JPH08100265A - Ｃｖｄ装置およびｃｖｄ皮膜の形成方法 - Google Patents
Ｃｖｄ装置およびｃｖｄ皮膜の形成方法Info
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- JPH08100265A JPH08100265A JP23788894A JP23788894A JPH08100265A JP H08100265 A JPH08100265 A JP H08100265A JP 23788894 A JP23788894 A JP 23788894A JP 23788894 A JP23788894 A JP 23788894A JP H08100265 A JPH08100265 A JP H08100265A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被処理基材の支持部材の構造を単純化するこ
とにより、大型ＣＶＤのみならず小型ＣＶＤ装置にも有
利に適用でき、被処理基材の大きさに関係なく、１回の
ＣＶＤ反応によって基材全面への均質なコーティングを
施すことができるＣＶＤ装置とこの装置を使った新規な
ＣＶＤ皮膜形成方法を提案すること。 【構成】 ＣＶＤ反応炉１内に、被処理基材２を支持す
るための支持部材３を配設してなるＣＶＤ装置におい
て、前記支持部材３は、外的または内的な衝撃付加機構
によって、定期的もしくは不定期的に間歇的な微小ショ
ックが加えられるような単純な構成とした。
とにより、大型ＣＶＤのみならず小型ＣＶＤ装置にも有
利に適用でき、被処理基材の大きさに関係なく、１回の
ＣＶＤ反応によって基材全面への均質なコーティングを
施すことができるＣＶＤ装置とこの装置を使った新規な
ＣＶＤ皮膜形成方法を提案すること。 【構成】 ＣＶＤ反応炉１内に、被処理基材２を支持す
るための支持部材３を配設してなるＣＶＤ装置におい
て、前記支持部材３は、外的または内的な衝撃付加機構
によって、定期的もしくは不定期的に間歇的な微小ショ
ックが加えられるような単純な構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、不純物の混入が少なく
均質なＣＶＤ皮膜をコーティングするのに好適に用いら
れるＣＶＤ装置および、この装置を利用してＣＶＤ皮膜
を有利に形成する方法に関し、特に、Ｃ／Ｃ複合材料
（炭素繊維強化炭素複合材料）等への被覆処理に適する
ものであって、大型ＣＶＤ装置のみならず小型ＣＶＤ装
置にも適用できるものを提案する。
均質なＣＶＤ皮膜をコーティングするのに好適に用いら
れるＣＶＤ装置および、この装置を利用してＣＶＤ皮膜
を有利に形成する方法に関し、特に、Ｃ／Ｃ複合材料
（炭素繊維強化炭素複合材料）等への被覆処理に適する
ものであって、大型ＣＶＤ装置のみならず小型ＣＶＤ装
置にも適用できるものを提案する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＶＤ（化学気相蒸着）法は当初、切削
工具へのＳｉＣ被覆等による耐磨耗性付与技術として開
発されて以来、種々の分野、例えば半導体処理の主要プ
ロセスなどとしても利用されてきた。さらに最近では、
得られるコーティング皮膜が均質かつ緻密であるという
特性から、宇宙往環機用材料や原子力関連部品等への表
面コーティング技術としても利用されるなど、その範囲
は拡大の一途を辿っている。
工具へのＳｉＣ被覆等による耐磨耗性付与技術として開
発されて以来、種々の分野、例えば半導体処理の主要プ
ロセスなどとしても利用されてきた。さらに最近では、
得られるコーティング皮膜が均質かつ緻密であるという
特性から、宇宙往環機用材料や原子力関連部品等への表
面コーティング技術としても利用されるなど、その範囲
は拡大の一途を辿っている。
【０００３】このようなＣＶＤ法の実施に用いられるＣ
ＶＤ装置としては、従来、図１に示すように、ＣＶＤ反
応炉１の中で、被処理基材２を支持部材３により支持し
つつコーティングする方式、あるいは図２に示すよう
に、回転テーブル等の支持台４上に直接載置した状態で
コーティングする方式などが一般的である。
ＶＤ装置としては、従来、図１に示すように、ＣＶＤ反
応炉１の中で、被処理基材２を支持部材３により支持し
つつコーティングする方式、あるいは図２に示すよう
に、回転テーブル等の支持台４上に直接載置した状態で
コーティングする方式などが一般的である。
【０００４】ところが、従来の上記ＣＶＤ装置では、支
持部材３と被処理基材２との接触部、あるいは支持台４
と被処理基材２との接触面は、反応ガスが侵入しないた
め、コーティングが害されＣＶＤ皮膜が形成されない事
態が生じる。そのため、被処理基材２の全面にＣＶＤ皮
膜を均質にコーティングすることができず、例えば宇宙
往環機用材料や原子力関連部品等の場合では、反応を途
中で中断して基材支持部の位置替えを行ったり（図３参
照）、基材の表・裏反転等により載置面を変更したりす
る（図４参照）複雑な作業が必要であった。しかも、こ
のような位置替え作業や表・裏反転作業は、皮膜の厚み
が大きくなると、ＣＶＤ皮膜が被成された基材２と支持
部材３とを引き離すときに、この両者の間に生成したＣ
ＶＤ皮膜が、図５に示すように破壊されやすく、ひどい
場合には基材自体に損傷（剥離）８を加えることも多い
という欠点があった。
持部材３と被処理基材２との接触部、あるいは支持台４
