JPS5935014A - 炭化チタン皮膜の製造法 - Google Patents
炭化チタン皮膜の製造法Info
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- JPS5935014A JPS5935014A JP57141624A JP14162482A JPS5935014A JP S5935014 A JPS5935014 A JP S5935014A JP 57141624 A JP57141624 A JP 57141624A JP 14162482 A JP14162482 A JP 14162482A JP S5935014 A JPS5935014 A JP S5935014A
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Classifications
-
- 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
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は炭化チタン皮膜の製造法に関する。
詳しくは、この発明は金属チタン蒸気と低圧力のアセチ
レンガスを基板上で直接反応させ炭化チタン皮膜を製造
する方法に関するものである。
レンガスを基板上で直接反応させ炭化チタン皮膜を製造
する方法に関するものである。
一般に核融合装置第一壁(プラズマに直接面する壁)は
プラズマからの熱輻射、およびプラズマ閉じ込め領域か
ら漏洩してくるプラズマ構成粒子と種々の相互作用をな
し、その結果、侵食され。
プラズマからの熱輻射、およびプラズマ閉じ込め領域か
ら漏洩してくるプラズマ構成粒子と種々の相互作用をな
し、その結果、侵食され。
第−壁構成相を不純物としてプラズマ中へ放出する。こ
のだめ第−壁はプラズマ不純物の主要な発生源とみられ
ている。一方、核融合反応でプラズマ温度をできるだけ
高めるためには不純物によるプラズマからのエネルギ損
失を極力低下させる必要がある。この不純物によるエネ
ルギ損失数は同−含有齢のもとで、不純物元素の原子番
号が大きくなるほど増大することが知られている。その
だめ現在、炭化物、硼素化物など原子番号の小さい材料
を核融合装置の第一壁構成材として使用することが計画
さ九ておシ、そのうちでfヒ学駈論組成。
のだめ第−壁はプラズマ不純物の主要な発生源とみられ
ている。一方、核融合反応でプラズマ温度をできるだけ
高めるためには不純物によるプラズマからのエネルギ損
失を極力低下させる必要がある。この不純物によるエネ
ルギ損失数は同−含有齢のもとで、不純物元素の原子番
号が大きくなるほど増大することが知られている。その
だめ現在、炭化物、硼素化物など原子番号の小さい材料
を核融合装置の第一壁構成材として使用することが計画
さ九ておシ、そのうちでfヒ学駈論組成。
すなわちTi/c = 1の組成ケもった炭化チタンが
最、も有力な候補材となっている。しかし炭化チタンめ
みて第−壁を構成することは、その機械加工性および機
械強度等からむずがしい。そのためモリブデン材など他
の熱的、機械的性質のすぐれている材料を基板として用
い、その表面に炭化チタン皮膜を数十μn1の厚さに蒸
着し、炭化チタン蒸着第一壁として使用する。ところで
、第−壁は前述のような原因により核酬合装置の運転中
に侵食ケ受けるので、侵食箇所はその都度、新しい炭化
チタン皮膜で補修しなければならない。この場合、侵食
箇所の第−墜をその都度、装置外−\敗シ出し補修する
となると、核融合装置の運転・保守上極めて千〇がかか
り、運転コストも高くなる。それゆえ、第−j147.
IT装装置へ暇り出さずに、しかも真空中で侵食箇所ケ
新しい炭1ヒチタン皮膜に補修できる方法(その場コー
ティング法)全開発することは炭化チタン蒸着第一壁を
使用する核融合装置の運転・114:守ヒ、極めて有益
となる。ところで現在。
最、も有力な候補材となっている。しかし炭化チタンめ
みて第−壁を構成することは、その機械加工性および機
械強度等からむずがしい。そのためモリブデン材など他
の熱的、機械的性質のすぐれている材料を基板として用
い、その表面に炭化チタン皮膜を数十μn1の厚さに蒸
着し、炭化チタン蒸着第一壁として使用する。ところで
、第−壁は前述のような原因により核酬合装置の運転中
に侵食ケ受けるので、侵食箇所はその都度、新しい炭化
チタン皮膜で補修しなければならない。この場合、侵食
箇所の第−墜をその都度、装置外−\敗シ出し補修する
となると、核融合装置の運転・保守上極めて千〇がかか
り、運転コストも高くなる。それゆえ、第−j147.
