JPH0610145A - 化学蒸着による製品の製造方法およびそれによって得られた製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 例えば約０．５ｍｍの外径と約７５ｍｍの長
さを有する細長い漏斗（ろうと）形状の基体上にダイヤ
モンドを蒸着させて、製品としての、漏斗形のダイヤモ
ンド製ジェット水流混合管を製造する方法を提供する。 【構成】 基体(2;20,22) に加工成形を施して所望形状
の表面(4,6) を形成し、該表面上にインサート(8) を配
置し、上記表面(4,5,6) とインサート(8;24,26,28,30)
の一部(9) との上に支持部材用材料(10)を析出して支持
部材(14)を形成し、該支持部材を基体(2) から分離し、
該支持部材(14)上に製品材料を化学蒸着させて製品(15;
16,18)を形成し、最後に製品を支持部材から分離する。
上記インサート(8) は材料(10)と同一のタングステン等
の材料とされ得、支持部材(14)の一部を構成する。製品
材料は炭素或いはケイ素等である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願は、１９９１年６月１２日に
提出されかつ本発明の場合と同じ譲受人に譲渡された、
「化学蒸着による製品の改良された製造方法およびそれ
によって得られた製品」と称する同時係属米国特許出願
第０７／７１３４９９号と関連を有している。

【０００２】本発明は、化学蒸着によって製品を製造す
るための改良された方法に関するものである。更に詳し
く言えば本発明は、ダイヤモンドから成る漏斗形のジェ
ット水流混合管を製造する際に使用されるような、大き
い長さ／直径比（Ｌ／Ｄ比）を有する改良された支持用
マンドレルに関する。

【０００３】

【従来の技術】ダイヤモンドは、１．５４５オングスト
ロームの一様な原子間距離をもって四面体状に配列され
かつ共有結合された脂肪族のｓｐ³ 混成炭素原子のみか
ら成る網状結晶構造を示す炭素の同素体である。ダイヤ
モンドは極めて硬い物質であって、１０のモース硬さを
有している。また、それは銅の熱伝導率の４倍に等しい
熱膨張率を有すると共に、電気絶縁性をも示す。このよ
うな硬さおよび熱的性質をはじめとする有利な性質のた
め、ダイヤモンドは各種の工業製品において有用であ
る。初期には、宝石に適さない品質の天然ダイヤモンド
が様々な研摩用途において使用されていた。しかるに、
高温高圧技術による合成ダイヤモンドの製造が可能にな
ると、その他各種の製品が市場に出回るようになった。
とは言え、高温および高圧の要求条件は合成ダイヤモン
ドの広範な使用を妨げる制限因子となっていた。

【０００４】最近に至り、低圧下でダイヤモンドを成長
させることに向けられた工業的努力の結果、様々な工業
用途におけるダイヤモンドの使用可能性が劇的に増大し
た。ダイヤモンドの低圧成長技術は、当業界において
「化学蒸着法」または「ＣＶＤ法」と呼ばれている。Ｃ
ＶＤ法は、原子状水素の存在下において炭化水素ガスか
らダイヤモンドを低圧下で成長させるというものであ
る。準安定状態でダイヤモンドを成長させるために役立
つ多くの方法が開示されているが、一般的に述べれば、
これらの方法の相違点は基本的な反応体である原子状水
素を生成させかつそれを系内に輸送する手段にある。Ｃ
ＶＤ法をはじめとする各種のダイヤモンド成長方法を概
説する文献としては、ケミカル・アンド・エンジニアリ
ング・ニューズ(Chemical & Engineering News) 第６７
（２０）巻（１９８９年５月１５日）の２４〜３９頁に
収載されたバックマン(Bachmann)等の論文「ダイヤモン
ド薄膜」、ティー・スダーシャン(T. Sudarshan)編「ア
ン・エンジニアズ・ガイド(AnEngineer´s Guide) 」１
９８９年版（マーセル・デッカー社、ニューヨーク）の
１４１〜２１８頁に収載されたディー・バット(D. Bha
t) の論文「化学蒸着、表面改質技術」、並びにエム・
ホッキング、ヴィー・ヴァサンタスリーおよびピー・シ
ドキー(M. Hocking, V. Vasantasree & P. Sidky) 著
「ケミカル・ベーパー・デーポジション、メタリック・
アンド・セラミック・コーティングズ：プロダクショ
ン、ハイ・テンペラチュア・プロパティーズ・アンド・
アリケーション(Chemical Vapor Deposition, Metallic
& Ceramic Coatings: Production, High Temperature
Properties & Application) 」（英国のロングマン・サ
イエンティフィック・アンド・テクニカル・グループお
よびニューヨーク市のジョン・ワイリー・アンド・サン
ズ社から同時出版）の１０３〜１７２頁が挙げられる。

