JPH04311557A - 耐食性被覆複合材料及びその製造方法 - Google Patents
耐食性被覆複合材料及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH04311557A JPH04311557A JP7894891A JP7894891A JPH04311557A JP H04311557 A JPH04311557 A JP H04311557A JP 7894891 A JP7894891 A JP 7894891A JP 7894891 A JP7894891 A JP 7894891A JP H04311557 A JPH04311557 A JP H04311557A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- oxygen
- valve
- composite material
- ferrous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 119
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 119
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009684 ion beam mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 38
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 19
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims description 17
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 52
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 15
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性被覆複合材料及
びその製造方法に関する。
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および課題】Ｎｉ−Ｔａをベースとしたバ
ルブメタル−鉄属金属のアモルファス合金は、一般的な
耐食性金属材料では腐食が進行する沸騰濃塩酸又は沸騰
濃硝酸のように腐食性の激しい環境下でも比較的良好な
耐食性を有することが特開昭６１−２１０１４３号公報
に開示されている。
ルブメタル−鉄属金属のアモルファス合金は、一般的な
耐食性金属材料では腐食が進行する沸騰濃塩酸又は沸騰
濃硝酸のように腐食性の激しい環境下でも比較的良好な
耐食性を有することが特開昭６１−２１０１４３号公報
に開示されている。
【０００３】しかしながら、上述したアモルファス合金
は通常、液体急冷法により造られるため、その手法から
薄帯、細線、粉末等の形状に制約されるため、種々の形
状での利用が考えられる耐食材料としては必ずしも満足
するものではなかった。
は通常、液体急冷法により造られるため、その手法から
薄帯、細線、粉末等の形状に制約されるため、種々の形
状での利用が考えられる耐食材料としては必ずしも満足
するものではなかった。
【０００４】一方、膜形成に再しては基材として通常、
耐食性の優れた金属が使用されるが、膜自体に僅かなピ
ンホールが存在したり、微小なクラックが発生したりす
ると、該ピンホール等を通して腐食進行が生じ、特に基
材と膜の界面での腐食が急激に進行するアンダーマイニ
ング現象等を生じる。膜形成に一般的に採用されている
マグネトロンスパッタ法等では、耐食性を考えた場合、
その界面部の組織が不適当で、耐食性の優れた複合材料
の製造することが困難である。以上の問題点から、より
効率的な成膜、高品位の膜質の確保、耐食性の優れた基
材と膜の界面形成等が要望されている。
耐食性の優れた金属が使用されるが、膜自体に僅かなピ
ンホールが存在したり、微小なクラックが発生したりす
ると、該ピンホール等を通して腐食進行が生じ、特に基
材と膜の界面での腐食が急激に進行するアンダーマイニ
ング現象等を生じる。膜形成に一般的に採用されている
マグネトロンスパッタ法等では、耐食性を考えた場合、
その界面部の組織が不適当で、耐食性の優れた複合材料
の製造することが困難である。以上の問題点から、より
効率的な成膜、高品位の膜質の確保、耐食性の優れた基
材と膜の界面形成等が要望されている。
【０００５】本出願人は、既に特願平２−５８１２０号
に窒素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合
金膜の被覆が前記要望を満足するものとして出願してい
る。しかしながら、その後に種々研究を重ねたところ、
酸素も窒素と同様に優れた効果を示すことを究明した。 また、含有酸素の一部が窒素および／または炭素で置換
された組成の膜でも同様な高耐食性の（鉄族金属−バル
ブメタル）アモルファス合金膜になることを究明した。
に窒素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合
