JPH0479992B2 - - Google Patents
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- JPH0479992B2 JPH0479992B2 JP4924486A JP4924486A JPH0479992B2 JP H0479992 B2 JPH0479992 B2 JP H0479992B2 JP 4924486 A JP4924486 A JP 4924486A JP 4924486 A JP4924486 A JP 4924486A JP H0479992 B2 JPH0479992 B2 JP H0479992B2
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- pbn
- graphite
- gas
- graphite material
- coating
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明はグラフアイト材に熱分解窒化ほう素
（以下PBNという）をコーテイングする方法に関
するものである。 PBNをコーテイングしたグラフアイト材は、
耐熱性、耐熱衝撃性、耐薬品性、耐放射線性、熱
伝導性等に優れ、グラフアイト材のみでは得られ
ない電気絶縁性をもつており、特に炭素を嫌う系
に用いる治具として有利である。PBN自体は化
学蒸着法で合成されることから、かなり形状的に
制限されるのに対し、PBNをコーテイングした
グラフアイト材からは自由な形でしかも短時間の
コーテイング反応によりPBNの特性をもつた治
具を得ることができる。したがつてその適応範囲
は広く多種多様にわたるものが得られるという利
点がある。 （従来の技術と問題点） グラフアイト材にPBNをコーテイングする一
般的方法として、グラフアイト材を1700℃から
2300℃の高温下で10Torr以下の減圧下において、
BCl3とNH3の反応ガスに接触させ、PBNの蒸着
膜を得る方法が知られている。 しかしこの方法で得られたPBNのコーテイン
グ膜はグラフアイトの熱膨張係数の違いから、膜
の剥離が起りやすいという問題点がある。一般に
市販されているち密質グラフアイト材の熱膨張係
数は約2.5〜５×10-6［〓・℃］であるのに対し、
PBNのａ軸方向の熱膨張係数は1.5×10-9［〓・
℃］であるので、反応温度から常温になつたとき
に約0.5％位の寸法のずれを生じ剥離が起る。特
にPBNの膜厚が0.1mm以上になるとき、剥離が著
るしい。 （問題解決のための手段） かかる問題点にかんがみ、本発明者らは熱衝撃
に強く剥離しない強固なPBN被覆を得るべく
種々検討の結果、グラフアイト材表面を前処理す
ることによつてこれら問題点が解決できることを
見出し、本発明に至つたのである。 （発明の構成） 本発明はグラフアイト材をプラズマおよび／ま
たは反応性ガスにて表面処理した後、化学蒸着法
により該処理面に熱分解窒化ほう素の被膜を形成
させることを特徴とするグラフアイト材のコーテ
イング方法を要旨とするものである。 以下これについて説明すると、本発明の方法で
はグラフアイト材の表面を前処理する方法とし
て、イ）プラズマ処理でグラフアイト表面を荒す
ことにより、物理的にPBNとの接着を強化する、
ロ）反応性ガスによりグラフアイト表面にラジカ
ルを発生させ、化学的に接着力の強化をはかる意
図のもとに、具体的に次の方法を行うのである。 １ プラズマによりグラフアイト表面を処理す
る。プラズマは無機質ガスを用いたグロー放電
プラズマ法が好ましく、無機質ガスとしては
O2，N2，H2，H2O，NH3、不活性ガスやハロ
ゲンガス等が例示される。 ２ 200℃〜1200℃に温度で、酸化性ガス（空気、
水蒸気等）によりグラフアイト表面を処理す
る。 ３ 800℃〜2400℃の温度で、ハロゲン化物ガス
（BCl3，AlCl3等）によりグラフアイト表面を
処理する。 前記のように反応性ガスとして、空気・水蒸気
のような酸化性ガスおよびBCl3，AlCl3等のよう
なハロゲン化物ガスが使用される。この場合の温
度範囲はグラフアイト材表面の活性化に必要であ
り、これら１）２）３）の前処理を行つた後1700
℃から2300℃の高温にて、10Torr以下の圧力下
で、常法によりBCl3とNH3を反応させグラフア
イトの基質上にPBNを化学蒸着する。得られた
蒸着膜は、基質であるグラフアイトの熱膨張係
数、粒子径、表面状態の形状に関係なく、接着力
が強く剥離し難い。 コーテイング膜の厚さは一般に0.01mmから0.5
mmであるが、好ましくは0.1〜0.3mmである。被膜
が厚過ぎると、基質からのPBNの剥離よりも
PBN内での層間剥離が起ることがあるので、0.5
mmを超えないようにしなければならない。 実施例 １ 100mm×100mm×20mmのち密質のグラフアイトを
前処理として高温炉にて700℃に保ち、N2ガスを
キヤリアとしてH2O（水蒸気）を0.02モル／分の
割合で１時間供給した。この前処理を施したもの
とともに前処理をしてない同形、同質のグラフア
イト材を化学蒸着炉に仕込み、2000℃の高温に
て、反応圧力を10Torr以下に保ちながら、BCl3
とNH3を反応させ、約0.3mmのPBNコーテイング