【０００５】たとえば漏斗形の形状を有する自立したダ
イヤモンドフィルムが所望される場合、かかるフィルム
を蒸着するための基体を用意することは厄介であって、
とても実用的とは言えない。１つの従来方法に従えば、
管状素材の機械加工によって漏斗形が形成される。しか
しながら、高圧噴流切断装置（high pressure waterjet
cutting system）において要求される精度をもってダ
イヤモンドのごとき材料を機械加工することは非常に困
難であると共に、多大の費用を必要とする。噴流切断法
をはじめとする各種の水圧加工法を概説する文献として
は、アメリカ合衆国オハイオ州クリーブランド市所在の
ペントン・パブリッシング・インク(Penton Publishing
Inc.)から出版されているアメリカン・マシニスト(Ame
rican Machinist)１９８９年１０月号の８４〜９７頁に
収載された「ウェットグリット研磨材」に関する特別報
告、およびセラミック・ブレティン(Ceramic Bulletin)
第６９巻第６号（１９９０年）の１０２７〜１０２９頁
に収載されたジェイ・グーハ(J. Guha) の論文「高圧噴
流切断法：序論」が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】基体上に漏斗形を機械
加工し、かかる漏斗形上に漏斗材料を蒸着し、こうして
形成された漏斗を基体から分離し、かかる漏斗上にダイ
ヤモンドを蒸着し、次いで漏斗から漏斗形のダイヤモン
ド製品を分離する諸工程から成る方法は既に開示されて
いる。しかしながら、たとえば、外径約０．５００mmの
細い軸部および長さ約７５mmの長い漏斗部を有する漏斗
形上に漏斗材料を蒸着することは困難である。本発明
は、このような漏斗形製品の製造に関する問題を解決す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、基体に
加工成形を施すことによって所望の形状を有する表面を
形成し、基体の該表面上にインサートを配置し、該表面
上およびインサートの一部分上に支持部材用材料を析出
することによって支持部材を形成し、基体から支持部材
を分離し、支持部材上に製品材料を化学蒸着することに
よって製品を形成し、次いで支持部材から製品を分離す
る、諸工程から成ることを特徴とする製品の製造方法が
提供される。

【０００８】

【実施例】近年、ダイヤモンドフィルムから成る自立製
品の製造が広く研究されている。かかる自立製品の製造
に関わる大きな問題の１つは、基礎となる支持体の製造
方法にある。先ず図１（Ａ），（Ｂ）、図２（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）、及び、図３（Ａ），（Ｂ）を見ると、
ダイヤモンドのごとき製品材料から成る自立製品を好適
な実施の態様に従って製造するための一連の工程が示さ
れている。

【０００９】図１（Ａ）には、たとえばドリルを用いた
穴あけによって基体２に真直ぐな穴４を形成することか
ら成る加工成形工程が断面図によって示されている。こ
こで言う「加工成形」とは、所定のやり方で基体２を成
形し、機械加工し、または変形するための方法を意味す
る。図１（Ｂ）においては、スペードドリルのごとき手
段を用いて穴４を加工することにより、基体２上に所望
の形状（たとえば、漏斗形の形状）を有する表面６が形
成される。あるいはまた、組合せドリル（図示せず）を
用いて基体２に穴４および表面６を同時に形成すること
もできる。そうすれば、基体２上に所望形状の表面を形
成するために必要な工程の数を減らすことができる。な
お、基体２上に所望形状の表面６を形成するためにその
他の加工成形技術（たとえば、フライス削り、研削、放
電加工、中ぐり、形削り、ホーニング、成形およびダイ
カスト）も使用し得ることは当業者にとって自明であろ
う。基体２は、加工成形可能な熱安定性の材料（たとえ
ば、炭素同素体としての黒鉛または少なくとも１２％の
クロムを含有するステンレス鋼）から成っていればよ
い。なお、その他の熱安定性材料を使用することもでき
る。加工成形工程が完了した後、高圧エアジェットのご
とき清浄手段を用いて加工成形工程中に生じた削り屑を
除去することによって穴４および表面６を清浄にするこ
とができる。