IT装装置へ暇り出さずに、しかも真空中で侵食箇所ケ
新しい炭1ヒチタン皮膜に補修できる方法(その場コー
ティング法)全開発することは炭化チタン蒸着第一壁を
使用する核融合装置の運転・114:守ヒ、極めて有益
となる。ところで現在。
百1画中の杉ia++合装置では、第一壁面上に炭化チ
タン皮1摸を、蒸〃f析出させるとなると、チタン蒸発
源を、飛び出した蒸着粒子(金属チタン粒子)が第−幅
面」二に到達するまでに飛翔しなければならない距離は
11]1程度であり、この値は核融合装置の犬f(す化
とともに、ますます大きくなる。
タン皮1摸を、蒸〃f析出させるとなると、チタン蒸発
源を、飛び出した蒸着粒子(金属チタン粒子)が第−幅
面」二に到達するまでに飛翔しなければならない距離は
11]1程度であり、この値は核融合装置の犬f(す化
とともに、ますます大きくなる。
一般に蒸M粒子の飛翔距離は雰囲気ガス粒子と蒸着粒子
との孕間“での衝突散乱の度合により決まる。
との孕間“での衝突散乱の度合により決まる。
気体分ニド運動論により、粒子が漸突から次の衝突まで
の間に飛翔する平均距離(平均自由行程)ヶ求めること
ができる。それによると平均自由行程がi Ill t
y、上となるためには雰囲気ガス圧力を5X 10−5
Tarr以−トにする必弗がある。したがって前述の核
融合装置第一壁面上に炭化チタン皮膜全蒸着析出させる
ために、蒸着粒子k 1 m以上飛翔させようとするな
らば、蒸着中の雰囲気ガス圧力を5 X 10 ’ T
orr以−Fにする必要がある。
の間に飛翔する平均距離(平均自由行程)ヶ求めること
ができる。それによると平均自由行程がi Ill t
y、上となるためには雰囲気ガス圧力を5X 10−5
Tarr以−トにする必弗がある。したがって前述の核
融合装置第一壁面上に炭化チタン皮膜全蒸着析出させる
ために、蒸着粒子k 1 m以上飛翔させようとするな
らば、蒸着中の雰囲気ガス圧力を5 X 10 ’ T
orr以−Fにする必要がある。
従来、炭fヒチタン皮膜全基板」二へ蒸着析出させる方
法としては、陰極ス・ξツタ法、反応性イオンブレーテ
ィング法、気相反応法および反応性蒸着法などがある。
法としては、陰極ス・ξツタ法、反応性イオンブレーテ
ィング法、気相反応法および反応性蒸着法などがある。
しかし、1皺極ス・?ツタ法、反応性イ、オンブレーテ
ィング法および気相反応法はいずnも蒸着を行なうにあ
たっては1反応ガスあるいは作業ガスなど、すなわち雰
囲気ガス圧力’kJO−”Torr以トにする必要があ
り、前述の」!11由により到底、核融合装置第一壁の
その場コーティング法として用いることはできない。
ィング法および気相反応法はいずnも蒸着を行なうにあ
たっては1反応ガスあるいは作業ガスなど、すなわち雰
囲気ガス圧力’kJO−”Torr以トにする必要があ
り、前述の」!11由により到底、核融合装置第一壁の
その場コーティング法として用いることはできない。
他方、従来知られている反応性蒸着法は反応ガスとして
エチレンを用いる方法であるが、5×10 ”Tax以
下にエチレンガス圧を低下させると、炭化チタン皮膜の
基板上への析出速度が極めて低くなり、実際」二、実用
に供することは島たむすかしい。
エチレンを用いる方法であるが、5×10 ”Tax以
下にエチレンガス圧を低下させると、炭化チタン皮膜の
基板上への析出速度が極めて低くなり、実際」二、実用
に供することは島たむすかしい。
本発明者らは低圧力下で充分実用に供することができる
析出速IP;ヲもった炭fヒチタン皮膜の製造法を開発
するために研究を重ねだ結果、(1)低圧力のアセチレ
ンガス雰囲気中で全屈チタン蒸気を基板上に蒸着析出さ
せ、金属チタン蒸気とアセチレンガスを基板上で直接化
学反応させることにより、低圧力下(5X 10−5T
orr 19.下)であっても充分実用に供することが
できる析出速度で炭化チタン皮膜を製造できること、(
2)直接化学反応によって炭化チタン皮膜が形成される
ので析出皮膜の化学組成が最も安定な炭化チタンの化学
組成(化学量論組成)に達しだ段階で反応−が“自然に
終了し、そのため事実上炭化チタン皮膜の化学組成に関
しては人為的に制例する必要がない、という実用止棒め
て有用な事実を見い出しだ。
析出速IP;ヲもった炭fヒチタン皮膜の製造法を開発
するために研究を重ねだ結果、(1)低圧力のアセチレ
ンガス雰囲気中で全屈チタン蒸気を基板上に蒸着析出さ
せ、金属チタン蒸気とアセチレンガスを基板上で直接化
学反応させることにより、低圧力下(5X 10−5T
orr 19.下)であっても充分実用に供することが
できる析出速度で炭化チタン皮膜を製造できること、(
2)直接化学反応によって炭化チタン皮膜が形成される
ので析出皮膜の化学組成が最も安定な炭化チタンの化学