金膜の被覆が前記要望を満足するものとして出願してい
る。しかしながら、その後に種々研究を重ねたところ、
酸素も窒素と同様に優れた効果を示すことを究明した。 また、含有酸素の一部が窒素および／または炭素で置換
された組成の膜でも同様な高耐食性の（鉄族金属−バル
ブメタル）アモルファス合金膜になることを究明した。
【０００６】本発明は、前記従来の課題を解決するため
になされたもので、過酷な環境下で優れた耐食性を有す
る酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合
金膜が被覆された耐食性被覆複合材料、並びに該酸素含
有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を効
率よく成膜し得る耐食性被覆複合材料の製造方法を提供
しようとするものである。
になされたもので、過酷な環境下で優れた耐食性を有す
る酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合
金膜が被覆された耐食性被覆複合材料、並びに該酸素含
有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を効
率よく成膜し得る耐食性被覆複合材料の製造方法を提供
しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる耐食性被
覆複合材料は、金属基材の表面に酸素含有（鉄属金属−
バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆してなるもの
である。前記金属基材は、耐食性の金属であればいかな
るものでよく、例えばＮｉ基合金、Ｔｉ基合金、ＳＵＳ
等を用いることができる。前記鉄属金属としては、例え
ばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等を挙げることができる。
覆複合材料は、金属基材の表面に酸素含有（鉄属金属−
バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆してなるもの
である。前記金属基材は、耐食性の金属であればいかな
るものでよく、例えばＮｉ基合金、Ｔｉ基合金、ＳＵＳ
等を用いることができる。前記鉄属金属としては、例え
ばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等を挙げることができる。
【０００８】前記バルブメタルとしては、例えばＴａ、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ等を挙げることができ、特にＴａ単独
、又はＴａとＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂとを併用することが望ま
しい。この場合、Ｔａの含有量を３０ａｔ％以上にする
ことが望ましい。本発明に係わる耐食性被覆複合材料は
、以下に示す方法により製造される。
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ等を挙げることができ、特にＴａ単独
、又はＴａとＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂとを併用することが望ま
しい。この場合、Ｔａの含有量を３０ａｔ％以上にする
ことが望ましい。本発明に係わる耐食性被覆複合材料は
、以下に示す方法により製造される。
【０００９】（１） 金属基材表面に１種以上の鉄属金
属および１種以上のバルブメタルを酸素雰囲気中で蒸着
して酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス
合金膜を被覆せしめ、耐食性被覆複合材料を製造する。
属および１種以上のバルブメタルを酸素雰囲気中で蒸着
して酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス
合金膜を被覆せしめ、耐食性被覆複合材料を製造する。
【００１０】（２） 金属基材表面に１種以上の鉄属金
属および１種以上のバルブメタルを蒸着せしめと同時に
酸素イオン照射を行うイオンビームミキシング法により
酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金
膜を被覆せしめ、耐食性被覆複合材料を製造する。
属および１種以上のバルブメタルを蒸着せしめと同時に
酸素イオン照射を行うイオンビームミキシング法により
酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金
膜を被覆せしめ、耐食性被覆複合材料を製造する。
【００１１】また、本発明に係わる別の耐食性被覆複合
材料は表層に鉄属金属およびバルブメタルの少なくとも
一方の金属相が形成された金属基材表面に酸素含有（鉄
属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆して
なるものである。本発明に係わる別の耐食性被覆複合材
料は、以下に示す方法により製造される。