【００１０】加工成形工程の完了後、図２（Ａ）に示さ
れるごとく、通例は細長い中空部材（たとえば管）から
成るインサート８が基体２の穴４に沿って配置される。
所望ならば、インサート８は中実のものであってもよ
い。なお、インサート８はそれの外面と表面６から穴４
への移行部１３との間に実質的に空隙が存在しないよう
にして穴４の内部に圧入されていることが好ましい。イ
ンサート８は、タングステン、モリブデン、レニウム、
ニオブ、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、ニッケ
ル、バナジウム、クロムまたはチタンのごとき熱安定性
の金属から成っていればよい。中でも、タングステンが
好適である。

【００１１】次いで、図２（Ｂ）に示されるごとく、基
体２の表面５および６上並びにインサート８の一部分９
上に支持部材用材料のフィルム１０が常法に従って析出
される。かかる支持部材用材料の析出は、当業界におい
て公知の方法（たとえばＣＶＤ法）によって達成するこ
とができる。好適な実施の態様に従えば、フィルム１０
はＣＶＤ法によって析出される。ＣＶＤ法のために適し
た支持部材用材料は、インサート８に関して上記に記載
されたものと同じである。中でもタングステンが好適で
あって、フィルム１０はインサート８の場合と同じ材料
から成ることが好ましい。

【００１２】好適な実施の態様に基づくＣＶＤ操作（図
示せず）に際しては、支持部材用材料の化合物（好まし
くは六フッ化タングステン）の蒸気を水素ガス中に混入
することによって第１の混合ガスが生成され、次いでそ
れがＣＶＤ反応室内に導入される。水素ガスと金属化合
物蒸気との容量比は、約３：１〜約３０：１（好ましく
は約７．５：１）に維持すればよい。金属化合物蒸気
は、金属化合物を気化させるのに十分な温度に維持され
た加熱ジャケットで金属化合物の容器を包囲することに
よって生成させることが好ましい。なお、かかる第１の
混合ガスをアルゴンのごとき不活性ガスで希釈すること
もできる。

【００１３】第１の混合ガスは、基体２に近接して配置
された高周波コイルによって代表される高周波加熱手段
のごとき加熱手段によって活性化されることが好まし
い。かかる高周波電界は基体２中に熱を発生するのであ
って、高周波の強度および高周波コイルと基体２との距
離を調節することによって基体２の温度を所望のレベル
に調整することができる。基体２の温度は約２５０〜約
８００℃（好ましくは約６００℃）に維持すればよい。
第１の混合ガスから誘導された支持部材用材料が基体２
の表面５および６上並びにインサート８の一部分９上に
化学蒸着される結果としてフィルム１０が形成される
が、これは基体２の表面５および６上並びにインサート
８の一部分９と実質的に同じ形状を有している。

【００１４】表面６上において円錐形を成しているフィ
ルム１０の一部分が、Ｑスイッチ式のＮｄ−ＹＡＧレー
ザのごとき切断手段により、表面５および６の交線部１
１に沿ってフィルム１０の残部から切離される。インサ
ート８の一部分９に付着したフィルム１０の円錐形部分
が、インサート８と共に、基体２およびフィルム１０の
残部から分離される。分離方法の１つは、支持部材用材
料の化学蒸着に先立ち、基体２の表面６を適当な離型剤
（たとえば、窒化ホウ素またはシリカ）で被覆するとい
うものである。もう１つの分離方法は、基体２よりも大
きい熱膨張率を有するインサート材料および支持部材用
材料を選定するというものである。そうすれば、フィル
ム１０の円錐形部分およびインサート８を冷却した場
合、それらは収縮して基体２から分離する。更にもう１
つの分離方法は、フィルム１０の円錐形部分およびイン
サート８を基体２から物理的に引離すというものであ
る。中でも、熱収縮による分離方法が好適である。図２
（Ｃ）には、フィルム１０の残部および基体２から分離
された後の支持部材１４が示されている。かかる支持部
材１４は、約８０〜約１１０μm の肉厚を有する中空マ
ンドレルであることが好ましい。なお、図２（Ｃ）に示
された支持部材１４の肉厚をＣＶＤ操作の要求条件に耐
え得るだけの値に調整することは当業者にとって自明で
あろう。更にまた、インサート８の一部分９上に支持部
材用材料を設置することは支持部材１４の構造強度を増
大させるために役立つ。これは、特にＬ／Ｄ比の大きい
支持部材、たとえば約０．０８mmの肉厚と共に約１００
mmの長さおよび約０．４〜０．５０mmの外径を有するイ
ンサート管を含む支持部材の場合に重要である。