と被処理基材２との接触面は、反応ガスが侵入しないた
め、コーティングが害されＣＶＤ皮膜が形成されない事
態が生じる。そのため、被処理基材２の全面にＣＶＤ皮
膜を均質にコーティングすることができず、例えば宇宙
往環機用材料や原子力関連部品等の場合では、反応を途
中で中断して基材支持部の位置替えを行ったり（図３参
照）、基材の表・裏反転等により載置面を変更したりす
る（図４参照）複雑な作業が必要であった。しかも、こ
のような位置替え作業や表・裏反転作業は、皮膜の厚み
が大きくなると、ＣＶＤ皮膜が被成された基材２と支持
部材３とを引き離すときに、この両者の間に生成したＣ
ＶＤ皮膜が、図５に示すように破壊されやすく、ひどい
場合には基材自体に損傷（剥離）８を加えることも多い
という欠点があった。
【０００５】これに対し、上述した欠点を回避するため
に、表面に生成させる皮膜の厚みを常に小さく抑える方
法が考えられた。しかしながら、この方法では、反応を
頻繁に中断し、しかもこの反応炉を開放して基材の位置
替えや表・裏反転を繰り返す必要があるため、特に、数
10μｍ以上の厚膜を基材全面に均質コーティングするに
は、処理能力低下の点からもまた設備寿命の短縮化の点
からも問題があった。
に、表面に生成させる皮膜の厚みを常に小さく抑える方
法が考えられた。しかしながら、この方法では、反応を
頻繁に中断し、しかもこの反応炉を開放して基材の位置
替えや表・裏反転を繰り返す必要があるため、特に、数
10μｍ以上の厚膜を基材全面に均質コーティングするに
は、処理能力低下の点からもまた設備寿命の短縮化の点
からも問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来、上記従来技術が
抱える問題を改善する手段として、特開平４―246176号
公報では、反応炉内に特殊な支持機構を有する基材支持
部材を設けたＣＶＤ装置を提案している。この提案にか
かるＣＶＤ装置によれば、煩雑な処理を繰り返すことな
く、１回のＣＶＤ反応によって基材全面への均質コーテ
ィングを行うことができるが、この装置の場合、主とし
て大型部材へのＣＶＤ処理に対してのみ有効であった。
しかも、このＣＶＤ装置は、被処理基材を反応炉内で支
持するための支持部材が複雑な支持機構であるため、装
置制作のコストが高くつくばかりでなく、小型ＣＶＤ装
置への適用が難しく、さらには、前記支持機構を小型の
被処理基材用に製作することも難しいという欠点があっ
た。その結果、上記提案のＣＶＤ装置を用いるコーティ
ングは、その処理費用が相対的に高く、実際上適用でき
るのは極めて付加価値の高い製品に限られていたのであ
る。
抱える問題を改善する手段として、特開平４―246176号
公報では、反応炉内に特殊な支持機構を有する基材支持
部材を設けたＣＶＤ装置を提案している。この提案にか
かるＣＶＤ装置によれば、煩雑な処理を繰り返すことな
く、１回のＣＶＤ反応によって基材全面への均質コーテ
ィングを行うことができるが、この装置の場合、主とし
て大型部材へのＣＶＤ処理に対してのみ有効であった。
しかも、このＣＶＤ装置は、被処理基材を反応炉内で支
持するための支持部材が複雑な支持機構であるため、装
置制作のコストが高くつくばかりでなく、小型ＣＶＤ装
置への適用が難しく、さらには、前記支持機構を小型の
被処理基材用に製作することも難しいという欠点があっ
た。その結果、上記提案のＣＶＤ装置を用いるコーティ
ングは、その処理費用が相対的に高く、実際上適用でき
るのは極めて付加価値の高い製品に限られていたのであ
る。
【０００７】本発明の目的は、被処理基材の支持部材の
構造を単純化することにより、大型ＣＶＤのみならず小
型ＣＶＤ装置にも有利に適用でき、被処理基材の大きさ
に関係なく、１回のＣＶＤ反応によって基材全面への均
質なコーティングを施すことができるＣＶＤ装置とこの
装置を使った新規なＣＶＤ皮膜形成方法を提案すること
にある。
構造を単純化することにより、大型ＣＶＤのみならず小
型ＣＶＤ装置にも有利に適用でき、被処理基材の大きさ
に関係なく、１回のＣＶＤ反応によって基材全面への均
質なコーティングを施すことができるＣＶＤ装置とこの
装置を使った新規なＣＶＤ皮膜形成方法を提案すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的実
現に向け鋭意研究した結果、以下に示すような内容を要
旨構成とするＣＶＤ装置を完成した。すなわち、本発明
は、 (1) ＣＶＤ反応炉内に、被処理基材を支持するための支
持部材を配設してなるＣＶＤ装置において、前記支持部
材は、間歇的な微小ショックを加える衝撃機構を具える
ことを特徴とするＣＶＤ装置である。 (2) なお、上記(1) に記載の発明において、上記支持部
材は、基材保持面が狭小である複数個の保持具を、加振
機構を付帯させた固定支持台上に立設したものであるこ
とが好ましい。 (3) 上記(1) に記載の発明において、上記支持部材は、
基材保持面が狭小の複数個の保持具を、オン−オフ制御
により駆動される可動支持台上に立設したものであるこ
とが好ましい。 (4) そして、上記ＣＶＤ装置によって均質なＣＶＤ皮膜
を形成する方法として、本発明は、ＣＶＤ反応炉内に支
持部材を介して架空に支持した被処理基材の表面にＣＶ
Ｄ皮膜をコーティングする方法において、前記支持部材
に対し、定期的もしくは不定期的に間歇的な微小ショッ
クを加えることにより、該基材と支持部材との接触部位
