JPH04354873A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
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- JPH04354873A JPH04354873A JP3127742A JP12774291A JPH04354873A JP H04354873 A JPH04354873 A JP H04354873A JP 3127742 A JP3127742 A JP 3127742A JP 12774291 A JP12774291 A JP 12774291A JP H04354873 A JPH04354873 A JP H04354873A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical 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、ダイヤモンドを含有す
る硬質炭素膜に関するものであり、詳細には膜自体の特
性として摺動特性に優れた炭素膜に関するものである。
る硬質炭素膜に関するものであり、詳細には膜自体の特
性として摺動特性に優れた炭素膜に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、ダイヤモンドはその高硬度、高熱伝
導性、耐薬品性等の優れた性質を有することから各種の
分野でその応用が進められている。ダイヤモンドは、天
然品では非常に高価であることから、工業用として高温
高圧法により合成されるようになったが、他方、切削工
具や耐摩耗部材への応用などの広範な用途への適用を考
慮し、容易に且つ効率的にダイヤモンドを合成すること
のできる方法として化学気相成長法が研究されている。
導性、耐薬品性等の優れた性質を有することから各種の
分野でその応用が進められている。ダイヤモンドは、天
然品では非常に高価であることから、工業用として高温
高圧法により合成されるようになったが、他方、切削工
具や耐摩耗部材への応用などの広範な用途への適用を考
慮し、容易に且つ効率的にダイヤモンドを合成すること
のできる方法として化学気相成長法が研究されている。
【０００３】この化学気相成長法は、一般的には炭化水
素等の炭素含有ガスと水素との混合ガスを反応槽内に導
入し、高周波、マイクロ波等によりプラズマを発生させ
るか、または熱フィラメントにより加熱することにより
所望の基体表面にダイヤモンドを生成させる方法である
。
素等の炭素含有ガスと水素との混合ガスを反応槽内に導
入し、高周波、マイクロ波等によりプラズマを発生させ
るか、または熱フィラメントにより加熱することにより
所望の基体表面にダイヤモンドを生成させる方法である
。
【０００４】このようにして得られるダイヤモンド膜は
、従来からその膜中に非晶質の炭素やグラファイト等が
不純物成分として含有されないようにいかに高純度なダ
イヤモンド膜を生成させるかが１つの課題とされ、各種
の方法が見出されている。
、従来からその膜中に非晶質の炭素やグラファイト等が
不純物成分として含有されないようにいかに高純度なダ
イヤモンド膜を生成させるかが１つの課題とされ、各種
の方法が見出されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】このような高純度の
ダイヤモンド膜は結晶性が高く、ダイヤモンド単結晶と
近似した優れた特性を有している。しかし、構造的には
、膜を構成するダイヤモンド結晶粒子が大きくなり、ま
た結晶の自形面が露出した凹凸のある荒い表面を有して
いる。そのために、例えばこのような高純度のダイヤモ
ンド膜を摺動性の向上を目的として所定の基体表面に被
覆して利用する場合、被摺動材が削り取られてしまった
り、あるいは凹凸面への衝撃により応力が集中し膜が破
損してしまうという問題があった。そのために従来は、
ダイヤモンド膜を厚く被覆し、その後に膜を研磨加工し
表面を平滑化する等の方法が採用されている。しかし、
このような研磨加工は、被覆面が平坦なものの場合しか
適用できず、例えば被覆面が球面等の場合には研磨加工
が難しく、複雑面形状では研磨加工することができない
等の問題があった。
ダイヤモンド膜は結晶性が高く、ダイヤモンド単結晶と
近似した優れた特性を有している。しかし、構造的には
、膜を構成するダイヤモンド結晶粒子が大きくなり、ま
た結晶の自形面が露出した凹凸のある荒い表面を有して