【００１５】次に、支持部材１４上に製品材料を化学蒸
着して図３（Ｂ）に示されるような自立した製品１５を
製造するため、支持部材１４に通常のＣＶＤ操作が施さ
れる。製品材料としては炭素、ケイ素、ゲルマニウム、
ホウ素、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、
チタンまたはモリブデンを使用することができるが、好
適な製品材料は炭素の同素体としてのダイヤモンドであ
る。ＣＶＤ操作に際しては、図３（Ａ）に示されるごと
く、支持部材１４は適当な装着手段上に支持される。か
かる装着手段としては、たとえば、ＣＶＤ反応室（図示
せず）の壁体に対してフック手段１７Ａおよび１７Ｂに
より取付けられた引張手段（たとえば張力ばね１２）に
よって付与される引張荷重の下で緊張した丸棒１９が使
用される。好ましくはインサート８の外径に近似した外
径を有する丸棒１９がインサート８を貫通している結
果、製品の化学蒸着中における支持部材１４の座屈やゆ
がみが防止されることになる。張力ばね１２は、ＣＶＤ
操作時の熱膨張に原因する丸棒１９の長さの変化を補償
するために役立つ。ＣＶＤ操作に際しては、製品材料の
化合物（好ましくはメタン）を水素ガス中に混入するこ
とによって第２の混合ガスが生成され、次いでそれがＣ
ＶＤ反応室内に導入される。当業者にとっては自明のご
とく、支持部材用材料および製品材料を化学蒸着するた
めに同じＣＶＤ反応室を使用することもできるし、ある
いは支持部材用材料および製品材料を化学蒸着するため
に相異なるＣＶＤ反応室を使用することもできる。第２
の混合ガスは、製品材料の化合物を約１〜約２容量％
（好ましくは約１．５容量％）の割合で含有する水素ガ
スから成っていればよい。なお、かかる第２の混合ガス
をアルゴンのごとき不活性ガスで希釈することもでき
る。

【００１６】ＣＶＤ操作に際しては、支持部材１４上に
おけるダイヤモンドの核生成を促進することによってダ
イヤモンド成長速度を増大させることができる。ダイヤ
モンドの核生成を促進するための好適な方法は、ＣＶＤ
操作によってダイヤモンドを成長させるのに先立ち、炭
化水素油中にダイヤモンド粉末を分散させて成るペース
トを用いて支持部材１４のダイヤモンド成長面を摩擦す
るというものである。かかるペースト中に含まれるダイ
ヤモンド粉末の粒度は約０．５〜約１ミクロンであれば
よく、また支持部材１４のダイヤモンド成長面は約２〜
約５分間にわたって摩擦すればよい。ダイヤモンドの核
生成を促進するためのもう１つの方法は、たとえば、約
１ミクロンの粒度を有するダイヤモンド粒子をアルカノ
ール中に分散させて成る撹拌懸濁液に支持部材１４のダ
イヤモンド成長面を約５分間にわたって接触させるとい
うものである。この場合、ダイヤモンド粒子をエチルア
ルコール中に分散させて成る懸濁液を超音波によって撹
拌したものを使用することが好ましい。

【００１７】第２の混合ガスは加熱手段によって活性化
することができる。そのためには、たとえば、第２の混
合ガスを熱分解するのに十分な温度にまで加熱された非
反応性フィラメント（たとえばタングステンフィラメン
ト）に接触させながら第２の混合ガスを流せばよい。か
かるフィラメントは抵抗加熱によって所望の温度にまで
加熱することができる。所望ならば、複数のフィラメン
トを使用することもできる。支持部材１４上における製
品材料の化学蒸着速度を制御するためには、フィラメン
トに供給される電力を調節すると共に、フィラメントと
支持部材１４との距離を調整すればよい。フィラメント
の温度は約１９００〜約２４００℃（好ましくは約２１
５０℃）に維持すればよい。このようにして支持部材１
４の表面上に製品材料（たとえばダイヤモンド）を化学
蒸着することにより、製品１５を構成するフィルムが形
成される。

