JPH07331414A - 耐摩耗性膜 - Google Patents
耐摩耗性膜Info
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- JPH07331414A JPH07331414A JP6140749A JP14074994A JPH07331414A JP H07331414 A JPH07331414 A JP H07331414A JP 6140749 A JP6140749 A JP 6140749A JP 14074994 A JP14074994 A JP 14074994A JP H07331414 A JPH07331414 A JP H07331414A
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- film
- silicon oxide
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/081—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミ合金基材上へ、密着性よく酸化アルミ
膜を物理的気相蒸着法により形成し、高荷重での摩擦に
耐える耐摩耗性膜を提供する。 【構成】 アルミ合金基材表面に酸化ケイ素膜を介して
酸化アルミ膜を形成する。アルミ合金基材表面への上記
酸化ケイ素膜及び酸化アルミ膜の形成は、スパッタ法、
イオンプレーティング法などの物理的気相蒸着法により
行われる。
膜を物理的気相蒸着法により形成し、高荷重での摩擦に
耐える耐摩耗性膜を提供する。 【構成】 アルミ合金基材表面に酸化ケイ素膜を介して
酸化アルミ膜を形成する。アルミ合金基材表面への上記
酸化ケイ素膜及び酸化アルミ膜の形成は、スパッタ法、
イオンプレーティング法などの物理的気相蒸着法により
行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性膜に関し、さ
らに詳しくは、アルミニウム又はアルミニウム合金製基
材（以下、アルミ合金基材という）の表面に酸化ケイ素
膜を介して酸化アルミ膜を形成してなる耐摩耗性膜に関
する。
らに詳しくは、アルミニウム又はアルミニウム合金製基
材（以下、アルミ合金基材という）の表面に酸化ケイ素
膜を介して酸化アルミ膜を形成してなる耐摩耗性膜に関
する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタ法で作製された酸化アルミ膜
は、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＳｉＯ2 などの他のセラミ
ックス膜に比べて摩擦係数が低く、摩擦耐久性も比較的
大きいことが知られており、そのため、アルミ合金建材
や、アルミ合金製の装身具（時計等）、機械部品などの
表面保護膜（耐摩耗膜）としての利用が考えられる。耐
摩耗性膜などの表面保護膜には、一般的に基材に対する
密着性が良好であることが要求される。アルミ合金基材
への耐摩耗性膜の形成は、通常、アルミ合金基材上に直
接、酸化アルミ膜を形成することにより行われる。しか
しこの方法では、形成された酸化アルミ膜はアルミ合金
基材に対する密着性があまり良好ではなく、高荷重下で
剥離するなどの問題があり、優れた耐摩耗性は期待でき
ない。そこで、アルミ合金基材に対して密着性の高い酸
化アルミ膜を形成する技術が求められていた。
は、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＳｉＯ2 などの他のセラミ
ックス膜に比べて摩擦係数が低く、摩擦耐久性も比較的
大きいことが知られており、そのため、アルミ合金建材
や、アルミ合金製の装身具（時計等）、機械部品などの
表面保護膜（耐摩耗膜）としての利用が考えられる。耐
摩耗性膜などの表面保護膜には、一般的に基材に対する
密着性が良好であることが要求される。アルミ合金基材
への耐摩耗性膜の形成は、通常、アルミ合金基材上に直
接、酸化アルミ膜を形成することにより行われる。しか
しこの方法では、形成された酸化アルミ膜はアルミ合金
基材に対する密着性があまり良好ではなく、高荷重下で
剥離するなどの問題があり、優れた耐摩耗性は期待でき
ない。そこで、アルミ合金基材に対して密着性の高い酸
化アルミ膜を形成する技術が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミ合金