いる。そのために、例えばこのような高純度のダイヤモ
ンド膜を摺動性の向上を目的として所定の基体表面に被
覆して利用する場合、被摺動材が削り取られてしまった
り、あるいは凹凸面への衝撃により応力が集中し膜が破
損してしまうという問題があった。そのために従来は、
ダイヤモンド膜を厚く被覆し、その後に膜を研磨加工し
表面を平滑化する等の方法が採用されている。しかし、
このような研磨加工は、被覆面が平坦なものの場合しか
適用できず、例えば被覆面が球面等の場合には研磨加工
が難しく、複雑面形状では研磨加工することができない
等の問題があった。
【０００６】よって、本発明は、特に摺動特性の点から
上記のような研磨加工を必要とせずに摺動特性に優れた
炭素質膜を提供することを目的とするものである。
上記のような研磨加工を必要とせずに摺動特性に優れた
炭素質膜を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は上記目的
に対して検討を重ねた結果、成膜する炭素膜をダイヤモ
ンドと非晶質炭素より構成するとともに、この膜のラマ
ン分光分析において、ダイヤモンドの主ピークと、それ
以外の１５００±１００ｃｍ−１の範囲内の最強のピー
クとの比、ならびに膜を構成する結晶の粒径が生成され
る膜の摺動特性に大きく関与し、これらが特定の範囲に
制御された炭素膜が研磨加工することなく非常に摺動特
性に優れた膜となることを見出し本発明に至った。
に対して検討を重ねた結果、成膜する炭素膜をダイヤモ
ンドと非晶質炭素より構成するとともに、この膜のラマ
ン分光分析において、ダイヤモンドの主ピークと、それ
以外の１５００±１００ｃｍ−１の範囲内の最強のピー
クとの比、ならびに膜を構成する結晶の粒径が生成され
る膜の摺動特性に大きく関与し、これらが特定の範囲に
制御された炭素膜が研磨加工することなく非常に摺動特
性に優れた膜となることを見出し本発明に至った。
【０００８】即ち、本発明は実質的にダイヤモンドと非
晶質炭素膜から構成され、ラマン分光スペクトル分析に
おいて１３３３±１０ｃｍ−１に存在するピークの強度
をＨ１ 、１５００±１００ｃｍ−１に存在するピー
クのうち最も強度の高いピークの強度をＨ２ とした時
、Ｈ２ ／Ｈ１ で表される強度比が０．２乃至２０で
あり、また平均結晶粒径が３μｍ以下であることを特徴
とし、これにより摺動特性に優れた膜を得ようとするも
のである。
晶質炭素膜から構成され、ラマン分光スペクトル分析に
おいて１３３３±１０ｃｍ−１に存在するピークの強度
をＨ１ 、１５００±１００ｃｍ−１に存在するピー
クのうち最も強度の高いピークの強度をＨ２ とした時
、Ｈ２ ／Ｈ１ で表される強度比が０．２乃至２０で
あり、また平均結晶粒径が３μｍ以下であることを特徴
とし、これにより摺動特性に優れた膜を得ようとするも
のである。
【０００９】以下、本発明を詳述する。これまでに炭素
からなる膜としては、ダイヤモンド、グラファイト、非
晶質炭素等が知られているが、これらの炭素より構成さ
れる物質の検出は、ラマン分光スペクトル分析により行
うことができ、ダイヤモンドは通常１３３３±１０ｃｍ
−１付近に鋭いピークを有し、一方、非晶質炭素は１５
００±１００ｃｍ−１付近にブロードなピークが見られ
る。 また、グラファイトは１５８０±１０ｃｍ−１付近にピ
ークが観察される。
からなる膜としては、ダイヤモンド、グラファイト、非
晶質炭素等が知られているが、これらの炭素より構成さ
れる物質の検出は、ラマン分光スペクトル分析により行
うことができ、ダイヤモンドは通常１３３３±１０ｃｍ
−１付近に鋭いピークを有し、一方、非晶質炭素は１５
００±１００ｃｍ−１付近にブロードなピークが見られ
る。 また、グラファイトは１５８０±１０ｃｍ−１付近にピ
ークが観察される。
【００１０】本発明の炭素膜は、ダイヤモンドおよび非
晶質炭素より構成されることを大きな特徴とするもので
、これらの成分は前記ラマン分光スペクトル分析により
分析できるが、本発明によれば、特に膜の摺動特性の点
から１３３３±１０ｃｍ−１のピーク強度をＨ１ 、１
５００±１００ｃｍ−１付近のブロードなピークのうち
最も強度の高いピーク強度をＨ２ とした時、Ｈ２ ／
Ｈ１ で表される強度比が０．２乃至２０、特に１乃至
１０の範囲となるような組成からなることが重要である
。このピーク強度比は、その値が大きくなるに従い、結
晶性が低下し膜中のダイヤモンドの含有量が減少するこ
とを意味し、逆にその値が小さくなるに従い、結晶性が
