JPH0874032A - 硬質炭素膜被覆部材及びその製造方法 - Google Patents
硬質炭素膜被覆部材及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0874032A JPH0874032A JP21731994A JP21731994A JPH0874032A JP H0874032 A JPH0874032 A JP H0874032A JP 21731994 A JP21731994 A JP 21731994A JP 21731994 A JP21731994 A JP 21731994A JP H0874032 A JPH0874032 A JP H0874032A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- hard carbon
- carbon film
- film
- mixed layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】硬質炭素膜で被覆された、金属又はセラミック
よりなる部材であって、硬質炭素膜が部材基体上に極め
て密着性良好に被覆された硬質炭素膜被覆部材及びその
製造方法を提供する。 【構成】硬質炭素膜で被覆された、金属又はセラミック
よりなる部材であって、部材基体Ｓ表面部分に基体Ｓ及
び炭素からなる混合層Ｓ１が形成され、その外側に硬質
炭素膜Ｓ２が形成されたことを特徴とする硬質炭素膜被
覆部材及びその製造方法。
よりなる部材であって、硬質炭素膜が部材基体上に極め
て密着性良好に被覆された硬質炭素膜被覆部材及びその
製造方法を提供する。 【構成】硬質炭素膜で被覆された、金属又はセラミック
よりなる部材であって、部材基体Ｓ表面部分に基体Ｓ及
び炭素からなる混合層Ｓ１が形成され、その外側に硬質
炭素膜Ｓ２が形成されたことを特徴とする硬質炭素膜被
覆部材及びその製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子成形用等の
型、切削工具或いは各種の摺動部品といった耐摩耗性、
潤滑性、適度の摺動性、離型性等の１又は２以上が要求
される部材であって、その基体上に、これらの性能を向
上させるために硬質炭素膜が被覆されたもの、及びその
製造方法に関する。
型、切削工具或いは各種の摺動部品といった耐摩耗性、
潤滑性、適度の摺動性、離型性等の１又は２以上が要求
される部材であって、その基体上に、これらの性能を向
上させるために硬質炭素膜が被覆されたもの、及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐摩耗性、潤滑性、他の部材との摺動
性、離型性等が要求される部材の材質には、このような
性質に優れた金属やセラミック等が採用される。また、
前記の諸性質を向上させるために、金属又はセラミック
よりなる部材基体を硬質炭素（Ｃ）膜で被覆することが
提案されている。
性、離型性等が要求される部材の材質には、このような
性質に優れた金属やセラミック等が採用される。また、
前記の諸性質を向上させるために、金属又はセラミック
よりなる部材基体を硬質炭素（Ｃ）膜で被覆することが
提案されている。
【０００３】例えば、光学レンズを製造する際、一般に
光学ガラスを成形用型内で加熱プレスして表面が球面状
或いは略球面状のレンズに成形するが、加熱プレスする
場合はプレス後にガラスが成形用型から離れ難い。従っ
て該成形用型表面はガラスとの離型性が良いと同時に、
該成形用型上に表面層が形成されている場合は、該表面
層と成形用型基体との密着性が良いことが必要である。
この表面層の密着性は該成形用型の寿命を決定する重要
な因子の一つである。
光学ガラスを成形用型内で加熱プレスして表面が球面状
或いは略球面状のレンズに成形するが、加熱プレスする
場合はプレス後にガラスが成形用型から離れ難い。従っ
て該成形用型表面はガラスとの離型性が良いと同時に、
該成形用型上に表面層が形成されている場合は、該表面
層と成形用型基体との密着性が良いことが必要である。
この表面層の密着性は該成形用型の寿命を決定する重要
な因子の一つである。
【０００４】前記の成形用型として離型性の良い硬質炭
素膜で被覆された金属又はセラミックよりなる型を用い
る場合、該硬質炭素膜は高硬度であり膜形成時に過大な
内部応力を発生するため該膜は該成形用型基体への密着