基材上へ、密着性よく酸化アルミ膜を物理的気相蒸着法
により形成し、高荷重での摩擦に耐える耐摩耗性膜を提
供することを主たる目的としている。
基材上へ、密着性よく酸化アルミ膜を物理的気相蒸着法
により形成し、高荷重での摩擦に耐える耐摩耗性膜を提
供することを主たる目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、アルミ合金基材表面に酸化ケイ素
膜を介して酸化アルミ膜を形成してなることを特徴とす
る耐摩耗性膜が提供される。アルミ合金基材表面への上
記酸化ケイ素膜及び酸化アルミ膜の形成は、スパッタ
法、イオンプレーティング法などの物理的気相蒸着法に
より行われるが、特にスパッタ法が好ましい。
に、本発明によれば、アルミ合金基材表面に酸化ケイ素
膜を介して酸化アルミ膜を形成してなることを特徴とす
る耐摩耗性膜が提供される。アルミ合金基材表面への上
記酸化ケイ素膜及び酸化アルミ膜の形成は、スパッタ
法、イオンプレーティング法などの物理的気相蒸着法に
より行われるが、特にスパッタ法が好ましい。
【０００５】
【発明の作用及び態様】本発明者らは、酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ2 ）膜がアルミ合金基材と酸化アルミ（Ａｌ2 Ｏ
3 ）膜のいずれに対しても密着性が高いことを見い出
し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、
本発明に係る耐摩耗性膜は、アルミ合金基材と酸化アル
ミ膜の両方に対して密着性の高い酸化ケイ素膜を中間層
としてスパッタ法等の物理的気相蒸着法によりアルミ合
金基材上にプレコートし、その後、酸化アルミ膜をスパ
ッタ法等の物理的気相蒸着法により形成するものであ
る。このように、アルミ合金基材と酸化アルミ膜との間
にこれらの両方に対して密着性に優れた酸化ケイ素膜を
中間層として介在させることにより、スクラッチ試験に
おける臨界荷重（膜の剥離が生じる時の荷重）が増大
し、膜の密着性が向上すると共に、耐擦過性や高荷重下
での耐摩耗性が向上し、アルミ合金基材の表面保護膜と
して充分に機能する耐摩耗性膜が得られる。
ｉＯ2 ）膜がアルミ合金基材と酸化アルミ（Ａｌ2 Ｏ
3 ）膜のいずれに対しても密着性が高いことを見い出
し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、
本発明に係る耐摩耗性膜は、アルミ合金基材と酸化アル
ミ膜の両方に対して密着性の高い酸化ケイ素膜を中間層
としてスパッタ法等の物理的気相蒸着法によりアルミ合
金基材上にプレコートし、その後、酸化アルミ膜をスパ
ッタ法等の物理的気相蒸着法により形成するものであ
る。このように、アルミ合金基材と酸化アルミ膜との間
にこれらの両方に対して密着性に優れた酸化ケイ素膜を
中間層として介在させることにより、スクラッチ試験に
おける臨界荷重（膜の剥離が生じる時の荷重）が増大
し、膜の密着性が向上すると共に、耐擦過性や高荷重下
での耐摩耗性が向上し、アルミ合金基材の表面保護膜と
して充分に機能する耐摩耗性膜が得られる。
【０００６】上記酸化ケイ素プレコート層の膜厚は、
０．００５μｍ以上、好ましくは０．０１〜２０μｍの
範囲が望ましい。中間層としての酸化ケイ素膜の膜厚が
０．００５μｍ未満では、酸化アルミ膜のアルミ合金基
材に対する密着性向上のための層として充分な機能が得
られ難く、膜の密着性向上効果が小さくなるので好まし
くない。一方、酸化ケイ素膜の膜厚が２０μｍを越えて
厚くなると、摩擦耐久性の向上が小さくなるので好まし
くない。また、表面層の酸化アルミ膜の膜厚は、０．１
〜２０μｍの範囲が好ましい。酸化アルミ膜の膜厚が
０．１μｍ未満の場合、得られる膜の低摩擦、摩擦耐久
の特性が小さくなり、一方、２０μｍを越えると、摩擦
耐久性の向上はほぼ飽和状態に達しており、それ以上の
向上は小さいので経済的でない。
０．００５μｍ以上、好ましくは０．０１〜２０μｍの
範囲が望ましい。中間層としての酸化ケイ素膜の膜厚が
０．００５μｍ未満では、酸化アルミ膜のアルミ合金基
材に対する密着性向上のための層として充分な機能が得
られ難く、膜の密着性向上効果が小さくなるので好まし
くない。一方、酸化ケイ素膜の膜厚が２０μｍを越えて
厚くなると、摩擦耐久性の向上が小さくなるので好まし
くない。また、表面層の酸化アルミ膜の膜厚は、０．１
〜２０μｍの範囲が好ましい。酸化アルミ膜の膜厚が
０．１μｍ未満の場合、得られる膜の低摩擦、摩擦耐久