を逐次に変位させながらコーティングすることを特徴と
するＣＶＤ皮膜の形成方法を提案する。
現に向け鋭意研究した結果、以下に示すような内容を要
旨構成とするＣＶＤ装置を完成した。すなわち、本発明
は、 (1) ＣＶＤ反応炉内に、被処理基材を支持するための支
持部材を配設してなるＣＶＤ装置において、前記支持部
材は、間歇的な微小ショックを加える衝撃機構を具える
ことを特徴とするＣＶＤ装置である。 (2) なお、上記(1) に記載の発明において、上記支持部
材は、基材保持面が狭小である複数個の保持具を、加振
機構を付帯させた固定支持台上に立設したものであるこ
とが好ましい。 (3) 上記(1) に記載の発明において、上記支持部材は、
基材保持面が狭小の複数個の保持具を、オン−オフ制御
により駆動される可動支持台上に立設したものであるこ
とが好ましい。 (4) そして、上記ＣＶＤ装置によって均質なＣＶＤ皮膜
を形成する方法として、本発明は、ＣＶＤ反応炉内に支
持部材を介して架空に支持した被処理基材の表面にＣＶ
Ｄ皮膜をコーティングする方法において、前記支持部材
に対し、定期的もしくは不定期的に間歇的な微小ショッ
クを加えることにより、該基材と支持部材との接触部位
を逐次に変位させながらコーティングすることを特徴と
するＣＶＤ皮膜の形成方法を提案する。
【０００９】
【作用】本発明のＣＶＤ装置の特徴は、図７，８に示す
ように、ＣＶＤ反応炉１内に、外的または内的な衝撃付
加機構によって、定期的もしくは不定期的に間歇的な微
小ショックが加えられるような単純な構成の支持部材３
を設けた点にある。すなわち、支持部材３への外的な振
動付与や支持部材３自体の自励振動（間歇回転等）によ
って、被処理基材２と支持部材３との接触部位を変位さ
せるようにした。このことにより、全コーティング過程
を通じて被処理基材２と支持部材３の接点が、固定され
ることなく常に変位し、しかも被処理基材２を傷つける
ことなく移動するようになるため、全基材表面を常に、
停滞域を全く生じさせることなく均等に反応ガスと接触
させることができる。このことがひいては、基材全面へ
の均質な皮膜の形成に有効に作用するのである。特に、
本発明のＣＶＤ装置は、ＣＶＤ反応炉１内に設けた支持
部材３の機構が単純であるので、大型ＣＶＤのみならず
小型ＣＶＤ装置にも有利に適用でき、被処理基材２の大
きさに関係なく、反応を途中で中断することなく１回の
ＣＶＤ反応によって基材全面への均質なコーティングを
施すことができる。
ように、ＣＶＤ反応炉１内に、外的または内的な衝撃付
加機構によって、定期的もしくは不定期的に間歇的な微
小ショックが加えられるような単純な構成の支持部材３
を設けた点にある。すなわち、支持部材３への外的な振
動付与や支持部材３自体の自励振動（間歇回転等）によ
って、被処理基材２と支持部材３との接触部位を変位さ
せるようにした。このことにより、全コーティング過程
を通じて被処理基材２と支持部材３の接点が、固定され
ることなく常に変位し、しかも被処理基材２を傷つける
ことなく移動するようになるため、全基材表面を常に、
停滞域を全く生じさせることなく均等に反応ガスと接触
させることができる。このことがひいては、基材全面へ
の均質な皮膜の形成に有効に作用するのである。特に、
本発明のＣＶＤ装置は、ＣＶＤ反応炉１内に設けた支持
部材３の機構が単純であるので、大型ＣＶＤのみならず
小型ＣＶＤ装置にも有利に適用でき、被処理基材２の大
きさに関係なく、反応を途中で中断することなく１回の
ＣＶＤ反応によって基材全面への均質なコーティングを
施すことができる。
【００１０】本発明のＣＶＤ装置において、支持部材３
は、基材保持面が狭小である複数個の保持具５を、支持
台４上に立設したものであることが望ましい。基材保持
面を狭小にする理由は、ＣＶＤ皮膜が形成されない基材
支持部（接触部）の面積が小さいと、該支持部（接触
部）のショック（衝撃）によって移動すべき移動距離ｘ
を小さくできるという利点があるからである。このよう
に、上記保持具５は、その先端部と被処理基材２との接
触面積が小さいものほどよいが、この接触面積が極端に
小さいと、単位接触面積当たりに受ける基材支持重量が
大きくなる。その結果、保持具５の先端支持部が基材表
面の皮膜中へのめり込んで試料を傷つけたり、被処理基
材２と支持部材３との接触部位の変位を阻害することに
なる。そのため、上記保持具５は、適切な数量・形状を
選定することが重要である。
は、基材保持面が狭小である複数個の保持具５を、支持
台４上に立設したものであることが望ましい。基材保持
面を狭小にする理由は、ＣＶＤ皮膜が形成されない基材
支持部（接触部）の面積が小さいと、該支持部（接触
部）のショック（衝撃）によって移動すべき移動距離ｘ
を小さくできるという利点があるからである。このよう
に、上記保持具５は、その先端部と被処理基材２との接
触面積が小さいものほどよいが、この接触面積が極端に
小さいと、単位接触面積当たりに受ける基材支持重量が
大きくなる。その結果、保持具５の先端支持部が基材表
面の皮膜中へのめり込んで試料を傷つけたり、被処理基
材２と支持部材３との接触部位の変位を阻害することに
なる。そのため、上記保持具５は、適切な数量・形状を
選定することが重要である。
【００１１】本発明のＣＶＤ装置において、支持部材３
に微小ショックを加える衝撃機構は、固定式の支持部材
３では、その固定支持台４や支柱６等に、外的に振動を