性が劣る。そこで前記成形用型基体と前記硬質炭素膜と
の間に、該基体に大きな接合強度を有し、かつ該硬質炭
素膜にも比較的密着性良好なシリコン（Ｓｉ）又はチタ
ン（Ｔｉ）等の金属を含有する中間膜を形成することが
試みられている。
素膜で被覆された金属又はセラミックよりなる型を用い
る場合、該硬質炭素膜は高硬度であり膜形成時に過大な
内部応力を発生するため該膜は該成形用型基体への密着
性が劣る。そこで前記成形用型基体と前記硬質炭素膜と
の間に、該基体に大きな接合強度を有し、かつ該硬質炭
素膜にも比較的密着性良好なシリコン（Ｓｉ）又はチタ
ン（Ｔｉ）等の金属を含有する中間膜を形成することが
試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
光学素子成形用型基体上に被覆される硬質炭素膜のよう
に、離型性の向上を一つの目的として被覆される場合、
前記のシリコン、チタン等の金属を含有する中間膜を形
成する方法では、該硬質炭素膜の基体に対する十分な密
着性が得られない。
光学素子成形用型基体上に被覆される硬質炭素膜のよう
に、離型性の向上を一つの目的として被覆される場合、
前記のシリコン、チタン等の金属を含有する中間膜を形
成する方法では、該硬質炭素膜の基体に対する十分な密
着性が得られない。
【０００６】そこで本発明は、硬質炭素膜で被覆され
た、金属又はセラミックよりなる部材であって、該硬質
炭素膜が部材基体上に極めて密着性良好に被覆された硬
質炭素膜被覆部材及びその製造方法を提供することを課
題とする。
た、金属又はセラミックよりなる部材であって、該硬質
炭素膜が部材基体上に極めて密着性良好に被覆された硬
質炭素膜被覆部材及びその製造方法を提供することを課
題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決すべく研究を重ね、前記硬質炭素膜が金属又はセラミ
ックと、炭素との混合層上には密着性良好に形成される
ことを見出した。前記知見に基づき本発明は、硬質炭素
膜で被覆された、金属又はセラミックよりなる部材であ
って、該部材基体の表面部分に該基体材料及び炭素から
なる混合層が形成され、その外側に硬質炭素膜が形成さ
れたことを特徴とする硬質炭素膜被覆部材、及びその製
造方法であって、金属又はセラミックよりなる部材基体
上へ、炭素を蒸着すると同時又は交互に不活性ガスイオ
ンを該基体上に照射して、該基体の表面部分に該基体材
料及び炭素からなる混合層を形成し、さらに、該混合層
の外側に硬質炭素膜を形成することを特徴とする硬質炭
素膜被覆部材の製造方法を提供するものである。
決すべく研究を重ね、前記硬質炭素膜が金属又はセラミ
ックと、炭素との混合層上には密着性良好に形成される
ことを見出した。前記知見に基づき本発明は、硬質炭素
膜で被覆された、金属又はセラミックよりなる部材であ
って、該部材基体の表面部分に該基体材料及び炭素から
なる混合層が形成され、その外側に硬質炭素膜が形成さ
れたことを特徴とする硬質炭素膜被覆部材、及びその製
造方法であって、金属又はセラミックよりなる部材基体
上へ、炭素を蒸着すると同時又は交互に不活性ガスイオ
ンを該基体上に照射して、該基体の表面部分に該基体材
料及び炭素からなる混合層を形成し、さらに、該混合層
の外側に硬質炭素膜を形成することを特徴とする硬質炭
素膜被覆部材の製造方法を提供するものである。
【０００８】ここで硬質炭素膜被覆部材とは硬質炭素膜
で被覆された光学素子（光学レンズ等）成形用型、各種
機械部品等である。前記膜厚は０．２〜１μｍ程度であ
ることが望ましく、１μｍより大きいと膜自身の内部効
力により剥離が生じ易く、０．２μｍより小さいと十分
な硬度が得られない。
で被覆された光学素子（光学レンズ等）成形用型、各種
機械部品等である。前記膜厚は０．２〜１μｍ程度であ
ることが望ましく、１μｍより大きいと膜自身の内部効
力により剥離が生じ易く、０．２μｍより小さいと十分
な硬度が得られない。
【０００９】前記硬質炭素膜被覆部材の製造に当たって
の前記炭素の部材基体への蒸着は、代表的にはグラファ
イト等の炭素元素含有物質を電子ビーム、レーザ、高周
波等により加熱して蒸着させる真空蒸着法や、グラファ
イト等の炭素元素含有物質をイオンビーム等によりスパ
ッタするスパッタ蒸着法により行われる。スパッタ蒸着
法により炭素元素含有物質を蒸着させる場合は、０．５
〜５．０ｋｅＶの加速エネルギでイオン照射して該炭素
元素含有物質をスパッタすることが考えられる。