【００１８】Ｑスイッチ式のＮｄ−ＹＡＧレーザのごと
き切断手段（図示せず）の使用により、製品１５を構成
するフィルムの所望部分がフィルムの残部から切離され
る。図３（Ａ）には、表面上に製品１５の形成された支
持部材１４が示されている。次いで、支持部材１４の表
面上に形成された製品１５が支持部材１４から分離され
る。かかる分離方法の１つは、エッチング浴中において
支持部材１４を溶解することにより、図３（Ｂ）に示さ
れるような自立した製品１５を得るというものである。
そのためには、表面上に製品１５の形成された支持部材
１４をエッチング浴中に配置し、次いでエッチング浴を
撹拌することによって支持部材１４が溶解される。本発
明において使用するのに適したエッチング浴の一例は、
約３６〜約３８重量％の濃度を有する塩酸、約６９〜約
７１重量％の濃度を有する硝酸、および約４９〜約５１
重量％の濃度を有するフッ化水素酸を等量ずつ含有する
水溶液である。かかるエッチング操作に際して支持部材
１４上に生じる気泡を除去するためには、超音波手段に
よってエッチング浴を撹拌すればよい。ダイヤモンドか
ら成る製品１５から支持部材１４を分離するためのもう
１つの方法は、支持部材用材料としてニオブを使用する
というものである。タングステンのごとき支持部材用材
料に比べ、ニオブはダイヤモンドに対する付着力が実質
的に小さい。ニオブから成る支持部材１４は製品１５か
ら容易に分離することができ、そして製品１５を製造す
るために繰返して使用することができる。

【００１９】本発明の別の実施の態様に従えば、図２
（Ｂ）に示されたフィルム１０が電鋳法（electroformi
ng process）によって基体２上に設置される。ここで言
う「電鋳法」とは、基体２上に支持部材用材料を設置し
て支持部材１４を形成するために役立つ通常のめっき法
を意味している。本発明において使用するために適した
代表的なめっき法は、無電解めっき法、電気めっき法お
よびそれらの組合せである。なお、先ず第１の金属層を
無電解めっきし、次いで第２の金属層を電気めっきする
ことから成る電鋳法によって支持部材１４を形成するこ
とが好ましい。

【００２０】無電解めっき法のために適した基体として
は、金属（たとえばアルミニウム）またはそれの合金か
ら成る導電性の基体および重合体（たとえば、ポリスチ
レンまたはポリカーボネート）から成る電気絶縁性の基
体が挙げられる。ポリカーボネート基体のごとき重合体
基体の場合には、無電解めっきを施す前に基体表面を活
性化する必要のあることが多い。めっき目的のために重
合体基体を活性化するための方法は当業者にとって公知
であろう。たとえば、重合体基体の表面の接触活性化を
引起こすのに十分な時間にわたり、基体を貴金属の酸性
溶液（たとえば、塩化パラジウムの塩酸溶液）に接触さ
せればよい。

【００２１】表面の活性化および水洗を行った後、無電
解めっきによって第１の金属層を形成することができ
る。第１の金属層を形成するために使用される金属の実
例としては、亜鉛、銀、パラジウム、銅、ニッケル、コ
バルト、クロム、モリブデンおよびそれらの様々な組合
せが挙げられる。ここで言う「組合せ」とは、各種の金
属から成る複数の層を重合体表面上に任意の順序でめっ
きすることを意味する。無電解めっき浴は当業界におい
て公知であって、「カークーオズマー・エンサイクロペ
ディア・オブ・ケミカル・テクノロジー(Kirk-Othmer E
ncyclopedia of Chemical Technology) 」（第３版）の
第８巻中に記載されている。