付与する，例えば外部より軽くハンマリングするような
加振機構を付帯させたものなどが有効である。これによ
り、保持具５に支持された被処理基材２は、その位置が
わずかに移動し、この移動距離ｘが、保持具５の先端支
持部と基材２との接触径ｙより大きいと、ＣＶＤ皮膜が
形成されない基材支持部（接触部）７が露出し、新たに
ＣＶＤ皮膜がコーティングされるようになる（図６参
照）。また、支持部材３に微小ショックを加える他の衝
撃機構は、可動式の支持部材３では、その可動支持台４
自体が自励振動する場合や間歇回転する場合であって、
例えば回転運動等を一時的に停止あるいは再起動させる
ようなオン−オフ制御により駆動される機構である。こ
のような機構によれば、上記固定式の支持部材よりも大
きな移動距離ｘを簡単に得ることができるので、基材全
面にＣＶＤ皮膜を形成するような場合に特に、コーティ
ングの均一性を確保することができる。以上説明したよ
うに、本発明のＣＶＤ装置にかかる衝撃機構は、被処理
基材２と支持部材３の接点を常に変位させるための単純
かつ容易な手段と言える。
に微小ショックを加える衝撃機構は、固定式の支持部材
３では、その固定支持台４や支柱６等に、外的に振動を
付与する，例えば外部より軽くハンマリングするような
加振機構を付帯させたものなどが有効である。これによ
り、保持具５に支持された被処理基材２は、その位置が
わずかに移動し、この移動距離ｘが、保持具５の先端支
持部と基材２との接触径ｙより大きいと、ＣＶＤ皮膜が
形成されない基材支持部（接触部）７が露出し、新たに
ＣＶＤ皮膜がコーティングされるようになる（図６参
照）。また、支持部材３に微小ショックを加える他の衝
撃機構は、可動式の支持部材３では、その可動支持台４
自体が自励振動する場合や間歇回転する場合であって、
例えば回転運動等を一時的に停止あるいは再起動させる
ようなオン−オフ制御により駆動される機構である。こ
のような機構によれば、上記固定式の支持部材よりも大
きな移動距離ｘを簡単に得ることができるので、基材全
面にＣＶＤ皮膜を形成するような場合に特に、コーティ
ングの均一性を確保することができる。以上説明したよ
うに、本発明のＣＶＤ装置にかかる衝撃機構は、被処理
基材２と支持部材３の接点を常に変位させるための単純
かつ容易な手段と言える。
【００１２】なお、このような衝撃機構を実際に適用す
る場合には、その衝撃強さは、移動距離ｘ≧ｙ＋0.05mm
となるように設定することが望ましい。なぜなら、被処
理基材２の移動距離ｘがｙより小さいと、基材２が移動
してもその移動寸前まで保持具５との接触により被覆さ
れていなかった部分の一部は露出することがないため、
新たに被覆されることがなくなり未被覆のまま残される
ことになり、基材２の移動の効果が十分発揮されない結
果となる。但し、先端接触部の小さな保持具５で基材２
を保持しても、その接触部端から半径0.05mmの範囲は、
保持具５による反応原料ガスの流れの阻害等により被覆
効率が低下するため、ｘ≧ｙではなく、ｘ≧ｙ＋0.05mm
とすることが望ましい。
る場合には、その衝撃強さは、移動距離ｘ≧ｙ＋0.05mm
となるように設定することが望ましい。なぜなら、被処
理基材２の移動距離ｘがｙより小さいと、基材２が移動
してもその移動寸前まで保持具５との接触により被覆さ
れていなかった部分の一部は露出することがないため、
新たに被覆されることがなくなり未被覆のまま残される
ことになり、基材２の移動の効果が十分発揮されない結
果となる。但し、先端接触部の小さな保持具５で基材２
を保持しても、その接触部端から半径0.05mmの範囲は、
保持具５による反応原料ガスの流れの阻害等により被覆
効率が低下するため、ｘ≧ｙではなく、ｘ≧ｙ＋0.05mm
とすることが望ましい。
【００１３】また、衝撃付加の間隔（ショック付加の頻
度）は、ＣＶＤ皮膜の強度や付加するショックの強さに
よって変化させるが、それぞれのショックの合い間に新
たに形成されるＣＶＤ皮膜の厚みが５μｍ、好ましくは
２μｍ以下となるように設定することが望ましい。例え
ば、100 μｍの厚膜コーティングを10時間かけて施す場
合、ショックを与える間隔は、少なくとも30分間毎、好
ましくは12分間毎以上とすることが望ましい。その理由
は、ＣＶＤ皮膜は一般に緻密で高い強度を有するものが
多いので、ショック付加の間隔が長いと、その間に新た
に形成するＣＶＤ皮膜10の厚みが大きくなり、被処理基
材２は、その皮膜10を介して保持具５に強く固着し、軽
いショックでは位置ズレが起こりにくくなるからであ
る。したがって、保持具５の先端支持部の材質は、コー
ティングする皮膜材料との密着性がよくないものを選ぶ
ことが望ましく、このことにより、本発明による効果は
さらに確実なものとなる。例えば、ＳｉＣを被処理基材
２にコーティングする場合、保持具５の先端支持部の材
質は、高融点で化学安定性の高いＭｏやＷ等の金属、あ
るいはHf2O3やZr2O3等の緻密性の高いセラミックを採用
することが望ましい。
度）は、ＣＶＤ皮膜の強度や付加するショックの強さに
よって変化させるが、それぞれのショックの合い間に新
たに形成されるＣＶＤ皮膜の厚みが５μｍ、好ましくは
２μｍ以下となるように設定することが望ましい。例え
ば、100 μｍの厚膜コーティングを10時間かけて施す場
合、ショックを与える間隔は、少なくとも30分間毎、好
ましくは12分間毎以上とすることが望ましい。その理由