膜を形成させた。 このつぎに常温に戻し蒸着炉より取り出したと
ころ、前処理を行つていないものは、蒸着した
PBN膜の角部に亀裂が生じており、既に剥離し
ていた。 それに対し、前処理を行つたものは、PBN膜
が強く付着しており、常温と2000℃の間で昇温、
冷却を繰り返しても剥離は起らなかつた。 実施例 ２ 実施例１と同じグラフアイト材を13.58MHzの
高周波出力下で0.1Torrのアルゴンガスによるプ
ラズマ法で前処理した。 実施例 ３ 実施例１と同じグラフアイト材を反応性ガスと
してBCl3なるハロゲン化物ガスで前処理した後
PBNのコーテイングを行つた。 下表は各実施例の結果を示すものである。
（以下PBNという）をコーテイングする方法に関
するものである。 PBNをコーテイングしたグラフアイト材は、
耐熱性、耐熱衝撃性、耐薬品性、耐放射線性、熱
伝導性等に優れ、グラフアイト材のみでは得られ
ない電気絶縁性をもつており、特に炭素を嫌う系
に用いる治具として有利である。PBN自体は化
学蒸着法で合成されることから、かなり形状的に
制限されるのに対し、PBNをコーテイングした
グラフアイト材からは自由な形でしかも短時間の
コーテイング反応によりPBNの特性をもつた治
具を得ることができる。したがつてその適応範囲
は広く多種多様にわたるものが得られるという利
点がある。 （従来の技術と問題点） グラフアイト材にPBNをコーテイングする一
般的方法として、グラフアイト材を1700℃から
2300℃の高温下で10Torr以下の減圧下において、
BCl3とNH3の反応ガスに接触させ、PBNの蒸着
膜を得る方法が知られている。 しかしこの方法で得られたPBNのコーテイン
グ膜はグラフアイトの熱膨張係数の違いから、膜
の剥離が起りやすいという問題点がある。一般に
市販されているち密質グラフアイト材の熱膨張係
数は約2.5〜５×10-6［〓・℃］であるのに対し、
PBNのａ軸方向の熱膨張係数は1.5×10-9［〓・
℃］であるので、反応温度から常温になつたとき
に約0.5％位の寸法のずれを生じ剥離が起る。特
にPBNの膜厚が0.1mm以上になるとき、剥離が著
るしい。 （問題解決のための手段） かかる問題点にかんがみ、本発明者らは熱衝撃
に強く剥離しない強固なPBN被覆を得るべく
種々検討の結果、グラフアイト材表面を前処理す
ることによつてこれら問題点が解決できることを
見出し、本発明に至つたのである。 （発明の構成） 本発明はグラフアイト材をプラズマおよび／ま
たは反応性ガスにて表面処理した後、化学蒸着法
により該処理面に熱分解窒化ほう素の被膜を形成
させることを特徴とするグラフアイト材のコーテ
イング方法を要旨とするものである。 以下これについて説明すると、本発明の方法で
はグラフアイト材の表面を前処理する方法とし
て、イ）プラズマ処理でグラフアイト表面を荒す
ことにより、物理的にPBNとの接着を強化する、
ロ）反応性ガスによりグラフアイト表面にラジカ
ルを発生させ、化学的に接着力の強化をはかる意
図のもとに、具体的に次の方法を行うのである。 １ プラズマによりグラフアイト表面を処理す
る。プラズマは無機質ガスを用いたグロー放電
プラズマ法が好ましく、無機質ガスとしては
O2，N2，H2，H2O，NH3、不活性ガスやハロ
ゲンガス等が例示される。 ２ 200℃〜1200℃に温度で、酸化性ガス（空気、
水蒸気等）によりグラフアイト表面を処理す
る。 ３ 800℃〜2400℃の温度で、ハロゲン化物ガス
（BCl3，AlCl3等）によりグラフアイト表面を
処理する。 前記のように反応性ガスとして、空気・水蒸気
のような酸化性ガスおよびBCl3，AlCl3等のよう
なハロゲン化物ガスが使用される。この場合の温
度範囲はグラフアイト材表面の活性化に必要であ
り、これら１）２）３）の前処理を行つた後1700
℃から2300℃の高温にて、10Torr以下の圧力下
で、常法によりBCl3とNH3を反応させグラフア
イトの基質上にPBNを化学蒸着する。得られた
蒸着膜は、基質であるグラフアイトの熱膨張係
数、粒子径、表面状態の形状に関係なく、接着力
が強く剥離し難い。 コーテイング膜の厚さは一般に0.01mmから0.5
mmであるが、好ましくは0.1〜0.3mmである。被膜
が厚過ぎると、基質からのPBNの剥離よりも
PBN内での層間剥離が起ることがあるので、0.5
mmを超えないようにしなければならない。 実施例 １ 100mm×100mm×20mmのち密質のグラフアイトを
前処理として高温炉にて700℃に保ち、N2ガスを
キヤリアとしてH2O（水蒸気）を0.02モル／分の
割合で１時間供給した。この前処理を施したもの
とともに前処理をしてない同形、同質のグラフア
イト材を化学蒸着炉に仕込み、2000℃の高温に
て、反応圧力を10Torr以下に保ちながら、BCl3
とNH3を反応させ、約0.3mmのPBNコーテイング
膜を形成させた。 このつぎに常温に戻し蒸着炉より取り出したと
ころ、前処理を行つていないものは、蒸着した
PBN膜の角部に亀裂が生じており、既に剥離し
ていた。 それに対し、前処理を行つたものは、PBN膜
が強く付着しており、常温と2000℃の間で昇温、
冷却を繰り返しても剥離は起らなかつた。 実施例 ２ 実施例１と同じグラフアイト材を13.58MHzの