の前記炭素の部材基体への蒸着は、代表的にはグラファ
イト等の炭素元素含有物質を電子ビーム、レーザ、高周
波等により加熱して蒸着させる真空蒸着法や、グラファ
イト等の炭素元素含有物質をイオンビーム等によりスパ
ッタするスパッタ蒸着法により行われる。スパッタ蒸着
法により炭素元素含有物質を蒸着させる場合は、０．５
〜５．０ｋｅＶの加速エネルギでイオン照射して該炭素
元素含有物質をスパッタすることが考えられる。
【００１０】前記基体の製造に当たり、不活性ガスイオ
ン照射において用いるイオン源の方式は特に限定はな
く、例えば高周波型、カウフマン型、バケット型等のも
のが考えられる。前記イオン照射における不活性ガスイ
オンとしては、ヘリウム（Ｈｅ）イオン、ネオン（Ｎ
ｅ）イオン、アルゴン（Ａｒ）イオン、クリプトン（Ｋ
ｒ）イオン、キセノン（Ｘｅ）イオン等を挙げることが
でき、また、これらのイオンを生成させるための原料ガ
スとしては、それぞれヘリウムガス、ネオンガス、アル
ゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス等が用いられ
る。
ン照射において用いるイオン源の方式は特に限定はな
く、例えば高周波型、カウフマン型、バケット型等のも
のが考えられる。前記イオン照射における不活性ガスイ
オンとしては、ヘリウム（Ｈｅ）イオン、ネオン（Ｎ
ｅ）イオン、アルゴン（Ａｒ）イオン、クリプトン（Ｋ
ｒ）イオン、キセノン（Ｘｅ）イオン等を挙げることが
でき、また、これらのイオンを生成させるための原料ガ
スとしては、それぞれヘリウムガス、ネオンガス、アル
ゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス等が用いられ
る。
【００１１】前記不活性ガスイオン照射においてイオン
加速エネルギは２．０〜３０．０ｋｅＶ程度とするのが
望ましく、２．０ｋｅＶより小さいと、イオン照射によ
り蒸着炭素が基体内に注入されず、３０．０ｋｅＶより
大きいと、基体に与えるダメージが大きくなるので好ま
しくなく、何れにしても混合層を介しての硬質炭素膜と
基体との十分な密着力が得られない。
加速エネルギは２．０〜３０．０ｋｅＶ程度とするのが
望ましく、２．０ｋｅＶより小さいと、イオン照射によ
り蒸着炭素が基体内に注入されず、３０．０ｋｅＶより
大きいと、基体に与えるダメージが大きくなるので好ま
しくなく、何れにしても混合層を介しての硬質炭素膜と
基体との十分な密着力が得られない。
【００１２】前記部材の製造方法において、混合層形成
時の基体材料／炭素組成比の制御は炭素蒸着量、イオン
種及び照射イオンの加速エネルギ等を適宜組み合わせる
ことにより行う。なお、基体に対する不活性ガスイオン
入射角度は、目的とする炭素混合層が得られる限り特に
限定されない。
時の基体材料／炭素組成比の制御は炭素蒸着量、イオン
種及び照射イオンの加速エネルギ等を適宜組み合わせる
ことにより行う。なお、基体に対する不活性ガスイオン
入射角度は、目的とする炭素混合層が得られる限り特に
限定されない。
【００１３】前記混合層形成後の基体上への硬質炭素膜
の形成方法としては、抵抗等により適当な温度に加熱さ
れた該基体の混合層表面で炭素元素を含む原料ガスを熱
分解し、該分解生成物により該混合層上に膜形成する熱
ＣＶＤ法、高周波電力印加により該原料ガスをプラズマ
化し、該プラズマの下で基体混合層上に膜形成するプラ
ズマＣＶＤ法、マイクロ波放電により該原料ガスをプラ
ズマ化し、該プラズマの下で該混合層上に膜形成するマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法等が考えられる。
の形成方法としては、抵抗等により適当な温度に加熱さ
れた該基体の混合層表面で炭素元素を含む原料ガスを熱
分解し、該分解生成物により該混合層上に膜形成する熱
ＣＶＤ法、高周波電力印加により該原料ガスをプラズマ
化し、該プラズマの下で基体混合層上に膜形成するプラ
ズマＣＶＤ法、マイクロ波放電により該原料ガスをプラ
ズマ化し、該プラズマの下で該混合層上に膜形成するマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法等が考えられる。
【００１４】前記硬質炭素膜を形成させるために熱分解
又はプラズマ化される原料ガスとしては、メタン（ＣＨ