は、ＣＶＤ皮膜は一般に緻密で高い強度を有するものが
多いので、ショック付加の間隔が長いと、その間に新た
に形成するＣＶＤ皮膜10の厚みが大きくなり、被処理基
材２は、その皮膜10を介して保持具５に強く固着し、軽
いショックでは位置ズレが起こりにくくなるからであ
る。したがって、保持具５の先端支持部の材質は、コー
ティングする皮膜材料との密着性がよくないものを選ぶ
ことが望ましく、このことにより、本発明による効果は
さらに確実なものとなる。例えば、ＳｉＣを被処理基材
２にコーティングする場合、保持具５の先端支持部の材
質は、高融点で化学安定性の高いＭｏやＷ等の金属、あ
るいはHf2O3やZr2O3等の緻密性の高いセラミックを採用
することが望ましい。
【００１４】さて、一般に、ＣＶＤ装置の運転は、その
開始準備と終了後の処理に多大な時間と手間を必要と
し、またＣＶＤ装置の寿命は、その運転回数に負うとこ
ろが大きい。そのため、特に、傷のないＣＶＤ皮膜を基
材全面に厚膜コーティングする場合、従来法では、基材
支持部の移動や基材の表・裏反転のために複数回の運転
が必要となり、非常に高いコストが必要であった。この
点、本発明のＣＶＤ皮膜形成方法は、ＣＶＤ反応炉内に
支持部材を介して架空に支持した被処理基材の表面に、
前記支持部材に対し、定期または不定期に間歇的な微小
ショックを加えることにより、該基材と支持部材との接
触部位を変位させながらＣＶＤ皮膜をコーティングする
方法であるから、コーティングする皮膜厚さに関係な
く、途中でＣＶＤの反応を停止したり、反応炉を開放す
ることなく、１回の連続した運転により、基材全面への
コーティングが可能となる。その結果、従来法に比べて
低い処理費用で基材全面へのコーティングが可能とな
り、全面コーティングが必要な宇宙往還機用材料など
の，特に要求性能の厳しい材料へのＣＶＤ技術の応用
が、実現可能な費用で実施できる。
開始準備と終了後の処理に多大な時間と手間を必要と
し、またＣＶＤ装置の寿命は、その運転回数に負うとこ
ろが大きい。そのため、特に、傷のないＣＶＤ皮膜を基
材全面に厚膜コーティングする場合、従来法では、基材
支持部の移動や基材の表・裏反転のために複数回の運転
が必要となり、非常に高いコストが必要であった。この
点、本発明のＣＶＤ皮膜形成方法は、ＣＶＤ反応炉内に
支持部材を介して架空に支持した被処理基材の表面に、
前記支持部材に対し、定期または不定期に間歇的な微小
ショックを加えることにより、該基材と支持部材との接
触部位を変位させながらＣＶＤ皮膜をコーティングする
方法であるから、コーティングする皮膜厚さに関係な
く、途中でＣＶＤの反応を停止したり、反応炉を開放す
ることなく、１回の連続した運転により、基材全面への
コーティングが可能となる。その結果、従来法に比べて
低い処理費用で基材全面へのコーティングが可能とな
り、全面コーティングが必要な宇宙往還機用材料など
の，特に要求性能の厳しい材料へのＣＶＤ技術の応用
が、実現可能な費用で実施できる。
【００１５】
（実施例１）50mm×100 mm×ｌmm厚、重さ約９ｇの黒鉛
製被処理基材２を、図７に示すようにして、ＣＶＤ反応
炉１内に保持した。即ち、上記基材２を、固定支持台４
上に立設した，先端部の大きさが0.5 mmφである10本の
黒鉛製保持具５にて支持し、反応を途中で中断すること
なく10時間連続運転し、この被処理基材２の全面に膜厚
が100 μｍのＳｉＣ−ＣＶＤ皮膜をコーティングした。
この処理において、コーティング開始直後から５分毎に
支持台４に連設した支柱６を、プラスチック製ハンマー
９で軽打し、前記保持具５に軽いショックを加えた。反
応終了後、被処理基材２と保持具５とは、ＳｉＣ―ＣＶ
Ｄ皮膜により固着するようなこともなく、傷をつけるこ
となく簡単に引き離すことができた。また、被処理基材
２は、ＣＶＤ反応中に一度も反転しなかったが、未被覆
部分を生じるようなこともなく、ＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜を
全面に均質にコーティングできた。なお、ＣＶＤ反応後
の被処理基材２は、保持具５との接触部周辺に、微かな
へこみの痕跡（その部分の膜厚が周囲より僅かに小さい
と考えられる）を残したが、実用上まったく問題のない
ものであった。
製被処理基材２を、図７に示すようにして、ＣＶＤ反応
炉１内に保持した。即ち、上記基材２を、固定支持台４
上に立設した，先端部の大きさが0.5 mmφである10本の
黒鉛製保持具５にて支持し、反応を途中で中断すること
なく10時間連続運転し、この被処理基材２の全面に膜厚
が100 μｍのＳｉＣ−ＣＶＤ皮膜をコーティングした。
この処理において、コーティング開始直後から５分毎に
支持台４に連設した支柱６を、プラスチック製ハンマー
９で軽打し、前記保持具５に軽いショックを加えた。反
応終了後、被処理基材２と保持具５とは、ＳｉＣ―ＣＶ
Ｄ皮膜により固着するようなこともなく、傷をつけるこ
となく簡単に引き離すことができた。また、被処理基材
２は、ＣＶＤ反応中に一度も反転しなかったが、未被覆
部分を生じるようなこともなく、ＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜を
全面に均質にコーティングできた。なお、ＣＶＤ反応後
の被処理基材２は、保持具５との接触部周辺に、微かな
へこみの痕跡（その部分の膜厚が周囲より僅かに小さい