【００２２】第１の金属層を形成するための好適な方法
は上記のごとき無電解めっき法であるが、電気めっき法
を使用することもできる。とは言え、電気めっき法は第
２の金属層を形成するために好適な方法である。電気め
っき浴は当業界において公知であって、たとえば米国特
許第４５５５３１５号明細書中に記載されている。使用
する電気めっき浴の種類は本発明にとって重要でないの
であって、それの選定が部分的にはめっきすべき金属に
依存することは勿論である。なお、第２の金属層を構成
する金属は典型的なＣＶＤダイヤモンド成長温度に耐え
るために少なくとも１０００℃の融点を有することが必
要である。第２の金属層を形成するために使用される金
属の実例としては、銅、パラジウム、ニッケル、コバル
ト、クロム、ニオブ、チタン、タンタル、モリブデンお
よびそれらの様々な組合せが挙げられる。更にまた、か
かる電気めっき浴の組成が上記のごとき無電解めっきに
際して考慮された幾つかの因子にも依存することは当業
者にとって自明であろう。銅およびその他各種の金属に
関するめっき浴の説明は、上記のごとき「カークーオズ
マー・エンサイクロペディア・オブ・ケミカル・テクノ
ロジー」の第８巻の８２６頁以降に見出される。なお、
亜鉛から成る第１の金属層およびクロムから成る第２の
金属層を有するポリカーボネート基体が最も好適であ
る。

【００２３】次の図４には、本発明の別の実施の態様に
従って得られた製品１６が示されている。この製品１６
は、矩形の噴出口を有する六角形の漏斗である。次の図
５には、本発明の更に別の実施の態様に従って得られた
製品１８が示されている。この製品１８は、円筒形の延
長部および円筒形の噴出口を有する円錐形の漏斗であ
る。

【００２４】次の図６には、本発明の実施に際して複数
の支持部材を同時に製造するための方法が示されてい
る。支持部材用材料の設置に先立ち、加工成形表面を有
する基体２０および２２が互いに接触して配置される。
次いで、加工成形表面に沿ってインサート２４、２６、
２８および３０が圧入される。かかるインサートは、
（２８および３０のごとく）互いに整列させかつ丸棒３
２によって支持することができる。あるいはまた、かか
るインサートは（２４および２６のごとく）互いに接触
していなくてもよい。図６の方法は、上記のごときＣＶ
Ｄ法および電鋳法のいずれに対しても適用することがで
きる。

【００２５】本発明の方法によって製造された製品は、
たとえば、流体ノズル、ジェット水流混合管、集積回路
チップ用放熱体、放電加工機のワイヤガイド、織物機械
の糸ガイドおよび試験管を製造するために使用すること
ができる。下記の実施例は、上記に記載されかつ図１
（Ａ），（Ｂ）、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、及び、
図３（Ａ），（Ｂ）に図示された一連の工程に従って製
造された漏斗形のダイヤモンド製ジェット水流混合管で
ある。

【００２６】直径４インチかつ厚さ１インチの黒鉛円板
から成る基体を用意した。かかる基体中に形成された４
８個の漏斗形は１９１cm² の全表面積を有していた。か
かる基体を第１のＣＶＤ反応室内に配置し、そして高周
波加熱により６００℃にまで昇温した。液体の六フッ化
タングステン（ＷＦ₆ ）を３５℃で気化させることによ
り、毎時３５０標準立方センチメートル(SCCM)の流量に
調整された定常流を得た。かかる六フッ化タングステン
を毎時６０００SCCMの流量の水素と混合することによっ
て第１の混合ガスを生成させ、次いでそれを１０Torrの
圧力に維持されたＣＶＤ反応室内に導入した。第１の混
合ガスが基体からの熱によって活性化される結果、漏斗
形を含めた基体の表面上にタングステンが化学蒸着され
た。毎分１．７μm の速度で６０分間にわたりタングス
テンを蒸着することにより、基体の表面上に厚さ１０２
μm のタングステンフィルムを得た。

【００２７】アメリカ合衆国ニュージャージー州ウォル
ドウィック市所在のユーエス・レーザ・コーポレーショ
ン(U.S. Laser Corporation)によって製造されたＱスイ
ッチ式の４０２４型Ｎｄ−ＹＡＧレーザの使用により、
基体の表面上に形成された漏斗形のタングステン製中空
マンドレルをタングステンフィルムの残部から切離し、
そして基体の漏斗形から分離した。