向上しダイヤモンド以外の相の含有量が減少することを
意味するものであるが、本発明によれば、上記ピーク強
度比が０．２よりも小さいと、炭素膜の表面に結晶性が
向上することに起因しダイヤモンド結晶粒子が大きく成
長し膜の表面に荒れが生じるために膜の摺動特性は大き
く低下する。またピーク強度比が２０よりも大きいと炭
素膜中のグラファイトの生成量が増え、炭素膜自体の硬
度が低下するとともに摺動時に耐摩耗性が劣化する。
晶質炭素より構成されることを大きな特徴とするもので
、これらの成分は前記ラマン分光スペクトル分析により
分析できるが、本発明によれば、特に膜の摺動特性の点
から１３３３±１０ｃｍ−１のピーク強度をＨ１ 、１
５００±１００ｃｍ−１付近のブロードなピークのうち
最も強度の高いピーク強度をＨ２ とした時、Ｈ２ ／
Ｈ１ で表される強度比が０．２乃至２０、特に１乃至
１０の範囲となるような組成からなることが重要である
。このピーク強度比は、その値が大きくなるに従い、結
晶性が低下し膜中のダイヤモンドの含有量が減少するこ
とを意味し、逆にその値が小さくなるに従い、結晶性が
向上しダイヤモンド以外の相の含有量が減少することを
意味するものであるが、本発明によれば、上記ピーク強
度比が０．２よりも小さいと、炭素膜の表面に結晶性が
向上することに起因しダイヤモンド結晶粒子が大きく成
長し膜の表面に荒れが生じるために膜の摺動特性は大き
く低下する。またピーク強度比が２０よりも大きいと炭
素膜中のグラファイトの生成量が増え、炭素膜自体の硬
度が低下するとともに摺動時に耐摩耗性が劣化する。
【００１１】また、摺動特性の点から膜を構成する結晶
粒子径は小さいことが望ましく、具体的には３μｍ以下
であることが重要である。この結晶粒子を小さくするこ
とにより炭素膜自体の表面を平滑化することができ、こ
れにより摺動特性を高めることができる。特に炭素膜の
表面粗さは、被覆される基体表面の粗さにも左右される
がＲｍａｘで２μｍ以下であることが望ましい。また、
これに基づき基体の表面粗さもＲｍａｘで２μｍ以下で
あることが望ましい。
粒子径は小さいことが望ましく、具体的には３μｍ以下
であることが重要である。この結晶粒子を小さくするこ
とにより炭素膜自体の表面を平滑化することができ、こ
れにより摺動特性を高めることができる。特に炭素膜の
表面粗さは、被覆される基体表面の粗さにも左右される
がＲｍａｘで２μｍ以下であることが望ましい。また、
これに基づき基体の表面粗さもＲｍａｘで２μｍ以下で
あることが望ましい。
【００１２】つぎに、上記炭素膜を得る方法について説
明すると、炭素膜の生成手段としてマイクロ波や高周波
によりプラズマを発生させて所定の基体表面に炭素膜を
形成する、いわゆるプラズマＣＶＤ法あるいは熱フィラ
メントＣＶＤ法が主流である。しかしながら、プラズマ
ＣＶＤ法ではプラズマ発生領域が小さいために成膜でき
る面積が小さく、成膜できる面積が一般に直径２０ｍｍ
程度であり、摺動部材としての応用が限られ、また圧力
が高すぎるかもしくはプラズマ密度が低すぎるために基
体が微細な構造を有する場合や曲面構造を有する場合、
その構造に沿った均一なプラズマが得られず、膜厚分布
が不均一に成りやすい。一方、熱フィラメントＣＶＤ法
では、フィラメントが切れやすく、また、膜厚のバラツ
キを抑制するために基体の形状に合わせてフィラメント
を設置する必要があり装置が汎用性に欠けるなどの欠点
を有している。
明すると、炭素膜の生成手段としてマイクロ波や高周波
によりプラズマを発生させて所定の基体表面に炭素膜を
形成する、いわゆるプラズマＣＶＤ法あるいは熱フィラ
メントＣＶＤ法が主流である。しかしながら、プラズマ
ＣＶＤ法ではプラズマ発生領域が小さいために成膜でき
る面積が小さく、成膜できる面積が一般に直径２０ｍｍ
程度であり、摺動部材としての応用が限られ、また圧力
が高すぎるかもしくはプラズマ密度が低すぎるために基
体が微細な構造を有する場合や曲面構造を有する場合、
その構造に沿った均一なプラズマが得られず、膜厚分布
が不均一に成りやすい。一方、熱フィラメントＣＶＤ法
では、フィラメントが切れやすく、また、膜厚のバラツ
キを抑制するために基体の形状に合わせてフィラメント
を設置する必要があり装置が汎用性に欠けるなどの欠点
を有している。
【００１３】これに対して、プラズマＣＶＤ法における
プラズマ発生領域に磁界をかけた、いわゆる電子サイク
ロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法によれば、低圧力下（１