と考えられる）を残したが、実用上まったく問題のない
ものであった。
【００１６】（実施例２）50mm×100 mm×ｌmm厚、重さ
約９ｇの黒鉛製被処理基材２を、図８に示すようにし
て、ＣＶＤ反応炉１内に保持した。即ち、上記基材２
を、５分間で１回転する回転支持台４上に立設した，先
端部の大きさが0.5 mmφである10本の黒鉛製保持具５に
て支持し、反応を途中で中断することなく10時間連続運
転し、この被処理基材２の全面に膜厚が100 μｍのＳｉ
Ｃ−ＣＶＤ皮膜をコーティングした。この処理におい
て、コーティング開始直後から10分毎に、上記の回転機
構を停止／再起動を繰り返し、保持具５に軽いショック
を加えた。反応終了後、被処理基材２と保持具５とは、
ＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜により固着するようなこともなく、
傷をつけることなく簡単に引き離すことができた。ま
た、被処理基材２は、ＣＶＤ反応中に一度も反転しなか
ったが、未被覆部分を生じるようなこともなく、ＳｉＣ
―ＣＶＤ皮膜を全面に均質にコーティングできた。な
お、ＣＶＤ反応後の基材２は、保持具５との接触部分が
わかるような、明瞭な痕跡（へこみ、変色等）は殆ど確
認されなかった。
約９ｇの黒鉛製被処理基材２を、図８に示すようにし
て、ＣＶＤ反応炉１内に保持した。即ち、上記基材２
を、５分間で１回転する回転支持台４上に立設した，先
端部の大きさが0.5 mmφである10本の黒鉛製保持具５に
て支持し、反応を途中で中断することなく10時間連続運
転し、この被処理基材２の全面に膜厚が100 μｍのＳｉ
Ｃ−ＣＶＤ皮膜をコーティングした。この処理におい
て、コーティング開始直後から10分毎に、上記の回転機
構を停止／再起動を繰り返し、保持具５に軽いショック
を加えた。反応終了後、被処理基材２と保持具５とは、
ＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜により固着するようなこともなく、
傷をつけることなく簡単に引き離すことができた。ま
た、被処理基材２は、ＣＶＤ反応中に一度も反転しなか
ったが、未被覆部分を生じるようなこともなく、ＳｉＣ
―ＣＶＤ皮膜を全面に均質にコーティングできた。な
お、ＣＶＤ反応後の基材２は、保持具５との接触部分が
わかるような、明瞭な痕跡（へこみ、変色等）は殆ど確
認されなかった。
【００１７】（比較例１）50mm×100 mm×ｌmm厚、重さ
約９ｇの黒鉛製被処理基材２を、図９に示すようにし
て、ＣＶＤ反応炉１内に保持した。即ち、上記基材２
を、固定支持台４上に立設した，先端部の大きさが0.5
mmφである10本の黒鉛製保持具５にて支持し、まず、５
時間連続運転して50μｍ厚みのＳｉＣ−ＣＶＤ皮膜をコ
ーティングし、次いで、反応を一旦中断して基材２を反
転し、保持具５を新たなものに交換した後、さらに５時
間連続運転して50μｍ厚みのＳｉＣ−ＣＶＤ皮膜をコー
ティングし、結局、被処理基材２の全面に合計膜厚が10
0 μｍのＳｉＣ−ＣＶＤ皮膜をコーティングした。その
結果、最初の５時間の反応により、被処理基材２と保持
具５とは、その接触部でＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜により固着
し、基材２を反転しようと保持具５から引き離すとき
に、この基材２には、保持具５の先端支持部の面積より
大きい未被覆部分が生じた。さらに、反転した基材２に
対して、５時間の反応を追加した後では、先に基材にコ
ーティングされたＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜と保持具５とが、
新たなＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜により強固に固着した。その
結果、保持具５と基材２とを引き離そうとしたときに保
持具５が破損し、試料には破損した保持具５の一部を取
り込んだ傷が付いた。
約９ｇの黒鉛製被処理基材２を、図９に示すようにし
て、ＣＶＤ反応炉１内に保持した。即ち、上記基材２
を、固定支持台４上に立設した，先端部の大きさが0.5
mmφである10本の黒鉛製保持具５にて支持し、まず、５
時間連続運転して50μｍ厚みのＳｉＣ−ＣＶＤ皮膜をコ
ーティングし、次いで、反応を一旦中断して基材２を反
転し、保持具５を新たなものに交換した後、さらに５時
間連続運転して50μｍ厚みのＳｉＣ−ＣＶＤ皮膜をコー
ティングし、結局、被処理基材２の全面に合計膜厚が10
0 μｍのＳｉＣ−ＣＶＤ皮膜をコーティングした。その
結果、最初の５時間の反応により、被処理基材２と保持
具５とは、その接触部でＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜により固着
し、基材２を反転しようと保持具５から引き離すとき
に、この基材２には、保持具５の先端支持部の面積より
大きい未被覆部分が生じた。さらに、反転した基材２に
対して、５時間の反応を追加した後では、先に基材にコ
ーティングされたＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜と保持具５とが、
新たなＳｉＣ―ＣＶＤ皮膜により強固に固着した。その
結果、保持具５と基材２とを引き離そうとしたときに保
持具５が破損し、試料には破損した保持具５の一部を取