組成(化学量論組成)に達しだ段階で反応−が“自然に
終了し、そのため事実上炭化チタン皮膜の化学組成に関
しては人為的に制例する必要がない、という実用止棒め
て有用な事実を見い出しだ。
本発明はこの知見に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明の方法は低圧力アセチレンガス雰囲気
下で金属チタン蒸気ケ発生させることにより、基板上に
炭fヒチタン皮膜を蒸着析出させることからなっている
。
下で金属チタン蒸気ケ発生させることにより、基板上に
炭fヒチタン皮膜を蒸着析出させることからなっている
。
本発明における金属チタン蒸発方法としては電子ビーム
加熱法、金属チタンの直接通電加熱法、傍熱加熱法、高
周波加熱法あるいはレーザビーム、るだめ必要に応じて
金属チタン蒸発源と基板間に電圧全印加してもよい。本
発明における炭化チタン皮膜の蒸着析出可能な温度範囲
は室温以上であればいずれの温度でもよいが、皮1換と
基板面間の付着性向上をはかるという点からは200
℃以上で蒸着析出させることがより有効である。本発明
で用いることができる基板拐の種類としては、前述の炭
化チタン皮膜の蒸着析出温度に耐えるものであればいず
れの材料でもよい。
加熱法、金属チタンの直接通電加熱法、傍熱加熱法、高
周波加熱法あるいはレーザビーム、るだめ必要に応じて
金属チタン蒸発源と基板間に電圧全印加してもよい。本
発明における炭化チタン皮膜の蒸着析出可能な温度範囲
は室温以上であればいずれの温度でもよいが、皮1換と
基板面間の付着性向上をはかるという点からは200
℃以上で蒸着析出させることがより有効である。本発明
で用いることができる基板拐の種類としては、前述の炭
化チタン皮膜の蒸着析出温度に耐えるものであればいず
れの材料でもよい。
本発明によって基板上に蒸着析出させることのできる炭
化チタン皮膜の厚さには特に制限がない。
化チタン皮膜の厚さには特に制限がない。
また炭化チタン皮膜の析出速度はアセチレンガス圧力と
金属チタン蒸気発生緻で決まる。たとえばアセチレンガ
ス圧力5 ×I O”1.’orrでは約2゜5入/秒
程度の析出速度全容易に得ることができる。
金属チタン蒸気発生緻で決まる。たとえばアセチレンガ
ス圧力5 ×I O”1.’orrでは約2゜5入/秒
程度の析出速度全容易に得ることができる。
図面によって本発明の炭化チタン皮膜製造法を説明する
と、第1図において真空容器1の内部に金属チタン蒸発
源2および基板3(加熱ヒータ4イ」)を設置し、真空
バルブ5を経由して真空ポンプ6によって真空排気する
。ついで加熱ヒータ4で基板3を所定の温度に加熱し、
必要であれば基板3と接肋間に電′a、7を用いて一定
電工を印加する。以上の操作後、流険町変真空バルブ8
を通しオアセチレンガスを真空容器内へ導入し、所定の
圧力に制御(7つつ、金属チタン蒸発源2から金属チタ
ン蒸気を発生させ、基板3上に炭化チタン皮膜(r、蒸
着4Ji出させる。
と、第1図において真空容器1の内部に金属チタン蒸発
源2および基板3(加熱ヒータ4イ」)を設置し、真空
バルブ5を経由して真空ポンプ6によって真空排気する
。ついで加熱ヒータ4で基板3を所定の温度に加熱し、
必要であれば基板3と接肋間に電′a、7を用いて一定
電工を印加する。以上の操作後、流険町変真空バルブ8
を通しオアセチレンガスを真空容器内へ導入し、所定の
圧力に制御(7つつ、金属チタン蒸発源2から金属チタ
ン蒸気を発生させ、基板3上に炭化チタン皮膜(r、蒸
着4Ji出させる。
第2図に本発明方法によって製造した炭化チタン皮膜の
反応特性図の一例を示す。横軸はアセチレンガス圧ツバ
縦軸は化学組成で、基板温度300℃、皮膜析出速度1
.5A/秒、一定にしてアセチレンガス圧力を変化させ
たときの析出皮膜の化学組成を示す。アセチレンガス圧
力がI X I 0−5Torr以上になると、アセチ
レンガス圧力に依存せずに安定な’+’i、/ O=
1 (炭化チタンの化学歌論組成)の皮膜が形成される
。これは炭化チタンの化学討論組成であるTi / O
= 1の皮膜はイヒ学的に最も安定であるため、化学…
論組成の炭化チタン皮膜が形成された段階でも−や過剰
なアセチレンガス存在下であってもそれ以上皮膜中に炭
素(0) k lfxり込む反応、すなわち’l”i
/ o> 1となる反応は進行しないことを意味してい
る。したがって本発明の炭化チタン皮膜製造法によtL
ば、化学晴論組成の炭(5チタ7皮膜全製造するために
アセチレンガスIEカケ微妙に側倒する必要がなく運転
・操作が極めて容易となる。
反応特性図の一例を示す。横軸はアセチレンガス圧ツバ
縦軸は化学組成で、基板温度300℃、皮膜析出速度1
.5A/秒、一定にしてアセチレンガス圧力を変化させ