ｔｏｒｒ以下）で高密度のプラズマを得ることができる
ために、プラズマを広い領域に均一に発生させることが
でき、通常のプラズマＣＶＤ法に比較して約１０倍程度
の面積に均一に膜の形成を行うことができる。従って、
特に摺動部材等への膜形成に際して有効である。
プラズマ発生領域に磁界をかけた、いわゆる電子サイク
ロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法によれば、低圧力下（１
ｔｏｒｒ以下）で高密度のプラズマを得ることができる
ために、プラズマを広い領域に均一に発生させることが
でき、通常のプラズマＣＶＤ法に比較して約１０倍程度
の面積に均一に膜の形成を行うことができる。従って、
特に摺動部材等への膜形成に際して有効である。
【００１４】よって、ここでは電子サイクロトロン共鳴
プラズマＣＶＤ法（ＥＣＲプラズマＣＶＤ法）を例にと
って説明する。この方法では、内部に所定の基体が設置
された反応炉内に反応ガスを導入すると同時に、２．４
５ＧＨｚのマイクロ波を導入する。それと同時にこの領
域に対して８７５ガウス以上のレベルの磁界を印加する
。これにより電子はサイクロトロン周波数ｆ＝ｅＢ／２
πｍ（但し、ｍ：電子の質量、ｅ：電子の電荷、Ｂ：磁
束密度）に基づき、サイクロトロン運動を起こす。この
周波数がマイクロ波の周波数（２．４５ＧＨｚ）と一致
すると共鳴し、電子はマイクロ波のエネルギーを著しく
吸収して加速され、中性分子に衝突、電離を生ぜしめて
高密度のプラズマを生成するようになる。このとき、基
体の温度は１５０〜１２００℃、炉内圧力１×１０−４
〜１ｔｏｒｒに設定される。
プラズマＣＶＤ法（ＥＣＲプラズマＣＶＤ法）を例にと
って説明する。この方法では、内部に所定の基体が設置
された反応炉内に反応ガスを導入すると同時に、２．４
５ＧＨｚのマイクロ波を導入する。それと同時にこの領
域に対して８７５ガウス以上のレベルの磁界を印加する
。これにより電子はサイクロトロン周波数ｆ＝ｅＢ／２
πｍ（但し、ｍ：電子の質量、ｅ：電子の電荷、Ｂ：磁
束密度）に基づき、サイクロトロン運動を起こす。この
周波数がマイクロ波の周波数（２．４５ＧＨｚ）と一致
すると共鳴し、電子はマイクロ波のエネルギーを著しく
吸収して加速され、中性分子に衝突、電離を生ぜしめて
高密度のプラズマを生成するようになる。このとき、基
体の温度は１５０〜１２００℃、炉内圧力１×１０−４
〜１ｔｏｒｒに設定される。
【００１５】かかる方法によれば、成膜時の基体温度、
炉内圧力および反応ガス濃度を変化させることにより成
膜される膜の成分等が変化する。具体的には、基体温度
が高くなると膜の成長速度が向上し、結晶性が向上する
傾向にあり、炉内圧力が高くなるとプラズマの領域が小
さくなり、膜の成長速度が下がるが結晶性は向上する傾
向にある。また反応ガス濃度が高くなると、膜を構成す
る粒子の大きさが小さくなり、結晶性が悪くなる傾向に
あり、これらの条件を具体的には後述する実施例に示す
ように適宜制御することにより、前述した所定の特性を
有する炭素膜を生成することができる。
炉内圧力および反応ガス濃度を変化させることにより成
膜される膜の成分等が変化する。具体的には、基体温度
が高くなると膜の成長速度が向上し、結晶性が向上する
傾向にあり、炉内圧力が高くなるとプラズマの領域が小
さくなり、膜の成長速度が下がるが結晶性は向上する傾
向にある。また反応ガス濃度が高くなると、膜を構成す
る粒子の大きさが小さくなり、結晶性が悪くなる傾向に
あり、これらの条件を具体的には後述する実施例に示す
ように適宜制御することにより、前述した所定の特性を
有する炭素膜を生成することができる。
【００１６】
【作用】本発明によれば、炭素膜の結晶性を制御し、ダ
イヤモンドと非晶質炭素とを特定の割合で生成させるこ
とにより、膜自体の機械的特性、特に優れた硬度を維持
し、結晶粒子の成長が抑制され、これにより、その表面
の平滑性に優れた炭素膜を得ることができる。これによ
り、この炭素膜を摺動部材の表面等に被覆した際、ダイ
ヤモンドの結晶性に優れた膜に比較して摩擦係数が低減
し、非常に優れた摺動特性を発揮することができる。
イヤモンドと非晶質炭素とを特定の割合で生成させるこ
とにより、膜自体の機械的特性、特に優れた硬度を維持
し、結晶粒子の成長が抑制され、これにより、その表面
の平滑性に優れた炭素膜を得ることができる。これによ
り、この炭素膜を摺動部材の表面等に被覆した際、ダイ