り込んだ傷が付いた。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｃ
ＶＤ反応炉内に設けた支持部材の機構が単純であるの
で、大型ＣＶＤのみならず小型ＣＶＤ装置にも有利に適
用でき、被処理基材の大きさに関係なく、反応を途中で
中断することなく１回のＣＶＤ反応によって基材全面へ
の均質な（傷のない）コーティングを施すことができ
る。しかも、本発明のＣＶＤ装置は、複雑で高価な機構
を設けていないので、従来に比べて低い処理費用で全面
コーティングが可能となり、宇宙往還機用材料などの特
に要求性能の厳しい材料に対するＣＶＤ技術の応用が、
実現可能な費用で実施できるようになった。
ＶＤ反応炉内に設けた支持部材の機構が単純であるの
で、大型ＣＶＤのみならず小型ＣＶＤ装置にも有利に適
用でき、被処理基材の大きさに関係なく、反応を途中で
中断することなく１回のＣＶＤ反応によって基材全面へ
の均質な（傷のない）コーティングを施すことができ
る。しかも、本発明のＣＶＤ装置は、複雑で高価な機構
を設けていないので、従来に比べて低い処理費用で全面
コーティングが可能となり、宇宙往還機用材料などの特
に要求性能の厳しい材料に対するＣＶＤ技術の応用が、
実現可能な費用で実施できるようになった。
【図１】従来技術にかかるＣＶＤ装置の一例を示す図で
ある。
ある。
【図２】従来技術にかかるＣＶＤ装置の他の一例を示す
図である。
図である。
【図３】基材の支持部位置替え作業を示す図である。
【図４】基材の表・裏反転作業を示す図である。
【図５】皮膜形成後に保持具から外すときに発生する基
材の損傷を示す図である。
材の損傷を示す図である。
【図６】基材の支持部位置替えにより全面コーティング
する方法を示す図である。
する方法を示す図である。
【図７】本発明にかかるＣＶＤ装置の一実施例を説明す
る図である。
る図である。
【図８】本発明にかかるＣＶＤ装置の他の実施例を説明
する図である。
する図である。
【図９】従来技術にかかるＣＶＤ装置の一実施例を説明
する図である。
する図である。
１ ＣＶＤ反応炉 ２ 被処理基材 ３ 支持部材 ４ 支持台 ５ 保持具 ６ 支柱 ７ 基材支持部（接触部） ８ 基材の損傷 ９ ハンマー 10 ＣＶＤ皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平本 治郎 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 宇留野 智之 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内
Claims (4)
- 【請求項１】 ＣＶＤ反応炉内に、被処理基材を支持す
るための支持部材を配設してなるＣＶＤ装置において、
前記支持部材は、間歇的な微小ショックを加える衝撃機
構を具えることを特徴とするＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 上記支持部材は、基材保持面が狭小であ
る複数個の保持具を、加振機構を付帯させた固定支持台
上に立設したものであることを特徴とする請求項１に記
載のＣＶＤ装置。 - 【請求項３】 上記支持部材は、基材保持面が狭小であ
る複数個の保持具を、オン−オフ制御により駆動される
可動支持台上に立設したものであることを特徴とする請
求項１に記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項４】 ＣＶＤ反応炉内に支持部材を介して架空
に支持した被処理基材の表面に、ＣＶＤ皮膜をコーティ
ングする方法において、前記支持部材に対し、定期的も
しくは不定期的に間歇的な微小ショックを加えることに
より、該基材と支持部材との接触部位を逐次に変位させ
ながらコーティングすることを特徴とするＣＶＤ皮膜の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23788894A JPH08100265A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Ｃｖｄ装置およびｃｖｄ皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23788894A JPH08100265A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Ｃｖｄ装置およびｃｖｄ皮膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100265A true JPH08100265A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=17021915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23788894A Pending JPH08100265A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Ｃｖｄ装置およびｃｖｄ皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08100265A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006089819A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Ｃｖｄコーティング方法およびｃｖｄコーティング装置 |