の特性が小さくなり、一方、２０μｍを越えると、摩擦
耐久性の向上はほぼ飽和状態に達しており、それ以上の
向上は小さいので経済的でない。
【０００７】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明につ
いて具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定さ
れるものでないことはもとよりである。図１は以下の実
施例及び比較例において用いたスパッタ装置の概略構成
を示している。スパッタ装置１は、それぞれ成膜室２内
に配設された基板ホルダー３と、該基板ホルダー３と対
向して配設された酸化ケイ素ターゲット（蒸発源）６、
チタンターゲット７及びアルミターゲット８を備えてお
り、酸化ケイ素ターゲット６及びアルミターゲット８は
各々高周波（ＲＦ）電源１０及び１２に、チタンターゲ
ット７は直流（ＤＣ）電源１１に接続される。基板５を
保持する基板ホルダー３は回転軸４を中心に回転可能で
あり、基板５を酸化ケイ素ターゲット６と対向するＡ位
置、チタンターゲット７と対向するＢ位置及びアルミタ
ーゲット８と対向するＣ位置に移動させることができ
る。また、基板ホルダー３と各ターゲット６，７，８と
の間には、プレスパッタ時にターゲットを遮敝できるよ
うにシャッタ９が移動自在に配設されている。
いて具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定さ
れるものでないことはもとよりである。図１は以下の実
施例及び比較例において用いたスパッタ装置の概略構成
を示している。スパッタ装置１は、それぞれ成膜室２内
に配設された基板ホルダー３と、該基板ホルダー３と対
向して配設された酸化ケイ素ターゲット（蒸発源）６、
チタンターゲット７及びアルミターゲット８を備えてお
り、酸化ケイ素ターゲット６及びアルミターゲット８は
各々高周波（ＲＦ）電源１０及び１２に、チタンターゲ
ット７は直流（ＤＣ）電源１１に接続される。基板５を
保持する基板ホルダー３は回転軸４を中心に回転可能で
あり、基板５を酸化ケイ素ターゲット６と対向するＡ位
置、チタンターゲット７と対向するＢ位置及びアルミタ
ーゲット８と対向するＣ位置に移動させることができ
る。また、基板ホルダー３と各ターゲット６，７，８と
の間には、プレスパッタ時にターゲットを遮敝できるよ
うにシャッタ９が移動自在に配設されている。
【０００８】実施例１ 酸化ケイ素膜をプレコートした酸化アルミ膜の作製：基
板となるアルミ合金Ａ６０６３を鏡面研磨し、図１に示
すスパッタ装置の基板ホルダーにセットし、真空引きを
行った。真空引き後、成膜室にＡｒガスを導入し、成膜
室内の圧力を１．０〜２．０Ｐａに調節した後、スパッ
タエッチングを行った。ついで、成膜室内の圧力を１．
０〜０．３Ｐａに調節し、酸化ケイ素ターゲットにＲＦ
電力を投入し、スパッタ放電を発生させ、基板上に酸化
ケイ素膜を所定の膜厚形成した。酸化ケイ素プレコート
層を形成した後、基板をアルミターゲット上に移動し
た。続いて、ＡｒとＯ2 の混合ガスを導入し、成膜室内
の圧力を１．０〜０．３Ｐａに調節した。この時、Ｏ2
分圧は０．２〜０．０２Ｐａであった。続いて、アルミ
ターゲットにＲＦ電力を投入し、スパッタ放電を発生さ
せ、基板の酸化ケイ素膜上に酸化アルミ膜を所定の膜厚
形成した。
板となるアルミ合金Ａ６０６３を鏡面研磨し、図１に示
すスパッタ装置の基板ホルダーにセットし、真空引きを
行った。真空引き後、成膜室にＡｒガスを導入し、成膜
室内の圧力を１．０〜２．０Ｐａに調節した後、スパッ
タエッチングを行った。ついで、成膜室内の圧力を１．
０〜０．３Ｐａに調節し、酸化ケイ素ターゲットにＲＦ
電力を投入し、スパッタ放電を発生させ、基板上に酸化
ケイ素膜を所定の膜厚形成した。酸化ケイ素プレコート
層を形成した後、基板をアルミターゲット上に移動し
た。続いて、ＡｒとＯ2 の混合ガスを導入し、成膜室内
の圧力を１．０〜０．３Ｐａに調節した。この時、Ｏ2
分圧は０．２〜０．０２Ｐａであった。続いて、アルミ
ターゲットにＲＦ電力を投入し、スパッタ放電を発生さ
せ、基板の酸化ケイ素膜上に酸化アルミ膜を所定の膜厚
形成した。
【０００９】密着性の評価：膜の密着性の評価は、走査
型スクラッチ試験機により行った。この装置は、ばね上
に取付けられた直径１００μｍのダイヤモンド球を膜上
に一定の降下速度で押しつけ、スクラッチするものであ
る。このとき、ダイヤモンド球にはスクラッチ方向に垂