たときの析出皮膜の化学組成を示す。アセチレンガス圧
力がI X I 0−5Torr以上になると、アセチ
レンガス圧力に依存せずに安定な’+’i、/ O=
1 (炭化チタンの化学歌論組成)の皮膜が形成される
。これは炭化チタンの化学討論組成であるTi / O
= 1の皮膜はイヒ学的に最も安定であるため、化学…
論組成の炭化チタン皮膜が形成された段階でも−や過剰
なアセチレンガス存在下であってもそれ以上皮膜中に炭
素(0) k lfxり込む反応、すなわち’l”i
/ o> 1となる反応は進行しないことを意味してい
る。したがって本発明の炭化チタン皮膜製造法によtL
ば、化学晴論組成の炭(5チタ7皮膜全製造するために
アセチレンガスIEカケ微妙に側倒する必要がなく運転
・操作が極めて容易となる。
本発明の利点全列挙すれば以下の通っである。
(1) 低圧力1での炭化チタン皮膜製造法であるた
め、より遠方の基板上へ炭化ブータン皮+1Qを蒸着析
出させることができる。
め、より遠方の基板上へ炭化ブータン皮+1Qを蒸着析
出させることができる。
(2)直接fヒ学反応を利用した製造法であるため炭化
チタンの化学員論組成以上に反応が進行せず、皮膜の製
造条件の設定が容易である。
チタンの化学員論組成以上に反応が進行せず、皮膜の製
造条件の設定が容易である。
(3) flli単な原理に基づいた製造法であるだ
め製造操作が簡便となり、また低圧力下であるため真空
ポンプに対するガス負荷も軽減され製造コストが低減さ
れる。
め製造操作が簡便となり、また低圧力下であるため真空
ポンプに対するガス負荷も軽減され製造コストが低減さ
れる。
(4) 低温で炭化チタン皮膜を製造できるため、使
用できる基板材の種類がより広範囲となる。
用できる基板材の種類がより広範囲となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の炭化チタン皮膜の製造法の説明図、第
2図は本発明によって製造した炭化チタノ皮膜の反応特
性図の一例である。 ■・・・真空容器、2・・・金属チタン蒸発源、3・・
・基板、4・・・基板加熱ヒータ、5・・・真空バルブ
、6・・・真空ポンプ、7・・・電圧印加用電源、8・
・・流酸可変真空バルブ 85 手続補正誓(自発) 昭和57年9月27E1 Q:、bM/+庁艮官若杉和夫殿 1、事件の表示 昭第1157年特許願第1416’24号2、発明の名
称 炭化チタン皮膜の製造法 3、補正をする省 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内幸町二丁目2番2号名 称
(409)日本原子力研究所 4代 理 人 住 所 〒104東京都中央区銀座8丁目15番10号
銀座ダイヤハイツ41咋胤話03−542−09176
、補正の内容 明細書2頁上から9行目rTi/c=IJをIrTi1
0=IJに、 明細書7頁上から1行目「約2.5J−」を「約1.5
λ」に、 明細書7頁末行rlX10 TorrJを「5 X
I W 5Torr 」に、 明細書8頁上から8行目rTi10> I JをFTi
lo<Ijに、 それぞれ訂正する。 図面第2図を別紙のとおシ訂正する。 委任状を別紙のとおり補充する。
2図は本発明によって製造した炭化チタノ皮膜の反応特
性図の一例である。 ■・・・真空容器、2・・・金属チタン蒸発源、3・・
・基板、4・・・基板加熱ヒータ、5・・・真空バルブ
、6・・・真空ポンプ、7・・・電圧印加用電源、8・
・・流酸可変真空バルブ 85 手続補正誓(自発) 昭和57年9月27E1 Q:、bM/+庁艮官若杉和夫殿 1、事件の表示 昭第1157年特許願第1416’24号2、発明の名
称 炭化チタン皮膜の製造法 3、補正をする省 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内幸町二丁目2番2号名 称
(409)日本原子力研究所 4代 理 人 住 所 〒104東京都中央区銀座8丁目15番10号
銀座ダイヤハイツ41咋胤話03−542−09176
、補正の内容 明細書2頁上から9行目rTi/c=IJをIrTi1
0=IJに、 明細書7頁上から1行目「約2.5J−」を「約1.5
λ」に、 明細書7頁末行rlX10 TorrJを「5 X
I W 5Torr 」に、 明細書8頁上から8行目rTi10> I JをFTi
lo<Ijに、 それぞれ訂正する。 図面第2図を別紙のとおシ訂正する。 委任状を別紙のとおり補充する。
Claims (1)
- 而して配設された基板表面に炭化チタンを析出させるこ
とを特徴とする炭化チタン皮膜の製造法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57141624A JPS5935014A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 炭化チタン皮膜の製造法 |
