JPH04182375A - 耐摩耗性セラミックスの製造方法 - Google Patents
耐摩耗性セラミックスの製造方法Info
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- JPH04182375A JPH04182375A JP30847690A JP30847690A JPH04182375A JP H04182375 A JPH04182375 A JP H04182375A JP 30847690 A JP30847690 A JP 30847690A JP 30847690 A JP30847690 A JP 30847690A JP H04182375 A JPH04182375 A JP H04182375A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、耐摩耗性セラミックスの製造方法に関する。
（従来の技術）
炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ジルコニウムを始めとす
る各種のセラミックスは、強度、耐熱性、耐食性等に優
れ、構造材料として注目されてきた。構造材料において
は、各部品やそれら部品が組み込まれるシステムの高寿
命化の観点から、耐摩耗性の改善は、特に重要である。
る各種のセラミックスは、強度、耐熱性、耐食性等に優
れ、構造材料として注目されてきた。構造材料において
は、各部品やそれら部品が組み込まれるシステムの高寿
命化の観点から、耐摩耗性の改善は、特に重要である。
しかしながら、前述したセラミックスは金属材料に比べ
ると脆い材料であり、摩擦力か加わると表面に微視的な
破壊を生し品いため、かかる表面の欠損に起因して急速
な摩耗か進行するという問題があった。
ると脆い材料であり、摩擦力か加わると表面に微視的な
破壊を生し品いため、かかる表面の欠損に起因して急速
な摩耗か進行するという問題があった。
（発明か解決しようとする課題）
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、耐摩耗性に優れたセラミックスを簡単に製造し
得る方法を提供しようとするものである。
もので、耐摩耗性に優れたセラミックスを簡単に製造し
得る方法を提供しようとするものである。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
本発明に係わる耐摩耗性セラミックスの製造方法は、セ
ラミックス表面にＴｉ、Ｖ、Ｓｎから選ばれる少なくと
も１つの元素を真空蒸着と窒素イオン又は不活性ガスイ
オンの照射とを同時に行なうことを特徴とするものであ
る。
ラミックス表面にＴｉ、Ｖ、Ｓｎから選ばれる少なくと
も１つの元素を真空蒸着と窒素イオン又は不活性ガスイ
オンの照射とを同時に行なうことを特徴とするものであ
る。
前記セラミックスとしては、特に炭化ケイ素セラミック
ス、窒化ケイ素セラミックス、酸化ジルコニウムセラミ
ックスが好適である。
ス、窒化ケイ素セラミックス、酸化ジルコニウムセラミ
ックスが好適である。
前記真空蒸着と窒素イオン又は不活性ガスイオンの照射
とを同時に行なうイオンミキシング処理は、イオンミキ
シング装置を用いて加速電圧１０〜２００ｋ ｅ Ｖの
範囲で行えばよい。かかるイオンミキシング処理に用い
られるイオンは、イオンミキシング処理中又は熱処理中
に耐摩耗性を損なうような反応物をＴｉ、、■、、Ｓｎ
や母材となるセラミックスの間で生成しないことか必要
であるため、窒素イオン又はアルゴン、ヘリウムなどの
不活性イオンが適している。
とを同時に行なうイオンミキシング処理は、イオンミキ
シング装置を用いて加速電圧１０〜２００ｋ ｅ Ｖの
範囲で行えばよい。かかるイオンミキシング処理に用い
られるイオンは、イオンミキシング処理中又は熱処理中
に耐摩耗性を損なうような反応物をＴｉ、、■、、Ｓｎ
や母材となるセラミックスの間で生成しないことか必要
であるため、窒素イオン又はアルゴン、ヘリウムなどの
不活性イオンが適している。
前記イオンミキシング処理によるＴｉ、Ｖ。
Ｓｎの少なくとも１種の元素のイオン注入量は、１０”
−１０１８ｉｏｎｓ／ ｃｍ２にすることが望ましい
。この理由は、前記注入量を１０”１ｏｎｓ／ ｃｍ２
未満にするとセラミックス表面の耐摩耗性を改善するこ
とか困難となり、一方前記注入量が１０１８ｉｏｎｓ／
ｃｍ２を越えると金属の性質が支配的となる表面性状
となりセラミックスの特性か損なわれる恐れがあるから
である。
−１０１８ｉｏｎｓ／ ｃｍ２にすることが望ましい
。この理由は、前記注入量を１０”１ｏｎｓ／ ｃｍ２
未満にするとセラミックス表面の耐摩耗性を改善するこ
とか困難となり、一方前記注入量が１０１８ｉｏｎｓ／
ｃｍ２を越えると金属の性質が支配的となる表面性状
となりセラミックスの特性か損なわれる恐れがあるから
である。
（作用）
本発明によれば、セラミックス表面にＴ１、ＶＳＳｎか
ら選ばれる少なくとも１つの元素を真空蒸着と窒素イオ
ン又は不活性カスイオンの照射とを同時に行なうことに
よって、母材であるセラミックスが有する硬度、強度等
の特性を維持したまま、表面の摩擦係数を小さくてきる
。摩擦係数、つまり摩擦力の低下は、表面の微視的な破
壊の発生を抑制できるため、耐摩耗性か向上されたセラ
ミックスを製造できる。
ら選ばれる少なくとも１つの元素を真空蒸着と窒素イオ
ン又は不活性カスイオンの照射とを同時に行なうことに
よって、母材であるセラミックスが有する硬度、強度等
の特性を維持したまま、表面の摩擦係数を小さくてきる
。摩擦係数、つまり摩擦力の低下は、表面の微視的な破
壊の発生を抑制できるため、耐摩耗性か向上されたセラ
ミックスを製造できる。
なお、単に前記金属元素を真空蒸着したり、イオン注入
したり、或いはセラミックス表面に前記金属を成膜した
後にイオン注入するような方法ては、表面の摩擦係数を
小さくする効果は殆どなされず、本発明方法により始め
て耐摩耗性を向上できるものである。
したり、或いはセラミックス表面に前記金属を成膜した
後にイオン注入するような方法ては、表面の摩擦係数を
小さくする効果は殆どなされず、本発明方法により始め
て耐摩耗性を向上できるものである。
（実施例）
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１〜９
まず、炭化ケイ素（Ｓ ｉ Ｃ）セラミックス、窒化ケ
イ素（Ｓｉ３Ｎ４）セラミックス及び酸化ジルコニウム
（Ｚ ｒ Ｏ２）セラミックスにＴｉ、Ｖ。