材料は表層に鉄属金属およびバルブメタルの少なくとも
一方の金属相が形成された金属基材表面に酸素含有（鉄
属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆して
なるものである。本発明に係わる別の耐食性被覆複合材
料は、以下に示す方法により製造される。
【００１２】（３） 金属基材の表層に鉄属金属および
バルブメタルの少なくとも一方をイオン注入して金属相
を形成した後、該基材表面に１種以上の鉄属金属および
１種以上のバルブメタルを酸素雰囲気中で蒸着して酸素
含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を
被覆せしめて耐食性被覆複合材料を製造する。
バルブメタルの少なくとも一方をイオン注入して金属相
を形成した後、該基材表面に１種以上の鉄属金属および
１種以上のバルブメタルを酸素雰囲気中で蒸着して酸素
含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を
被覆せしめて耐食性被覆複合材料を製造する。
【００１３】（４） 金属基材の表層に鉄属金属および
バルブメタルの少なくとも一方をイオン注入して金属相
を形成した後、該基材表面に１種以上の鉄属金属および
１種以上のバルブメタルを蒸着せしめと同時に酸素イオ
ン照射を行うイオンビームミキシング法により酸素含有
（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆
せしめて耐食性被覆複合材料を製造する。
バルブメタルの少なくとも一方をイオン注入して金属相
を形成した後、該基材表面に１種以上の鉄属金属および
１種以上のバルブメタルを蒸着せしめと同時に酸素イオ
ン照射を行うイオンビームミキシング法により酸素含有
（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆
せしめて耐食性被覆複合材料を製造する。
【００１４】上記（１） 〜（４） の方法における鉄
属金属とバルブメタルの蒸着手段としては、例えばエレ
クトロンビームによる蒸着法、鉄属金属やバルブメタル
のターゲットを利用したイオンビームスパッタ蒸着法等
が採用し得る。スパッタ蒸着法の場合には、通常、Ａｒ
イオンビームが利用される。但し、酸素含有（鉄属金属
−バルブメタル）アモルファス合金膜を形成する関係か
らスパッタ率が低いが、酸素イオンビームを利用するこ
とも条件によっては得策である。
属金属とバルブメタルの蒸着手段としては、例えばエレ
クトロンビームによる蒸着法、鉄属金属やバルブメタル
のターゲットを利用したイオンビームスパッタ蒸着法等
が採用し得る。スパッタ蒸着法の場合には、通常、Ａｒ
イオンビームが利用される。但し、酸素含有（鉄属金属
−バルブメタル）アモルファス合金膜を形成する関係か
らスパッタ率が低いが、酸素イオンビームを利用するこ
とも条件によっては得策である。
【００１５】
【作用】本発明によれば、金属基材の表面に酸素含有（
鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆す
ることによって、前記アモルファス合金膜の緻密性およ
び高耐食性により過酷な環境下で優れた耐食性を有する
複合材料を得ることができる。
鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆す
ることによって、前記アモルファス合金膜の緻密性およ
び高耐食性により過酷な環境下で優れた耐食性を有する
複合材料を得ることができる。
【００１６】また、金属基材表面に１種以上の鉄属金属
および１種以上のバルブメタルを酸素雰囲気中で蒸着す
ることによって、緻密性および高耐食性が優れた酸素含
有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を基
材上に効率よく形成でき、ひいては過酷な環境下で優れ
た耐食性を有する複合材料を製造できる。
および１種以上のバルブメタルを酸素雰囲気中で蒸着す
ることによって、緻密性および高耐食性が優れた酸素含
有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を基
材上に効率よく形成でき、ひいては過酷な環境下で優れ
た耐食性を有する複合材料を製造できる。
【００１７】更に、金属基材表面に１種以上の鉄属金属
および１種以上のバルブメタルを蒸着せしめると同時に
酸素イオン照射を行うイオンビームミキシング法で成膜
することによって、イオンビームの加速電圧、電流、照
射角度等を変えることにより形成される膜のスパッタ率
を制御することができ、ミキシングの程度もコントロー
ルし易いため、耐食性を高めるための膜の緻密化、最適
な界面組織の形成、基材に対する密着性の向上等を達成
できる。しかも、イオンビームとして酸素イオンビーム
を用いて成膜することによって、効率よく酸素含有（鉄
属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を形成でき
る。即ち、イオンビームとしてＡｒイオンを用いること
によっても（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合