4 ）、アセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）、ベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）
等の炭化水素化合物を用いることができる。
又はプラズマ化される原料ガスとしては、メタン（ＣＨ
4 ）、アセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）、ベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）
等の炭化水素化合物を用いることができる。
【００１５】
【作用】本発明による硬質炭素膜被覆部材は金属又はセ
ラミックよりなる部材基体の表面部分が炭素混合層とさ
れている。該炭素混合層と、その外側に形成された硬質
炭素膜とは膜構成成分として共に炭素を含むため、該両
者間の不整合が緩和されて、該硬質炭素膜に発生する内
部応力が抑制され、該硬質炭素膜は該混合層に密着性良
く被覆される。
ラミックよりなる部材基体の表面部分が炭素混合層とさ
れている。該炭素混合層と、その外側に形成された硬質
炭素膜とは膜構成成分として共に炭素を含むため、該両
者間の不整合が緩和されて、該硬質炭素膜に発生する内
部応力が抑制され、該硬質炭素膜は該混合層に密着性良
く被覆される。
【００１６】また、本発明方法によると、まず金属又は
セラミックよりなる部材基体に炭素が蒸着されると同時
又は交互に不活性ガスイオンが照射される。これにより
炭素原子と不活性ガスイオンとが衝突して、炭素原子が
反跳して基体内に打ち込まれ、また基体構成原子が弾き
出され、該基体表面部分に炭素が混在する層が形成され
る。さらにその上に硬質炭素膜が形成される。
セラミックよりなる部材基体に炭素が蒸着されると同時
又は交互に不活性ガスイオンが照射される。これにより
炭素原子と不活性ガスイオンとが衝突して、炭素原子が
反跳して基体内に打ち込まれ、また基体構成原子が弾き
出され、該基体表面部分に炭素が混在する層が形成され
る。さらにその上に硬質炭素膜が形成される。
【００１７】これにより形成される本発明の部材による
と、硬質炭素膜と金属又はセラミックよりなる部材基体
との密着性が極めて良い。
と、硬質炭素膜と金属又はセラミックよりなる部材基体
との密着性が極めて良い。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の１実施例の硬質炭素膜で被覆され
た金属製の光学素子成形用型Ｓ１０の一部の拡大断面を
示し、図２は図１に示す型Ｓ１０の製造に用いる成膜装
置の概略構成を示したものである。
する。図１は本発明の１実施例の硬質炭素膜で被覆され
た金属製の光学素子成形用型Ｓ１０の一部の拡大断面を
示し、図２は図１に示す型Ｓ１０の製造に用いる成膜装
置の概略構成を示したものである。
【００１９】図２に示す装置は真空容器１を備え、その
中に被成膜型基体Ｓを設置する基体ホルダを兼ねる電極
２が設けられている。電極２は通常接地電極とされてい
る。またこの上に設置される基体Ｓを成膜温度に加熱す
るヒータ２ａを付設してある。なお、輻射熱で基体Ｓを
加熱するときはヒータ２ａはホルダ２から分離される。
中に被成膜型基体Ｓを設置する基体ホルダを兼ねる電極
２が設けられている。電極２は通常接地電極とされてい
る。またこの上に設置される基体Ｓを成膜温度に加熱す
るヒータ２ａを付設してある。なお、輻射熱で基体Ｓを
加熱するときはヒータ２ａはホルダ２から分離される。
【００２０】高周波電極３は、電極２との間に導入され
る成膜用ガスに高周波電力を印加してプラズマ化させる
ための電力印加電極で、図示の例ではマッチングボック
ス３１を介して高周波電源３２を接続してある。真空容
器１には、さらに排気装置４を配管接続してあるととも
に、成膜用原料ガスのガス供給部５を配管接続してあ
る。ガス供給部５には、１又は２以上のマスフローコン
トローラ５１１、５１２・・・・及び開閉弁５２１、５
２２・・・・を介して接続された成膜用原料ガスのガス
源５３１、５３２・・・・が含まれる。
る成膜用ガスに高周波電力を印加してプラズマ化させる
ための電力印加電極で、図示の例ではマッチングボック
ス３１を介して高周波電源３２を接続してある。真空容
器１には、さらに排気装置４を配管接続してあるととも
に、成膜用原料ガスのガス供給部５を配管接続してあ
る。ガス供給部５には、１又は２以上のマスフローコン
トローラ５１１、５１２・・・・及び開閉弁５２１、５