イ素（Ｓｉ３Ｎ４）セラミックス及び酸化ジルコニウム
（Ｚ ｒ Ｏ２）セラミックスにＴｉ、Ｖ。
Ｓｎを真空蒸着しながら、窒素イオンを加速電圧２５ｋ
ｅＶのの条件てイオン注入して前記金属の注入量を１０
１８ｔｏｎｓ／ ａｍ２として９種の試料を製造した。
ｅＶのの条件てイオン注入して前記金属の注入量を１０
１８ｔｏｎｓ／ ａｍ２として９種の試料を製造した。
得られた実施例１〜９の試料及びイオンミキシングを施
さないＳｉＣセラミツレスからなる試料（比較例１）、
Ｓｉ３Ｎ、セラミックスからなる試料（比較例２）、Ｚ
ｒＯ２セラミックスからなる試料（比較例３）を幅４ｍ
ｍに加工し、これらを直径３５ｍｍの炭素鋼（Ｊ ｌ５
−Ｇ４８０５ＳＵＪ２）のリングにＩＯＮの荷重で押付
け、１．２８ｒｐｍで回転させ、この時の摩擦力を測定
した。その結果を下記第１表に示す。
さないＳｉＣセラミツレスからなる試料（比較例１）、
Ｓｉ３Ｎ、セラミックスからなる試料（比較例２）、Ｚ
ｒＯ２セラミックスからなる試料（比較例３）を幅４ｍ
ｍに加工し、これらを直径３５ｍｍの炭素鋼（Ｊ ｌ５
−Ｇ４８０５ＳＵＪ２）のリングにＩＯＮの荷重で押付
け、１．２８ｒｐｍで回転させ、この時の摩擦力を測定
した。その結果を下記第１表に示す。
上記第１表から明らかなようにＳｉＣセラミックス表面
に金属の蒸着と窒素イオンの注入を同時に行なって得た
実施例１〜３の試料はイオンミキシングを施さないＳｉ
Ｃセラミックスからなる比較例１の試料に比べて摩擦力
を著しく低減でき、耐摩耗性を改善できることがわかる
。また、同様な処理をＳ １３ Ｎ 、セラミックスに
施した実施例４〜６の試料はイオンミキシングを施さな
いｓｉ、Ｎ４セラミツクスからなる比較例２の試料に比
べて摩擦力を著しく低減でき、更に同様な処理をＺｒＯ
□セラミックスに施した実施例７〜９の試料はイオンミ
キシングを施さないＺｒＯ２セラミックスからなる比較
例３の試料に比べて摩擦力を著しく低減でき、耐摩耗性
を改善できることがわかる。
に金属の蒸着と窒素イオンの注入を同時に行なって得た
実施例１〜３の試料はイオンミキシングを施さないＳｉ
Ｃセラミックスからなる比較例１の試料に比べて摩擦力
を著しく低減でき、耐摩耗性を改善できることがわかる
。また、同様な処理をＳ １３ Ｎ 、セラミックスに
施した実施例４〜６の試料はイオンミキシングを施さな
いｓｉ、Ｎ４セラミツクスからなる比較例２の試料に比
べて摩擦力を著しく低減でき、更に同様な処理をＺｒＯ
□セラミックスに施した実施例７〜９の試料はイオンミ
キシングを施さないＺｒＯ２セラミックスからなる比較
例３の試料に比べて摩擦力を著しく低減でき、耐摩耗性
を改善できることがわかる。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によれば各種の構造用材料と
して有用な耐摩耗性に優れたセラミックスを簡単に製造
し得る方法を提供できる。
して有用な耐摩耗性に優れたセラミックスを簡単に製造
し得る方法を提供できる。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- セラミックス表面にＴｉ、Ｖ、Ｓｎから選ばれる少な
くとも１つの元素の真空蒸着と窒素イオン又は不活性ガ
スイオンの照射とを同時に行なうことを特徴とする耐摩
耗性セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2308476A JP2825339B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 耐摩耗性セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2308476A JP2825339B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 耐摩耗性セラミックスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04182375A true JPH04182375A (ja) | 1992-06-29 |
| JP2825339B2 JP2825339B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=17981481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2308476A Expired - Fee Related JP2825339B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 耐摩耗性セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825339B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61195971A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-30 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性皮膜の形成方法 |
| JPH02111680A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Hitachi Ltd | セラミツクスの強化方法及びセラミツクス改質層とその製造装置 |
-
1990
- 1990-11-16 JP JP2308476A patent/JP2825339B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61195971A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-30 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性皮膜の形成方法 |
| JPH02111680A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Hitachi Ltd | セラミツクスの強化方法及びセラミツクス改質層とその製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2825339B2 (ja) | 1998-11-18 |
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