金膜の形成が可能である。しかしながら、かかる方法で
は形成された膜がＡｒイオンビームによりスパッタされ
て相対的に成膜速度が低下する。これに対し、酸素イオ
ンビームを用いると、Ａｒイオンを用いた時に比べて成
膜された膜がイオンスパッタにより基材表面から離脱す
る量を少なくでき、その分成膜速度を速くできる。また
、酸素含有によりアモルファス化が進行するため、Ａｒ
イオンビームの照射のようにＡｒの膜中への残留等を考
慮する必要がなく、容易に酸素含有（鉄属金属−バルブ
メタル）アモルファス合金膜の形成できる。
および１種以上のバルブメタルを蒸着せしめると同時に
酸素イオン照射を行うイオンビームミキシング法で成膜
することによって、イオンビームの加速電圧、電流、照
射角度等を変えることにより形成される膜のスパッタ率
を制御することができ、ミキシングの程度もコントロー
ルし易いため、耐食性を高めるための膜の緻密化、最適
な界面組織の形成、基材に対する密着性の向上等を達成
できる。しかも、イオンビームとして酸素イオンビーム
を用いて成膜することによって、効率よく酸素含有（鉄
属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を形成でき
る。即ち、イオンビームとしてＡｒイオンを用いること
によっても（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合
金膜の形成が可能である。しかしながら、かかる方法で
は形成された膜がＡｒイオンビームによりスパッタされ
て相対的に成膜速度が低下する。これに対し、酸素イオ
ンビームを用いると、Ａｒイオンを用いた時に比べて成
膜された膜がイオンスパッタにより基材表面から離脱す
る量を少なくでき、その分成膜速度を速くできる。また
、酸素含有によりアモルファス化が進行するため、Ａｒ
イオンビームの照射のようにＡｒの膜中への残留等を考
慮する必要がなく、容易に酸素含有（鉄属金属−バルブ
メタル）アモルファス合金膜の形成できる。
【００１８】一方、複合材料の基材としては耐食性の金
属であるＮｉ基合金、Ｔｉ基合金、ＳＵＳ材等が用いら
れる。これらの材料からなる基材が組成的に成膜される
組成成分を含有しないか、含有量が少ない場合には該基
材の表層に鉄属金属およびバルブメタル少なくとも一方
の金属相を形成することによって、基材と酸素含有（鉄
属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜との成分の
連続性が得られ、基材に対する前記アモルファス合金膜
の密着性を向上できると共に、それらの界面での耐食性
を向上できる。その結果、アモルファス合金膜に極少量
のピンホールや微小なクラック等が発生し、孔食反応の
進行が心配されるような条件下でも表層に形成された前
記金属相による界面組織の改質により、優れた耐食性を
有する複合材料を得ることができる。
属であるＮｉ基合金、Ｔｉ基合金、ＳＵＳ材等が用いら
れる。これらの材料からなる基材が組成的に成膜される
組成成分を含有しないか、含有量が少ない場合には該基
材の表層に鉄属金属およびバルブメタル少なくとも一方
の金属相を形成することによって、基材と酸素含有（鉄
属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜との成分の
連続性が得られ、基材に対する前記アモルファス合金膜
の密着性を向上できると共に、それらの界面での耐食性
を向上できる。その結果、アモルファス合金膜に極少量
のピンホールや微小なクラック等が発生し、孔食反応の
進行が心配されるような条件下でも表層に形成された前
記金属相による界面組織の改質により、優れた耐食性を
有する複合材料を得ることができる。
【００１９】前記基材表層への金属相の形成は、鉄属金
属およびバルブメタルの少なくとも一方のイオン注入方
法で行なう。かかるイオン注入方法は、前記金属相の濃
度、分布等を任意にコントロールすることが可能で、深
さ方向への金属相の傾斜構造形成も可能である。なお、
基材の表層に形成される金属層相は、アモルファス相で
あることが好ましいが、結晶質であっても効果が大きく
、また酸素が含有されていてもよい。従って、鉄属金属
およびバルブメタルの少なくとも一方のイオン注入後に
既述した１種以上の鉄属金属および１種以上のバルブメ
タルの酸素雰囲気中で蒸着やイオンミキシング法により
酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金
膜を形成することによって、該アモルファス合金膜に極
少量のピンホールや微小なクラック等が発生し、孔食反
応の進行が心配されるような条件下でも表層に形成され
た金属相による界面組織の改質により、優れた耐食性を
有する複合材料を製造できる。特に、鉄属金属およびバ
ルブメタルの少なくとも一方のイオン注入とイオンミキ
シング法による酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）ア
モルファス合金膜の形成との組み合わせにより密着性が
優れ、より優れた耐食性を有する複合材料を得ることが
できる。
属およびバルブメタルの少なくとも一方のイオン注入方