【００２８】かかるマンドレルを、張力が掛けられたタ
ングステン線に通して直立状態で支持し、そして第２の
ＣＶＤ反応室内に配置した。その際には、１１インチの
高さを有する１１本の直立したタングステンフィラメン
トの間に、１０インチの高さを有する１０本のマンドレ
ル列を配置した。なお、両者間の距離は約１cmであっ
た。

【００２９】タングステンフィラメントを２１５０℃に
加熱した後、１．５容量％のメタンおよび９８．５容量
％の水素から成る第２の混合ガスを加熱されたフィラメ
ントに接触させながら毎分２標準リットルの流量で３週
間にわたって流した。第２のＣＶＤ反応室は１０Torrの
圧力に維持された。その結果、厚さ１mmのダイヤモンド
が化学蒸着された。アメリカ合衆国ニュージャージー州
ウォルドウィック市所在のユーエス・レーザ・コーポレ
ーションによって製造されたＱスイッチ式の４０２４型
Ｎｄ−ＹＡＧレーザの使用により、マンドレル上に形成
されたダイヤモンドフィルムの所望部分をダイヤモンド
フィルムの残部から切離した。次いで、好適な実施の態
様に基づくエッチング浴に１０分間にわたり暴露するこ
とによってマンドレルを溶解したところ、自立した漏斗
形のダイヤモンド製ジェット水流混合管が得られた。か
かる混合管は、７．６２cmの長さ、０．１０２cmのの内
径および０．４５７cmの漏斗直径を有していた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の好適な実施の態
様に基づく加工成形工程を受けている基体の断面図であ
る。

【図２】（Ａ）は基体の加工成形表面に沿ってインサー
トを配置した後における基体の断面図であり、（Ｂ）は
基体の加工成形表面上およびインサート上に支持部材を
化学蒸着した後における基体の断面図であり、（Ｃ）は
基体から分離された支持部材の断面図である。

【図３】（Ａ）は支持部材上に製品材料を化学蒸着する
工程中における支持部材の断面図であり、（Ｂ）は支持
部材を分離した後における製品の断面図である。

【図４】本発明の別の実施の態様に従って得られた製品
の等角断面図である。

【図５】本発明の更に別の実施の態様に従って得られた
製品の等角断面図である。

【図６】本発明の実施に際して複数の支持部材を同時に
製造するための方法を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 基体 ４ 穴 ５ 表面 ６ 表面 ８ インサート ９ インサート８の一部分 １０ 支持部材用材料のフィルム １４ 支持部材 １５ 製品

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体に加工成形を施すことによって所望
   の形状を有する表面を形成し、 前記基体の前記表面上にインサートを配置し、 前記表面上および前記インサートの一部分上に支持部材
   用材料を析出することによって支持部材を形成し、 前記基体から前記支持部材を分離し、 前記支持部材上に製品材料を化学蒸着することによって
   製品を形成し、 次いで、前記支持部材から前記製品を分離する、諸工程
   から成る、製品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記加工成形工程が前記形状を有するド
   リルを用いて前記基体に穴あけを施す工程から成る請求
   項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記析出工程が前記表面上および前記イ
   ンサートの前記一部分上に前記支持部材用材料を化学蒸
   着する工程から成る請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記インサートがタングステン、モリブ
   デン、レニウム、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、ハ
   フニウム、ニッケル、バナジウム、クロムまたはチタン
   から成る請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記インサートが前記支持部材用材料と
   同じ材料から成る請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記析出工程が前記表面上および前記イ
   ンサートの前記一部分上において前記支持部材用材料を
   電鋳する工程から成る請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 前記電鋳工程が、前記表面上および前記
   インサートの前記一部分上に第１の金属層を無電解めっ
   きし、次いで前記第１の金属層上に第２の金属層を電気
   めっきすることから成る請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 前記基体がポリカーボネートから成る請
   求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 前記第１の金属層が亜鉛から成りかつ前
   記第２の金属層がクロムから成る請求項７記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記分離工程が、前記基体の前記表面
    上に前記支持部材用材料を析出するのに先立って前記表
    面を離型剤で被覆する工程を含む請求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記分離工程がエッチング浴中におい
    て前記支持部材を溶解することから成る請求項１記載の
    方法。
12. 【請求項１２】 前記支持部材が漏斗形の中空マンドレ
    ルである請求項１記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記製品が漏斗形のダイヤモンド製ジ
    ェット水流混合管である請求項１記載の方法。