２２・・・・を介して接続された成膜用原料ガスのガス
源５３１、５３２・・・・が含まれる。
【００２１】基体ホルダを兼ねる電極２に対向して電子
ビーム蒸発源６及びイオン源７が設置されている。イオ
ン源７は、そのイオンビーム照射孔をゲート弁７１によ
り開閉できるようになっている。また、電極２付近には
膜厚モニタ８、ここでは水晶振動子式膜厚モニタ及びイ
オン電流測定器９、ここではファラデーカップが配置さ
れている。
ビーム蒸発源６及びイオン源７が設置されている。イオ
ン源７は、そのイオンビーム照射孔をゲート弁７１によ
り開閉できるようになっている。また、電極２付近には
膜厚モニタ８、ここでは水晶振動子式膜厚モニタ及びイ
オン電流測定器９、ここではファラデーカップが配置さ
れている。
【００２２】この成膜装置によると、成膜対象型基体Ｓ
が真空容器１内の電極２上に設置され、該容器１内が排
気装置４の運転にて所定の真空度とされ、基体Ｓに対し
て蒸発源６から炭素含有物質６ａが蒸着されると同時に
イオン源７から不活性ガスイオン７ａが照射される。不
活性ガスイオンの照射エネルギは２．０〜３０．０ｋｅ
Ｖ程度とするのが望ましい。炭素の蒸着量は膜厚モニタ
８によりモニタし、イオン照射量はイオン電流測定器９
によりモニタする。かくして、基体Ｓ表面に基体材料と
炭素との混合層が形成される。
が真空容器１内の電極２上に設置され、該容器１内が排
気装置４の運転にて所定の真空度とされ、基体Ｓに対し
て蒸発源６から炭素含有物質６ａが蒸着されると同時に
イオン源７から不活性ガスイオン７ａが照射される。不
活性ガスイオンの照射エネルギは２．０〜３０．０ｋｅ
Ｖ程度とするのが望ましい。炭素の蒸着量は膜厚モニタ
８によりモニタし、イオン照射量はイオン電流測定器９
によりモニタする。かくして、基体Ｓ表面に基体材料と
炭素との混合層が形成される。
【００２３】次にイオン源７のゲート弁７１が閉じら
れ、真空容器１内にガス供給部５から炭素元素を含有す
る成膜用ガスが導入される。また、高周波電極３にマッ
チングボックス３１を介して電源３２から高周波電力が
印加され、それによって導入されたガスがプラズマ化さ
れ、このプラズマの下で基体Ｓ表面部分の炭素混合層の
上に硬質炭素膜が形成される。
れ、真空容器１内にガス供給部５から炭素元素を含有す
る成膜用ガスが導入される。また、高周波電極３にマッ
チングボックス３１を介して電源３２から高周波電力が
印加され、それによって導入されたガスがプラズマ化さ
れ、このプラズマの下で基体Ｓ表面部分の炭素混合層の
上に硬質炭素膜が形成される。
【００２４】以上述べた成膜操作により、図１に示すよ
うに、型基体Ｓの表面部分に炭素が混在する層Ｓ１を有
し、その外側が硬質炭素膜Ｓ２で被覆された光学素子成
形用型Ｓ１０が形成される。層Ｓ１の基体材料／炭素組
成比は、炭素蒸着量、イオン種及び照射イオンの加速エ
ネルギの条件を適宜組み合わせることで行う。
うに、型基体Ｓの表面部分に炭素が混在する層Ｓ１を有
し、その外側が硬質炭素膜Ｓ２で被覆された光学素子成
形用型Ｓ１０が形成される。層Ｓ１の基体材料／炭素組
成比は、炭素蒸着量、イオン種及び照射イオンの加速エ
ネルギの条件を適宜組み合わせることで行う。
【００２５】これにより得られる、表面部分に炭素混合
層Ｓ１を有し、その外側に硬質炭素膜Ｓ２が形成された
型Ｓ１０は、層Ｓ１及び膜Ｓ２の両者に構成成分として
炭素が含まれることから、該両者間の密着性は良好なも
のとなり、ひいては膜Ｓ２と基体Ｓとの密着性が良好と
なる。なお、ここでは炭素含有物質の蒸着と不活性ガス
イオン照射及びプラズマによる成膜を同じ真空容器１内
で行っているが、それぞれ別の真空容器内で行ってもよ
い。
層Ｓ１を有し、その外側に硬質炭素膜Ｓ２が形成された
型Ｓ１０は、層Ｓ１及び膜Ｓ２の両者に構成成分として
炭素が含まれることから、該両者間の密着性は良好なも
のとなり、ひいては膜Ｓ２と基体Ｓとの密着性が良好と
なる。なお、ここでは炭素含有物質の蒸着と不活性ガス
イオン照射及びプラズマによる成膜を同じ真空容器１内
で行っているが、それぞれ別の真空容器内で行ってもよ
い。
【００２６】次に図２に示す成膜装置による本発明部材
の製造方法の具体例と、それによって得られる硬質炭素
膜で被覆された光学レンズ成形用型（金属）について説
明する。超硬基材からなり、中央部にレンズ成形用キャ
ビティ面を形成した基体Ｓを、基体ホルダを兼ねる電極
２上に設置した。