法で行なう。かかるイオン注入方法は、前記金属相の濃
度、分布等を任意にコントロールすることが可能で、深
さ方向への金属相の傾斜構造形成も可能である。なお、
基材の表層に形成される金属層相は、アモルファス相で
あることが好ましいが、結晶質であっても効果が大きく
、また酸素が含有されていてもよい。従って、鉄属金属
およびバルブメタルの少なくとも一方のイオン注入後に
既述した１種以上の鉄属金属および１種以上のバルブメ
タルの酸素雰囲気中で蒸着やイオンミキシング法により
酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金
膜を形成することによって、該アモルファス合金膜に極
少量のピンホールや微小なクラック等が発生し、孔食反
応の進行が心配されるような条件下でも表層に形成され
た金属相による界面組織の改質により、優れた耐食性を
有する複合材料を製造できる。特に、鉄属金属およびバ
ルブメタルの少なくとも一方のイオン注入とイオンミキ
シング法による酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）ア
モルファス合金膜の形成との組み合わせにより密着性が
優れ、より優れた耐食性を有する複合材料を得ることが
できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１〜３
【００２１】まず、基材としての３０×３０×２ｍｍの
寸法のＳＵＳ３０４板を用意し、この片面を鏡面研磨し
、超音波洗浄を施し、乾燥したた後、イオン照射と蒸着
機能を備えた真空チャンバ内のホルダ上に設置した。 つづいて、このチャンバ内を５×１０−６ｔｏｒｒに真
空引きした後、イオン源からＡｒイオンを加速電圧５ｋ
Ｖの条件で前記ＳＵＳ３０４板の鏡面に５分間照射して
表面清浄化のための前処理を施した。
寸法のＳＵＳ３０４板を用意し、この片面を鏡面研磨し
、超音波洗浄を施し、乾燥したた後、イオン照射と蒸着
機能を備えた真空チャンバ内のホルダ上に設置した。 つづいて、このチャンバ内を５×１０−６ｔｏｒｒに真
空引きした後、イオン源からＡｒイオンを加速電圧５ｋ
Ｖの条件で前記ＳＵＳ３０４板の鏡面に５分間照射して
表面清浄化のための前処理を施した。
【００２２】次いで、トリプルハ―ス方式の電子ビ―ム
蒸着法でＮｉ、ＴａおよびＮｂの金属をＮｉ−４０ａｔ
％Ｔａ、Ｎｉ−４０ａｔ％ＮｂおよびＮｉ−２０ａｔ％
Ｎｂ−２０ａｔ％Ｔａの組成にそれぞれなるように蒸着
すると同時に、イオン源から酸素イオンを引きだし、加
速電圧２０ｋＶ、イオン電流１６ｍＡの条件でイオン照
射してイオンビームミキシングを行なうことにより各Ｓ
ＵＳ３０４板に厚さ３μｍの３種の合金膜をそれぞれ形
成して複合材料を製造した。 実施例４
蒸着法でＮｉ、ＴａおよびＮｂの金属をＮｉ−４０ａｔ
％Ｔａ、Ｎｉ−４０ａｔ％ＮｂおよびＮｉ−２０ａｔ％
Ｎｂ−２０ａｔ％Ｔａの組成にそれぞれなるように蒸着
すると同時に、イオン源から酸素イオンを引きだし、加
速電圧２０ｋＶ、イオン電流１６ｍＡの条件でイオン照
射してイオンビームミキシングを行なうことにより各Ｓ
ＵＳ３０４板に厚さ３μｍの３種の合金膜をそれぞれ形
成して複合材料を製造した。 実施例４
【００２３】実施例１と同様にＳＵＳ３０４板を前処理
した後、１×１０−４ｔｏｒｒの酸素雰囲気中にてダブ
ルハース方式の電子ビ―ム蒸着法でＮｉ、Ｔａの金属を
蒸着してＳＵＳ３０４板に厚さ３μｍの酸素を含むＮｉ
−４０ａｔ％Ｔａ合金膜を形成して複合材料を製造した
。 実施例５
した後、１×１０−４ｔｏｒｒの酸素雰囲気中にてダブ
ルハース方式の電子ビ―ム蒸着法でＮｉ、Ｔａの金属を
蒸着してＳＵＳ３０４板に厚さ３μｍの酸素を含むＮｉ
−４０ａｔ％Ｔａ合金膜を形成して複合材料を製造した
。 実施例５
【００２４】実施例１と同様にＳＵＳ３０４板を前処理
した後、Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａの組成のターゲットをＡ
ｒイオンによりイオンビームスパッタ蒸着を行うと同時
に、イオン源から酸素を引出し、加速電圧２０ｋＶ、イ
オン電流１６ｍＡの条件でイオン照射してイオンビーム
ミキシングを行なうことにより前記ＳＵＳ３０４板に厚
さ３μｍの合金膜を形成して複合材料を製造した。 比較例１
した後、Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａの組成のターゲットをＡ
ｒイオンによりイオンビームスパッタ蒸着を行うと同時
に、イオン源から酸素を引出し、加速電圧２０ｋＶ、イ
オン電流１６ｍＡの条件でイオン照射してイオンビーム
ミキシングを行なうことにより前記ＳＵＳ３０４板に厚
さ３μｍの合金膜を形成して複合材料を製造した。 比較例１
【００２５】実施例１と同様にＳＵＳ３０４板を前処理
した後、ダブルハース方式の電子ビ―ム蒸着法でＮｉ、
Ｔａの金属を蒸着してＳＵＳ３０４板に厚さ３μｍのＮ
ｉ−４０ａｔ％Ｔａ合金膜を形成して複合材料を製造し
た。 比較例２
した後、ダブルハース方式の電子ビ―ム蒸着法でＮｉ、
Ｔａの金属を蒸着してＳＵＳ３０４板に厚さ３μｍのＮ
ｉ−４０ａｔ％Ｔａ合金膜を形成して複合材料を製造し
た。 比較例２