直に振幅１００μｍの振動が加えられる。この試験で、
膜の剥離が生じた時の荷重を臨界荷重Ｌｃと呼び、Ｌｃ
の大きさにより膜の密着性を評価した。上記実施例１で
作製した耐摩耗性膜の構成及び臨界荷重Ｌｃを表１に示
す。比較のために酸化ケイ素膜をプレコートしなかった
場合の結果も表１に併せて示す。
型スクラッチ試験機により行った。この装置は、ばね上
に取付けられた直径１００μｍのダイヤモンド球を膜上
に一定の降下速度で押しつけ、スクラッチするものであ
る。このとき、ダイヤモンド球にはスクラッチ方向に垂
直に振幅１００μｍの振動が加えられる。この試験で、
膜の剥離が生じた時の荷重を臨界荷重Ｌｃと呼び、Ｌｃ
の大きさにより膜の密着性を評価した。上記実施例１で
作製した耐摩耗性膜の構成及び臨界荷重Ｌｃを表１に示
す。比較のために酸化ケイ素膜をプレコートしなかった
場合の結果も表１に併せて示す。
【表１】 表１に示される結果から明らかなように、酸化ケイ素膜
をプレコートすることによって臨界荷重は２５％増大
し、耐摩耗性膜の基材に対する密着性が向上したことが
わかる。
をプレコートすることによって臨界荷重は２５％増大
し、耐摩耗性膜の基材に対する密着性が向上したことが
わかる。
【００１０】比較例１ 酸化チタン膜をプレコートした酸化アルミ膜の作製（比
較材）：前記実施例１における酸化ケイ素プレコート作
製の場合と同様に、基板（本例ではアルミ合金Ａ１１０
０及びＡ６０６３を用いた）のセット、真空引きを行っ
た後、成膜室にＡｒとＯ2 の混合ガスを導入した。その
後、成膜室内の圧力を１．０〜２．０Ｐａに調節した。
この時、Ｏ2 分圧は０．２〜０．０２Ｐａであった。続
いて、チタンターゲットにＤＣ電圧を加え、スパッタ放
電を発生させ、基板上に酸化チタン膜を所定の膜厚形成
した。酸化チタンプレコート層を形成した後、基板をア
ルミターゲット上に移動した。続いて、ＡｒとＯ2 の混
合ガスを導入し、成膜室の圧力を１．０〜０．３Ｐａに
調節した。この時、Ｏ2 分圧は０．２〜０．０２Ｐａで
あった。続いて、アルミターゲットにＲＦ電力を投入
し、スパッタ放電を発生させ、基板の酸化チタン膜上に
酸化アルミ膜を所定の膜厚形成した。得られた膜の構成
及び前記実施例１と同様に行った走査型スクラッチ試験
における臨界荷重Ｌｃを表２に示す。また、比較のため
に酸化チタン膜をプレコートしなかった場合の結果も表
２に併せて示す。
較材）：前記実施例１における酸化ケイ素プレコート作
製の場合と同様に、基板（本例ではアルミ合金Ａ１１０
０及びＡ６０６３を用いた）のセット、真空引きを行っ
た後、成膜室にＡｒとＯ2 の混合ガスを導入した。その
後、成膜室内の圧力を１．０〜２．０Ｐａに調節した。
この時、Ｏ2 分圧は０．２〜０．０２Ｐａであった。続
いて、チタンターゲットにＤＣ電圧を加え、スパッタ放
電を発生させ、基板上に酸化チタン膜を所定の膜厚形成
した。酸化チタンプレコート層を形成した後、基板をア
ルミターゲット上に移動した。続いて、ＡｒとＯ2 の混
合ガスを導入し、成膜室の圧力を１．０〜０．３Ｐａに
調節した。この時、Ｏ2 分圧は０．２〜０．０２Ｐａで
あった。続いて、アルミターゲットにＲＦ電力を投入
し、スパッタ放電を発生させ、基板の酸化チタン膜上に
酸化アルミ膜を所定の膜厚形成した。得られた膜の構成
及び前記実施例１と同様に行った走査型スクラッチ試験
における臨界荷重Ｌｃを表２に示す。また、比較のため
に酸化チタン膜をプレコートしなかった場合の結果も表
２に併せて示す。
【表２】 表２に示される結果から明らかなように、酸化チタンを
プレコートしても本発明による効果は得られず、むしろ
臨界荷重Ｌｃが酸化チタンをプレコートしない場合より
も低くなる傾向があることがわかる。
プレコートしても本発明による効果は得られず、むしろ
臨界荷重Ｌｃが酸化チタンをプレコートしない場合より
も低くなる傾向があることがわかる。
【００１１】実施例２ 前記実施例１と同様の方法により、アルミ合金Ａ１１０
０基板上に酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜を、総膜厚が
０．１μｍ，０．５μｍ，１．０μｍ，及び５．０μｍ
となるように、酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜の膜厚を種
々変化させて形成し、前記実施例１と同様に走査型スク
ラッチ試験により膜の密着性の評価を行なった。基板上