の製造方法の具体例と、それによって得られる硬質炭素
膜で被覆された光学レンズ成形用型（金属）について説
明する。超硬基材からなり、中央部にレンズ成形用キャ
ビティ面を形成した基体Ｓを、基体ホルダを兼ねる電極
２上に設置した。
【００２７】次いで容器１内を２×１０-6Ｔｏｒｒ以下
の真空度とし、次いでグラファイト６ａを電子ビーム蒸
発源６を用いて蒸気化し、基体Ｓ上に５００Å厚さ相当
に蒸着させた。それと同時にイオン源７にＡｒガスを容
器１内が２×１０-5Ｔｏｒｒになるまで導入し、イオン
化させ、該Ａｒイオン７ａを基体Ｓに向けて、該基体Ｓ
中心に立てた法線に対し０°の角度で、２０ｋｅＶの加
速エネルギで照射した。かくして基体Ｓ上に炭素混合層
Ｓ１を形成した。
の真空度とし、次いでグラファイト６ａを電子ビーム蒸
発源６を用いて蒸気化し、基体Ｓ上に５００Å厚さ相当
に蒸着させた。それと同時にイオン源７にＡｒガスを容
器１内が２×１０-5Ｔｏｒｒになるまで導入し、イオン
化させ、該Ａｒイオン７ａを基体Ｓに向けて、該基体Ｓ
中心に立てた法線に対し０°の角度で、２０ｋｅＶの加
速エネルギで照射した。かくして基体Ｓ上に炭素混合層
Ｓ１を形成した。
【００２８】次いで、イオン源７のゲート弁７１を閉
じ、容器１内にガス供給部７よりメタン（ＣＨ4 ）ガス
を導入するとともに容器１内を２×１０-3Ｔｏｒｒに調
整し、次いで高周波電源３２により周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ、電力５００Ｗの高周波電力を印加し、生じたプラ
ズマの下で表面に炭素混合層Ｓ１を有する基体Ｓの該層
Ｓ１上に硬質炭素膜Ｓ２を形成した。該膜Ｓ２の膜厚は
０．２〜１μｍの範囲とした。
じ、容器１内にガス供給部７よりメタン（ＣＨ4 ）ガス
を導入するとともに容器１内を２×１０-3Ｔｏｒｒに調
整し、次いで高周波電源３２により周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ、電力５００Ｗの高周波電力を印加し、生じたプラ
ズマの下で表面に炭素混合層Ｓ１を有する基体Ｓの該層
Ｓ１上に硬質炭素膜Ｓ２を形成した。該膜Ｓ２の膜厚は
０．２〜１μｍの範囲とした。
【００２９】また比較例として前記のグラファイトの蒸
着及びＡｒイオン照射を行わず、その他の条件は前記実
施例と同様にして基体Ｓ上に直接硬質炭素膜Ｓ２を形成
した。次に、実施例、比較例による各成形用型及び未処
理の型基体について表面硬度を測定した。また、実施例
及び比較例による成形用型について硬質炭素膜と型基体
との密着性をスクラッチ試験法により硬質炭素膜が剥離
する臨界荷重を測定することで評価した。
着及びＡｒイオン照射を行わず、その他の条件は前記実
施例と同様にして基体Ｓ上に直接硬質炭素膜Ｓ２を形成
した。次に、実施例、比較例による各成形用型及び未処
理の型基体について表面硬度を測定した。また、実施例
及び比較例による成形用型について硬質炭素膜と型基体
との密着性をスクラッチ試験法により硬質炭素膜が剥離
する臨界荷重を測定することで評価した。
【００３０】前記成膜及び表面硬度測定、密着性評価を
各例につき５回繰り返した結果を表１に示す。
各例につき５回繰り返した結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】実施例による型の硬質炭素膜Ｓ２表面の硬
度は、軟質な炭素混合層Ｓ１を有するにもかかわらず、
炭素混合層を有しない比較例による型の硬質炭素膜表面
の硬度と同等であった。また、硬質炭素膜の型基体への
密着性は、実施例による型では比較例による型の２〜４
倍優れていた。
度は、軟質な炭素混合層Ｓ１を有するにもかかわらず、
炭素混合層を有しない比較例による型の硬質炭素膜表面
の硬度と同等であった。また、硬質炭素膜の型基体への
密着性は、実施例による型では比較例による型の２〜４
倍優れていた。
【００３３】以上の結果から、金属基体Ｓの表面部分に
炭素混合層Ｓ１を形成しておくことにより、硬質炭素膜
Ｓ２表面の硬度を低下させることなく基体Ｓへの密着性
良好な硬質炭素膜Ｓ２を形成できることが分かる。以上
の実施例説明は光学素子成形用型とその製造方法に係る
ものであるが、本発明は光学素子成形用型以外の成形用
型、各種機械部品等にも適用できる。
炭素混合層Ｓ１を形成しておくことにより、硬質炭素膜
Ｓ２表面の硬度を低下させることなく基体Ｓへの密着性
良好な硬質炭素膜Ｓ２を形成できることが分かる。以上