【００２６】実施例１と同様にＳＵＳ３０４板を前処理
した後、Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａの組成のターゲットをＡ
ｒイオンによりイオンビームスパッタ蒸着を行って前記
ＳＵＳ３０４板に厚さ３μｍの合金膜を形成することに
より複合材料を製造した。 参照例
した後、Ｎｉ−４０ａｔ％Ｔａの組成のターゲットをＡ
ｒイオンによりイオンビームスパッタ蒸着を行って前記
ＳＵＳ３０４板に厚さ３μｍの合金膜を形成することに
より複合材料を製造した。 参照例
【００２７】実施例１と同様にＳＵＳ３０４板を前処理
した後、ダブルハース方式の電子ビ―ム蒸着法でＮｉ、
Ｔａの金属をに蒸着すると同時に、イオン源から窒素イ
オンを引き出し加速電圧２０ｋＶ、イオン電流１６ｍＡ
の条件でイオン照射して前記ＳＵＳ３０４板に厚さ３μ
ｍのＮｉ−４０ａｔ％Ｔａ合金膜を形成して複合材料を
製造した。
した後、ダブルハース方式の電子ビ―ム蒸着法でＮｉ、
Ｔａの金属をに蒸着すると同時に、イオン源から窒素イ
オンを引き出し加速電圧２０ｋＶ、イオン電流１６ｍＡ
の条件でイオン照射して前記ＳＵＳ３０４板に厚さ３μ
ｍのＮｉ−４０ａｔ％Ｔａ合金膜を形成して複合材料を
製造した。
【００２８】本実施例１〜５、比較例１、２および参照
例の複合材料から取り出した試験片を、室温の５％硫酸
中で１３００ｍＶ（ＳＣＥ）の電位とし、前記電位状態
を２時間保持して腐食速度を測定した。腐食速度は、電
流密度に依存するため、腐食の判定は電流密度の比較に
よって行なった。その結果を下記表１に示す。
例の複合材料から取り出した試験片を、室温の５％硫酸
中で１３００ｍＶ（ＳＣＥ）の電位とし、前記電位状態
を２時間保持して腐食速度を測定した。腐食速度は、電
流密度に依存するため、腐食の判定は電流密度の比較に
よって行なった。その結果を下記表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】前記表１から明らかなように本実施例１〜
５の複合材料は比較例１、２に比べて１／１０〜１／８
０の高耐食性を有しており、また参照例の窒素含有アモ
ルファス合金膜が被覆された複合材料と同等ないし製造
条件によっては更に高耐食性を示すことがわかる。 実施例６〜９
５の複合材料は比較例１、２に比べて１／１０〜１／８
０の高耐食性を有しており、また参照例の窒素含有アモ
ルファス合金膜が被覆された複合材料と同等ないし製造
条件によっては更に高耐食性を示すことがわかる。 実施例６〜９
【００３１】実施例１と同様な前処理を施した３０×３
０×２ｍｍの寸法の耐食性合金（ＳＵＳ３０４、Ｔｉ合
金、ハステロイ）の基材に下記表２に示す条件で厚さ３
μｍのアモルファス合金膜を形成して４種の複合材料を
製造した。
０×２ｍｍの寸法の耐食性合金（ＳＵＳ３０４、Ｔｉ合
金、ハステロイ）の基材に下記表２に示す条件で厚さ３
μｍのアモルファス合金膜を形成して４種の複合材料を
製造した。
【００３２】
【表２】
実施例１０〜１３
【００３３】実施例１と同様な前処理を施した３０×３
０×２ｍｍの寸法の耐食性合金（ＳＵＳ３０４、Ｔｉ合
金）の基材に下記表３に示す条件で厚さ３μｍのアモル
ファス合金膜を形成して４種の複合材料を製造した。
０×２ｍｍの寸法の耐食性合金（ＳＵＳ３０４、Ｔｉ合
金）の基材に下記表３に示す条件で厚さ３μｍのアモル
ファス合金膜を形成して４種の複合材料を製造した。
【００３４】
【表３】
比較例３
【００３５】実施例１と同様な前処理を施した３０×３
０×２ｍｍの寸法のＳＵＳ３０４板に市販のマグネトロ
ンスパッタ装置により厚さ３μｍのＮｉ−４０ａｔ％Ｔ
ａ合金膜を形成して複合材料を製造した。この合金膜を
Ｘ線および電子線回折測定を行ったところ、極微細な結
晶の集合であることが確認された。 比較例４
０×２ｍｍの寸法のＳＵＳ３０４板に市販のマグネトロ
ンスパッタ装置により厚さ３μｍのＮｉ−４０ａｔ％Ｔ
ａ合金膜を形成して複合材料を製造した。この合金膜を
Ｘ線および電子線回折測定を行ったところ、極微細な結
晶の集合であることが確認された。 比較例４
【００３６】アルゴンアーク溶解法により調製したＴａ
−１５ａｔ％Ｎｉの組成の溶解合金をアルゴン雰囲気中
で単ロール法を用いて急冷凝固させて厚さ０．０５ｍｍ
の合金薄膜を製造した。この合金薄膜をＸ線回折測定を
行ったところ、結晶質であることが確認された。
−１５ａｔ％Ｎｉの組成の溶解合金をアルゴン雰囲気中
で単ロール法を用いて急冷凝固させて厚さ０．０５ｍｍ
の合金薄膜を製造した。この合金薄膜をＸ線回折測定を
行ったところ、結晶質であることが確認された。
【００３７】しかして、本実施例５〜２０の複合材料お
よび比較例３、４の複合材料や合金薄膜を沸騰した８規
定の硝酸と０．２ｇ／ｌのＣｒ６＋の溶液中に浸漬して
腐蝕試験を行った。その結果を下記表４に示した。
よび比較例３、４の複合材料や合金薄膜を沸騰した８規
定の硝酸と０．２ｇ／ｌのＣｒ６＋の溶液中に浸漬して
腐蝕試験を行った。その結果を下記表４に示した。
【００３８】
【表４】
前記表４から明らかなように本実施例６〜１３の複合材
料は比較例３、４に比べて優れた高耐食性を有すること
がわかる。
料は比較例３、４に比べて優れた高耐食性を有すること