ヤモンドの結晶性に優れた膜に比較して摩擦係数が低減
し、非常に優れた摺動特性を発揮することができる。
【００１７】
【実施例】炉内に直径４０ｍｍの表面粗さがＲｍａｘ０
．１μｍ のセラミックス製ディスクを設置し、ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法により、最大２ＫＧの強度の磁場を印
加するとともに、マイクロ波出力３．０ｋｗの条件で、
基体温度、反応ガス濃度、炉内圧力を表１に示す条件に
設定し、炭素膜が約５μｍの膜厚となるように作成した
。なお、反応ガスとしてはメタンガス、二酸化炭素ガス
および水素を表１に示す割合で混合したものを用いた。
．１μｍ のセラミックス製ディスクを設置し、ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法により、最大２ＫＧの強度の磁場を印
加するとともに、マイクロ波出力３．０ｋｗの条件で、
基体温度、反応ガス濃度、炉内圧力を表１に示す条件に
設定し、炭素膜が約５μｍの膜厚となるように作成した
。なお、反応ガスとしてはメタンガス、二酸化炭素ガス
および水素を表１に示す割合で混合したものを用いた。
【００１８】得られた炭素膜に対して、膜表面のラマン
分光スペクトル分析を行い、１３３３±１０ｃｍ−１に
存在するピークの強度をＨ１ 、１５００±１００ｃｍ
−１に存在するピークのうち最も強度の高いピークの強
度をＨ２ とし、Ｈ２ ／Ｈ１ で表される強度比を算
出した。具体的には、図１に示すようにラマン分光分析
によって得られた曲線において、１１００ｃｍ−１と１
７００ｃｍ−１の位置間で斜線を引き、これをベースラ
インとしてそれぞれのピークをローレンツタイプのカー
ブとしてカーブフィッティング処理を行い、各ピークの
高さを求めた。なお、表１中、試料Ｎｏ，１０について
そのチャートおよびカーブフィッティング処理後のチャ
ートを示した。
分光スペクトル分析を行い、１３３３±１０ｃｍ−１に
存在するピークの強度をＨ１ 、１５００±１００ｃｍ
−１に存在するピークのうち最も強度の高いピークの強
度をＨ２ とし、Ｈ２ ／Ｈ１ で表される強度比を算
出した。具体的には、図１に示すようにラマン分光分析
によって得られた曲線において、１１００ｃｍ−１と１
７００ｃｍ−１の位置間で斜線を引き、これをベースラ
インとしてそれぞれのピークをローレンツタイプのカー
ブとしてカーブフィッティング処理を行い、各ピークの
高さを求めた。なお、表１中、試料Ｎｏ，１０について
そのチャートおよびカーブフィッティング処理後のチャ
ートを示した。
【００１９】また、ＳＥＭ分析により、炭素膜の結晶粒
子の平均粒径を求めるとともに、触針式表面粗さ計によ
って炭素膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）を測定した。
子の平均粒径を求めるとともに、触針式表面粗さ計によ
って炭素膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）を測定した。
【００２０】さらに、摺動性を評価するために、炭素膜
が形成されたディスクと先端部が曲率半径Ｒ４．７６３
ｍｍの金属製のピンを用いて４．９Ｎの荷重をかけ、摺
動速度を０．３０ｍ／ｓに設定し、ボールオンディスク
法により摺動試験を行い、各試験での摩擦係数を測定し
た。
が形成されたディスクと先端部が曲率半径Ｒ４．７６３
ｍｍの金属製のピンを用いて４．９Ｎの荷重をかけ、摺
動速度を０．３０ｍ／ｓに設定し、ボールオンディスク
法により摺動試験を行い、各試験での摩擦係数を測定し
た。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、炭素膜の結晶性
が良好でＨ２／Ｈ１の比率が０．２より小さい試料Ｎｏ
．８、９ではいずれも金属ピンの方の摩耗が激しく、ま
た結晶粒径が大きいために摩擦係数が大きく膜の剥離が
生じた。一方、炭素膜の結晶性が悪く、２０より大きい
試料Ｎｏ．３、６、１１、１４ではいずれも摩擦係数は
小さいが膜自体の摩耗が激しく、使用に耐えないもので
あった。これらの比較品に対して本発明により結晶性お
よび結晶粒径が所定の大きさのものはいずれも優れた摩
擦係数を示し、また膜の剥離のない優れた特性を示した
。
が良好でＨ２／Ｈ１の比率が０．２より小さい試料Ｎｏ
．８、９ではいずれも金属ピンの方の摩耗が激しく、ま
た結晶粒径が大きいために摩擦係数が大きく膜の剥離が