に成膜した酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜の総膜厚が０．
１μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関係を図２に、
０．５μｍの場合の関係を図３に、１．０μｍの場合の
関係を図４に、そして５．０μｍの場合の関係を図５に
それぞれ示す。図２乃至図５に示す結果から明らかなよ
うに、酸化ケイ素膜をプレコートすることによって臨界
荷重Ｌｃの向上が見られ、密着性が向上した。また、酸
化ケイ素膜のプレコートは５ｎｍ以上で効果があるが、
１０ｎｍ以上では臨界荷重Ｌｃの増大はほぼ飽和状態に
達し、また酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜の総膜厚が増大
する程、臨界荷重Ｌｃも増大することがわかる。なお、
総膜厚が厚い膜においては、酸化ケイ素膜の膜厚変化に
よって臨界荷重Ｌｃに顕著な変化が見られないが（図５
参照）、これは、前記密着性の評価方法が１μｍ以下の
薄膜を評価するのに適した方法であるためである。
０基板上に酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜を、総膜厚が
０．１μｍ，０．５μｍ，１．０μｍ，及び５．０μｍ
となるように、酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜の膜厚を種
々変化させて形成し、前記実施例１と同様に走査型スク
ラッチ試験により膜の密着性の評価を行なった。基板上
に成膜した酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜の総膜厚が０．
１μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関係を図２に、
０．５μｍの場合の関係を図３に、１．０μｍの場合の
関係を図４に、そして５．０μｍの場合の関係を図５に
それぞれ示す。図２乃至図５に示す結果から明らかなよ
うに、酸化ケイ素膜をプレコートすることによって臨界
荷重Ｌｃの向上が見られ、密着性が向上した。また、酸
化ケイ素膜のプレコートは５ｎｍ以上で効果があるが、
１０ｎｍ以上では臨界荷重Ｌｃの増大はほぼ飽和状態に
達し、また酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜の総膜厚が増大
する程、臨界荷重Ｌｃも増大することがわかる。なお、
総膜厚が厚い膜においては、酸化ケイ素膜の膜厚変化に
よって臨界荷重Ｌｃに顕著な変化が見られないが（図５
参照）、これは、前記密着性の評価方法が１μｍ以下の
薄膜を評価するのに適した方法であるためである。
【００１２】実施例３ 基板を急冷凝固アルミ合金材に変える以外は前記実施例
１と同様の方法により、上記基板上に酸化ケイ素膜及び
酸化アルミ膜をスパッタ法により成膜し、前記実施例１
と同様に走査型スクラッチ試験により膜の密着性の評価
を行った。得られた膜の構成及び臨界荷重Ｌｃを表３に
示す。また比較のために酸化ケイ素膜をプレコートしな
かった場合の結果も表３に併せて示す。
１と同様の方法により、上記基板上に酸化ケイ素膜及び
酸化アルミ膜をスパッタ法により成膜し、前記実施例１
と同様に走査型スクラッチ試験により膜の密着性の評価
を行った。得られた膜の構成及び臨界荷重Ｌｃを表３に
示す。また比較のために酸化ケイ素膜をプレコートしな
かった場合の結果も表３に併せて示す。
【表３】
【００１３】実施例４ 基板をＡｌ88.5Ｎｉ8.0 Ｍｍ3.5 （原子％）急冷凝固粉
末押出材（結晶組織：微細結晶）に変える以外は前記実
施例１と同様の方法により、上記基板上に酸化ケイ素膜
及び酸化アルミ膜をスパッタ法により成膜し、前記実施
例１と同様に走査型スクラッチ試験により膜の密着性の
評価を行った。但し、スクラッチ試験は直径１５μｍの
ダイヤモンド圧子を用いて行った。得られた膜の構成及
び臨界荷重Ｌｃを表４に示す。また比較のために酸化ケ
イ素膜をプレコートしなかった場合の結果も表４に併せ
て示す。
末押出材（結晶組織：微細結晶）に変える以外は前記実
施例１と同様の方法により、上記基板上に酸化ケイ素膜
及び酸化アルミ膜をスパッタ法により成膜し、前記実施
例１と同様に走査型スクラッチ試験により膜の密着性の
評価を行った。但し、スクラッチ試験は直径１５μｍの
ダイヤモンド圧子を用いて行った。得られた膜の構成及