がわかる。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば緻密
な酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合
金膜を基材に対して密着性よく被覆され、過酷な腐食性
環境下でも優れた耐食性を有し、かつ形状的な制約を受
けない汎用性の高い耐食性被覆複合材料、並びにかかる
耐食性被覆複合材料を簡単に製造し得る方法を提供する
ことができる。
な酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合
金膜を基材に対して密着性よく被覆され、過酷な腐食性
環境下でも優れた耐食性を有し、かつ形状的な制約を受
けない汎用性の高い耐食性被覆複合材料、並びにかかる
耐食性被覆複合材料を簡単に製造し得る方法を提供する
ことができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 金属基材の表面に酸素含有（鉄属金属
−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆してなる耐
食性被覆複合材料。 - 【請求項２】 金属基材表面に１種以上の鉄属金属お
よび１種以上のバルブメタルを酸素雰囲気中で蒸着して
酸素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金
膜を被覆せしめることを特徴とする請求項１記載の耐食
性被覆複合材料の製造方法。 - 【請求項３】 金属基材表面に１種以上の鉄属金属お
よび１種以上のバルブメタルを蒸着せしめと同時に酸素
イオン照射を行うイオンビームミキシング法により酸素
含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を
被覆せしめることを特徴とする請求項１記載の耐食性被
覆複合材料の製造方法。 - 【請求項４】 表層に鉄属金属およびバルブメタルの
少なくとも一方の金属相が形成された金属基材表面に酸
素含有（鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜
を被覆してなる耐食性被覆複合材料。 - 【請求項５】 金属基材の表層に鉄属金属およびバル
ブメタルの少なくとも一方をイオン注入して金属相を形
成した後、該基材表面に１種以上の鉄属金属及び１種以
上のバルブメタルを酸素雰囲気中で蒸着して酸素含有（
鉄属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆せ
しめることを特徴とする請求項４記載の耐食性被覆複合
材料の製造方法。 - 【請求項６】 金属基材の表層に鉄属金属およびバル
ブメタルの少なくとも一方をイオン注入して金属相を形
成した後、該基材表面に１種以上の鉄属金属および１種
以上のバルブメタルを蒸着せしめと同時に酸素イオン照
射を行うイオンビームミキシング法により酸素含有（鉄
属金属−バルブメタル）アモルファス合金膜を被覆せし
めることを特徴とする請求項４記載の耐食性被覆複合材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3078948A JPH07116592B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 耐食性被覆複合材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3078948A JPH07116592B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 耐食性被覆複合材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311557A true JPH04311557A (ja) | 1992-11-04 |
| JPH07116592B2 JPH07116592B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=13676115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3078948A Expired - Lifetime JPH07116592B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 耐食性被覆複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116592B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05117838A (ja) * | 1991-10-28 | 1993-05-14 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | アモルフアスコーテイング法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63102758U (ja) * | 1986-12-18 | 1988-07-04 | ||