高周波出力下で0.1Torrのアルゴンガスによるプ
ラズマ法で前処理した。 実施例 ３ 実施例１と同じグラフアイト材を反応性ガスと
してBCl3なるハロゲン化物ガスで前処理した後
PBNのコーテイングを行つた。 下表は各実施例の結果を示すものである。
【表】
【表】
この表より本発明により良好なコーテイングが
得られることがわかる。
得られることがわかる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ グラフアイト材をプラズマおよび／または反
応性ガスにて表面処理した後、化学蒸着法により
該処理面に熱分解窒化ほう素の被膜を形成させる
ことを特徴とするグラフアイト材のコーテイング
方法。 ２ 反応性ガスとして酸化性ガスまたはハロゲン
化物ガスが用いられる特許請求の範囲第１項記載
のグラフアイト材のコーテイング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4924486A JPS62207786A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | グラフアイト材のコ−テイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4924486A JPS62207786A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | グラフアイト材のコ−テイング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207786A JPS62207786A (ja) | 1987-09-12 |
| JPH0479992B2 true JPH0479992B2 (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=12825446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4924486A Granted JPS62207786A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | グラフアイト材のコ−テイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62207786A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020241184A1 (ja) | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 信越化学工業株式会社 | Ｉｉｉ族化合物基板の製造方法及びｉｉｉ族化合物基板 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5192475A (en) * | 1991-03-01 | 1993-03-09 | United Technologies Corporation | Method of making discontinuous carbon fiber reinforced glass matrix composites with secondary matrix reinforcement |
| JP5528227B2 (ja) * | 2009-10-16 | 2014-06-25 | 曙ブレーキ工業株式会社 | 固体潤滑材、その製造方法および用途 |
| JP2013234369A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | グラファイト材に熱分解窒化ほう素をコーティングする方法及びその方法によって得られた被覆物 |
| JP5854512B2 (ja) * | 2012-12-17 | 2016-02-09 | 信越化学工業株式会社 | 熱分解窒化ホウ素被覆炭素質基材の製造方法 |
| JP6198334B2 (ja) * | 2014-06-05 | 2017-09-20 | 信越化学工業株式会社 | カーボンヒーター |
| CN113957702B (zh) * | 2021-10-27 | 2023-04-07 | 大连理工大学 | 一种基于高石墨化沥青基碳纤维的热界面材料的制备方法及应用 |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP4924486A patent/JPS62207786A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020241184A1 (ja) | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 信越化学工業株式会社 | Ｉｉｉ族化合物基板の製造方法及びｉｉｉ族化合物基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62207786A (ja) | 1987-09-12 |
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