び臨界荷重Ｌｃを表４に示す。また比較のために酸化ケ
イ素膜をプレコートしなかった場合の結果も表４に併せ
て示す。
【表４】 表３及び表４から明らかなように、酸化ケイ素膜プレコ
ートによる密着性向上効果は、基板として急冷凝固アル
ミ合金や急冷凝固粉末押出材を用いた場合にも得られ
た。
ートによる密着性向上効果は、基板として急冷凝固アル
ミ合金や急冷凝固粉末押出材を用いた場合にも得られ
た。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明の耐摩耗性膜は、
アルミ合金基材上に酸化ケイ素膜をプレコートした後に
酸化アルミ膜を形成したものであるため、酸化ケイ素膜
プレコートなしのものより、膜の密着性が向上し、スク
ラッチ試験において臨界荷重の増大が見られ、その結
果、耐擦過性や高荷重下での耐摩耗性が向上する。従っ
て、本発明に係る耐摩耗性膜は、各種摺動部材に対する
耐摩耗膜としてのみならず、透明な膜であるため、アル
ミ合金建材や美術・意匠品等の表面保護膜としても適用
でき、広い応用性を有する。
アルミ合金基材上に酸化ケイ素膜をプレコートした後に
酸化アルミ膜を形成したものであるため、酸化ケイ素膜
プレコートなしのものより、膜の密着性が向上し、スク
ラッチ試験において臨界荷重の増大が見られ、その結
果、耐擦過性や高荷重下での耐摩耗性が向上する。従っ
て、本発明に係る耐摩耗性膜は、各種摺動部材に対する
耐摩耗膜としてのみならず、透明な膜であるため、アル
ミ合金建材や美術・意匠品等の表面保護膜としても適用
でき、広い応用性を有する。
【図１】各実施例及び比較例で用いたスパッタ装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】基板上に成膜した酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜
の総膜厚が０．１μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関
係を示すグラフである。
の総膜厚が０．１μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関
係を示すグラフである。
【図３】基板上に成膜した酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜
の総膜厚が０．５μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関
係を示すグラフである。
の総膜厚が０．５μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関
係を示すグラフである。
【図４】基板上に成膜した酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜
の総膜厚が１．０μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関
係を示すグラフである。
の総膜厚が１．０μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関
係を示すグラフである。
【図５】基板上に成膜した酸化ケイ素膜と酸化アルミ膜
の総膜厚が５．０μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関
係を示すグラフである。
の総膜厚が５．０μｍの場合の膜厚と臨界荷重Ｌｃの関
係を示すグラフである。
１ スパッタ装置、 ２ 成膜室、 ３ 基板ホルダ
ー、 ４ 回転軸、 ５基板、 ６ 酸化ケイ素ターゲ
ット、 ７ チタンターゲット、 ８ アルミターゲッ
ト、 ９ シャッタ
ー、 ４ 回転軸、 ５基板、 ６ 酸化ケイ素ターゲ
ット、 ７ チタンターゲット、 ８ アルミターゲッ
ト、 ９ シャッタ
Claims (4)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金の基
材表面に酸化ケイ素膜を介して酸化アルミ膜を形成して
なることを特徴とする耐摩耗性膜。 - 【請求項２】 上記酸化ケイ素膜と酸化アルミニウム膜
が物理的気相蒸着法により形成されたものである請求項
１記載の耐摩耗性膜。 - 【請求項３】 上記酸化ケイ素膜厚が０．００５μｍ以
上である請求項１又は２に記載の耐摩耗性膜。 - 【請求項４】 上記酸化アルミニウム膜厚が０．１〜２