US06/523,440 US4582728A (en) | 1982-08-17 | 1983-08-16 | Process for preparing a titanium carbide film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57141624A JPS5935014A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 炭化チタン皮膜の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5935014A true JPS5935014A (ja) | 1984-02-25 |
JPH0440285B2 JPH0440285B2 (ja) | 1992-07-02 |
Family
ID=15296361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57141624A Granted JPS5935014A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 炭化チタン皮膜の製造法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4582728A (ja) |
JP (1) | JPS5935014A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62237462A (ja) * | 1986-04-08 | 1987-10-17 | Hitachi Metals Ltd | 熱定着型静電荷像現像用トナ− |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT9173U1 (de) * | 2005-12-06 | 2007-05-15 | Plansee Se | Erste-wand-komponente mit ringsegment |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5253780A (en) * | 1975-10-30 | 1977-04-30 | Nippon Steel Corp | Roll with hardened surface |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3369924A (en) * | 1964-05-27 | 1968-02-20 | Du Pont | Gas pressure impregnation of porous bearing with molten tetrafluoroethylene polymer |
US3642522A (en) * | 1969-07-15 | 1972-02-15 | Suisse Horlogerie Rech Lab | Method for producing hard coatings on a surface |
-
1982
- 1982-08-17 JP JP57141624A patent/JPS5935014A/ja active Granted
-
1983
- 1983-08-16 US US06/523,440 patent/US4582728A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5253780A (en) * | 1975-10-30 | 1977-04-30 | Nippon Steel Corp | Roll with hardened surface |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS62237462A (ja) * | 1986-04-08 | 1987-10-17 | Hitachi Metals Ltd | 熱定着型静電荷像現像用トナ− |
JPH0762764B2 (ja) * | 1986-04-08 | 1995-07-05 | 日立金属株式会社 | 熱定着型静電荷像現像用トナ− |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4582728A (en) | 1986-04-15 |
JPH0440285B2 (ja) | 1992-07-02 |
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