| JP2009041060A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Tokai Carbon Co Ltd | ＣＶＤ−ＳｉＣの製造方法 |
| JP2010100889A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Toyo Tanso Kk | 炭素基材表面への炭化珪素膜の形成方法 |
| JP2011153070A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-08-11 | Toyo Tanso Kk | 炭化タンタル被覆炭素材料の製造方法 |
| WO2016002815A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | イビデン株式会社 | セラミック部材の製造方法および支持具 |
| JP2016011242A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | イビデン株式会社 | セラミック部材 |
| JP2016169422A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | イビデン株式会社 | セラミック部材の製造方法 |
| EP2439308A4 (en) * | 2009-06-01 | 2017-01-04 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Method for carburizing tantalum member, and tantalum member |
| US20190360094A1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Chemical vapor deposition apparatus and method of forming film |
| JP2020043260A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 住友金属鉱山株式会社 | 多結晶膜の成膜方法、基板載置機構および成膜装置 |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP23788894A patent/JPH08100265A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006089819A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Ｃｖｄコーティング方法およびｃｖｄコーティング装置 |
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| CN102770582A (zh) * | 2009-12-28 | 2012-11-07 | 东洋炭素株式会社 | 碳化钽被覆碳材料及其制造方法 |
| CN103922797A (zh) * | 2009-12-28 | 2014-07-16 | 东洋炭素株式会社 | 碳化钽被覆碳材料及其制造方法 |
| US9322113B2 (en) | 2009-12-28 | 2016-04-26 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Tantalum carbide-coated carbon material and manufacturing method for same |
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| JP2016011243A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | イビデン株式会社 | セラミック部材の製造方法および支持具 |
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| KR20190133609A (ko) | 2018-05-23 | 2019-12-03 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 화학 기상 성장 장치 및 피막 형성 방법 |
| US11885022B2 (en) | 2018-05-23 | 2024-01-30 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of forming a film on a substrate by chemical vapor deposition |
| JP2020043260A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 住友金属鉱山株式会社 | 多結晶膜の成膜方法、基板載置機構および成膜装置 |
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