の実施例説明は光学素子成形用型とその製造方法に係る
ものであるが、本発明は光学素子成形用型以外の成形用
型、各種機械部品等にも適用できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によると、硬質炭素膜で被覆され
た、金属又はセラミックよりなる部材であって、該硬質
炭素膜が部材基体上に極めて密着性良好に被覆された硬
質炭素膜被覆部材及びその製造方法を提供することがで
きる。
た、金属又はセラミックよりなる部材であって、該硬質
炭素膜が部材基体上に極めて密着性良好に被覆された硬
質炭素膜被覆部材及びその製造方法を提供することがで
きる。
【図１】本発明の１実施例部材である光学素子成形用型
の一部の拡大断面図である。
の一部の拡大断面図である。
【図２】図１に示す成形用型の製造に用いる成膜装置の
１例の概略構成を示す図である。
１例の概略構成を示す図である。
１ 真空容器 ２ 基体ホルダ兼接地電極 ２ａ ヒータ ３ 高周波電極 ３１ マッチングボックス ３２ 高周波電源 ４ 排気装置 ５ 成膜用ガス供給部 ６ 蒸発源 ６ａ 蒸着物質 ７ イオン源 ７ａ 不活性ガスイオン ７１ ゲート弁 ８ 膜厚モニタ ９ イオン電流測定器 Ｓ１０ 光学素子成形用型 Ｓ 型基体 Ｓ１ 炭素混合層 Ｓ２ 硬質炭素膜
Claims (2)
- 【請求項１】 硬質炭素膜で被覆された、金属又はセラ
ミックよりなる部材であって、該部材基体の表面部分に
該基体材料及び炭素からなる混合層が形成され、その外
側に硬質炭素膜が形成されたことを特徴とする硬質炭素
膜被覆部材。 - 【請求項２】 金属又はセラミックよりなる部材基体上
へ、炭素を蒸着すると同時又は交互に不活性ガスイオン
を該基体上に照射して、該基体の表面部分に該基体材料
及び炭素からなる混合層を形成し、さらに、該混合層の
外側に硬質炭素膜を形成することを特徴とする硬質炭素
膜被覆部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21731994A JPH0874032A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 硬質炭素膜被覆部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21731994A JPH0874032A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 硬質炭素膜被覆部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0874032A true JPH0874032A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=16702311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21731994A Pending JPH0874032A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 硬質炭素膜被覆部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0874032A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6136386A (en) * | 1996-06-27 | 2000-10-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Method of coating polymer or glass objects with carbon films |
| US6893720B1 (en) | 1997-06-27 | 2005-05-17 | Nissin Electric Co., Ltd. | Object coated with carbon film and method of manufacturing the same |
