硬質保護膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253569A true JPH03253569A (ja) | 1991-11-12 |
Family
ID=12878261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5113190A Pending JPH03253569A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | ダイヤモンド硬質保護膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03253569A (ja) |
-
1990
- 1990-03-01 JP JP5113190A patent/JPH03253569A/ja active Pending
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