０μｍである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の耐
摩耗性膜。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6140749A JPH07331414A (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | 耐摩耗性膜 |
| US08/437,303 US5595814A (en) | 1994-06-01 | 1995-05-09 | Wear resistant film |
| DE69506616T DE69506616T2 (de) | 1994-06-01 | 1995-05-11 | Verschleissbeständiger Film |
| EP95107183A EP0685570B1 (en) | 1994-06-01 | 1995-05-11 | Wear-resistant film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6140749A JPH07331414A (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | 耐摩耗性膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07331414A true JPH07331414A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15275846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6140749A Pending JPH07331414A (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | 耐摩耗性膜 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5595814A (ja) |
| EP (1) | EP0685570B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07331414A (ja) |
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| US20050126497A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-06-16 | Kidd Jerry D. | Platform assembly and method |
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| JPH04329866A (ja) * | 1991-05-01 | 1992-11-18 | Kobe Steel Ltd | 耐食性に優れたＡｌまたはＡｌ合金板 |
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1994
- 1994-06-01 JP JP6140749A patent/JPH07331414A/ja active Pending
-
1995
- 1995-05-09 US US08/437,303 patent/US5595814A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-05-11 EP EP95107183A patent/EP0685570B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-05-11 DE DE69506616T patent/DE69506616T2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69506616D1 (de) | 1999-01-28 |
| DE69506616T2 (de) | 1999-06-24 |
| EP0685570B1 (en) | 1998-12-16 |
| US5595814A (en) | 1997-01-21 |
| EP0685570A1 (en) | 1995-12-06 |
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