| US7887919B2 (en) | 2006-04-27 | 2011-02-15 | Kobe Steel, Ltd. | Amorphous-carbon-based hard multilayer film and hard surface member having the film on surface |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP21731994A patent/JPH0874032A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6136386A (en) * | 1996-06-27 | 2000-10-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Method of coating polymer or glass objects with carbon films |
| US6893720B1 (en) | 1997-06-27 | 2005-05-17 | Nissin Electric Co., Ltd. | Object coated with carbon film and method of manufacturing the same |
| US7887919B2 (en) | 2006-04-27 | 2011-02-15 | Kobe Steel, Ltd. | Amorphous-carbon-based hard multilayer film and hard surface member having the film on surface |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4935303A (en) | Novel diamond-like carbon film and process for the production thereof | |
| JP2003522830A (ja) | 向上させた接着力を備えたダイヤモンド様炭素膜 | |
| WO1994004716A1 (en) | Surface preparation and deposition method for titanium nitride onto carbonaceous materials | |
| JP4296256B2 (ja) | 超伝導材料の製造方法 | |
| JP4122387B2 (ja) | 複合硬質皮膜、その製造方法及び成膜装置 | |
| US4591417A (en) | Tandem deposition of cermets | |
| JP2004137541A (ja) | Ｄｌｃ傾斜構造硬質被膜及びその製造方法 | |
| JPH0874032A (ja) | 硬質炭素膜被覆部材及びその製造方法 | |
| GB2122224A (en) | Ion beam carbon layers | |
| TWI248420B (en) | Mold and method for molding optical glass products | |
| Gredić et al. | Plasma nitriding of Ti and Ti-Al coatings | |
| JPH08260126A (ja) | アルミニウム基材の表面溶融硬化方法 | |
| JPH0254754A (ja) | 傾斜組成制御膜の形成法 | |
| JPH07150337A (ja) | 窒化膜の製造方法 | |
| JPH0881754A (ja) | 窒化クロム膜被覆部材及びその製造方法 | |
| JPS5915983B2 (ja) | ホウ素被膜の形成方法 | |
| JPH06248420A (ja) | 硬質膜被覆部材 | |
| JP4148402B2 (ja) | Ｃｖｄによるカーボン皮膜の選択的形成方法 | |
| JP2603919B2 (ja) | 立方晶系窒化ホウ素の結晶粒を含む窒化ホウ素膜の作製方法 | |
| KR100298599B1 (ko) | 티타늄화합물피막의제조방법 | |
| JPH04124272A (ja) | 立方晶窒化ホウ素被覆部材及びその製造方法 | |
| KR100237166B1 (ko) | 이온빔을 이용한 TiN박막의 코팅방법 | |
| JPH05193916A (ja) | 窒化チタン薄膜 | |
| JPS6338422B2 (ja) | ||
| JPS6320445A (ja) | イオンプレ−テイング |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030924 |