生じた。一方、炭素膜の結晶性が悪く、２０より大きい
試料Ｎｏ．３、６、１１、１４ではいずれも摩擦係数は
小さいが膜自体の摩耗が激しく、使用に耐えないもので
あった。これらの比較品に対して本発明により結晶性お
よび結晶粒径が所定の大きさのものはいずれも優れた摩
擦係数を示し、また膜の剥離のない優れた特性を示した
。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、炭
素膜の優れた硬度を維持しつつ、その表面の平滑性に優
れ、しかも炭素膜を摺動部材の表面等に被覆した場合に
低摩擦係数を実現することができる。よって、各種の摺
動部材の表面に形成する炭素膜として非常に有効なもの
となる。
素膜の優れた硬度を維持しつつ、その表面の平滑性に優
れ、しかも炭素膜を摺動部材の表面等に被覆した場合に
低摩擦係数を実現することができる。よって、各種の摺
動部材の表面に形成する炭素膜として非常に有効なもの
となる。
【図１】本発明の硬質炭素膜（表１中、試料Ｎｏ，１０
）のラマン分光分析チャートを示す。
）のラマン分光分析チャートを示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 実質的にダイヤモンドと非晶質炭素か
ら構成され、ラマン分光スペクトル分析において１３３
３±１０ｃｍ−１に存在するピークの強度をＨ１ 、１
５００±１００ｃｍ−１に存在するピークのうち最も強
度の高いピークの強度をＨ２ とした時、Ｈ２ ／Ｈ１
で表される強度比が０．２乃至２０であり、平均結晶
粒径が３μｍ以下であることを特徴とする摺動性に優れ
た硬質炭素膜。 - 【請求項２】 表面粗さが２μｍ以下である請求項１
記載の硬質炭素膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12774291A JP2813077B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12774291A JP2813077B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354873A true JPH04354873A (ja) | 1992-12-09 |
| JP2813077B2 JP2813077B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=14967563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12774291A Expired - Fee Related JP2813077B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2813077B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09124394A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-13 | Kyocera Corp | 耐摩耗性部材 |
| US6416865B1 (en) | 1998-10-30 | 2002-07-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hard carbon film and surface acoustic-wave substrate |
| JP2006521466A (ja) * | 2003-03-21 | 2006-09-21 | コムコン・アーゲー | 平滑なダイヤモンド層を有する物体、そのための装置および方法 |
| EP1926121A3 (en) * | 2006-11-27 | 2008-07-09 | Samsung SDI Co., Ltd. | Carbon-based material for electron emission source, electron emission source containing the carbon-based material, electron emission device including the electron emission source, and method of preparing electron emission source |