| JPH01136964A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-30 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | アモルファスコーティング膜の着色方法 |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP3078948A patent/JPH07116592B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63102758U (ja) * | 1986-12-18 | 1988-07-04 | ||
| JPH01136964A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-30 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | アモルファスコーティング膜の着色方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05117838A (ja) * | 1991-10-28 | 1993-05-14 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | アモルフアスコーテイング法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07116592B2 (ja) | 1995-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3027502B2 (ja) | 耐摩耗性非晶質硬質膜及びその製造方法 | |
| JP3039381B2 (ja) | 耐高温酸化特性に優れた複合硬質皮膜の形成法 | |
| JP2892231B2 (ja) | Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系複合硬質膜及びその製造方法 | |
| US4522844A (en) | Corrosion resistant coating | |
| JPH0247253A (ja) | 黒色皮膜の形成方法及びその皮膜 | |
| KR910009840B1 (ko) | 내식성 및 내열성을 갖는 알루미늄 합금 박막 및 이의 제조방법 | |
| Wolf et al. | Ion bombardment during thin film deposition and its influence on mechanical and chemical surface properties | |
| US3854984A (en) | Vacuum deposition of multi-element coatings and films with a single source | |
| JPH0456111B2 (ja) | ||
| JPH04311557A (ja) | 耐食性被覆複合材料及びその製造方法 | |
| Shimpi et al. | Decorative coatings produced using combination of reactive arc evaporation and magnetron sputtering | |
| JPH03260058A (ja) | 耐食性被覆複合材料及びその製造方法 | |
| JPH04311558A (ja) | 高耐食性複合材料の製造方法 | |
| Akiyama et al. | The corrosion behaviour of sputter-deposited amorphous Ni Ti alloys in 1 M HCl | |
| JPH0587591B2 (ja) | ||
| Robyr et al. | Microstructure and corrosion resistance of sputter deposited Fe-Cr-Mo coatings | |
| US4386113A (en) | Method of making a magnetic recording medium | |
| Navinšek | Stainless-steel, nickel and brass protective films produced by cathode sputtering | |
| JPH03260057A (ja) | 複合材料及びその製造方法 | |
| JP3438444B2 (ja) | ダイカスト用部材およびその製造方法 | |
| JPH02170966A (ja) | 複合材料及びその製造方法 | |
| JPH03260059A (ja) | 耐食性被覆複合材料及びその製造方法 | |
| JPH02243757A (ja) | ステンレス合金被膜の形成方法 | |
| Abela | Physical vapour deposition of magnesium alloys | |
| JPS63225722A (ja) | 摺動部材 |