| US7883775B2 (en) | 2003-07-31 | 2011-02-08 | A.L.M.T. Corp. | Diamond film coated tool and process for producing the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63222095A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-14 | Nissin Electric Co Ltd | 炭素系膜の被覆方法 |
| JPH02232106A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 工具用多結晶ダイヤモンド |
| JPH03197677A (ja) * | 1989-12-25 | 1991-08-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンドコーティング工具及びその製造法 |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP12774291A patent/JP2813077B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63222095A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-14 | Nissin Electric Co Ltd | 炭素系膜の被覆方法 |
| JPH02232106A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 工具用多結晶ダイヤモンド |
| JPH03197677A (ja) * | 1989-12-25 | 1991-08-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンドコーティング工具及びその製造法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09124394A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-13 | Kyocera Corp | 耐摩耗性部材 |
| US6416865B1 (en) | 1998-10-30 | 2002-07-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hard carbon film and surface acoustic-wave substrate |
| US6448688B2 (en) | 1998-10-30 | 2002-09-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hard carbon film and surface-acoustic-wave substrate |
| JP2006521466A (ja) * | 2003-03-21 | 2006-09-21 | コムコン・アーゲー | 平滑なダイヤモンド層を有する物体、そのための装置および方法 |
| US7883775B2 (en) | 2003-07-31 | 2011-02-08 | A.L.M.T. Corp. | Diamond film coated tool and process for producing the same |
| EP1926121A3 (en) * | 2006-11-27 | 2008-07-09 | Samsung SDI Co., Ltd. | Carbon-based material for electron emission source, electron emission source containing the carbon-based material, electron emission device including the electron emission source, and method of preparing electron emission source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2813077B2 (ja) | 1998-10-22 |
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