JPS60234962A - 耐腐食性薄膜およびその製造方法 - Google Patents

耐腐食性薄膜およびその製造方法

Info

Publication number
JPS60234962A
JPS60234962A JP9155184A JP9155184A JPS60234962A JP S60234962 A JPS60234962 A JP S60234962A JP 9155184 A JP9155184 A JP 9155184A JP 9155184 A JP9155184 A JP 9155184A JP S60234962 A JPS60234962 A JP S60234962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
corrosion
nitrogen
iron nitride
chamber
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.)
Granted
Application number
JP9155184A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0726194B2 (ja
Inventor
Kazuo Umeda
和夫 梅田
Akira Tazaki
田崎 明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP59091551A priority Critical patent/JPH0726194B2/ja
Publication of JPS60234962A publication Critical patent/JPS60234962A/ja
Publication of JPH0726194B2 publication Critical patent/JPH0726194B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641Nitrides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 λ嘘匁則す 本発明は、耐腐食t’l薄1模a3よびその形成方法に
関し、さらに訂しく G、L fりれだ耐腐食性を右づ
−る[7(!系耐腐食↑(1薄膜およびその形成方法に
関する。
年11111/) j幻用J蝦璽μらびにヱー悲護■悼
近イ1、貞空烹71、スパッタリング、イAンブレーj
イングhどのドライニl−ティング技術の進歩にJ、す
、金属、レラミック、プラスチックなどからイするノイ
ルl\あるいは成型物品の表面に、金属、半導体、金属
酸化物、セラミックなどの薄膜を形成覆ることが可能と
なってきた。このようなドライ」−アイング技術による
薄膜の形成は、従来のメッキ沫に代表されるウェッ1〜
コーティング技術に比べ、一般に工程数が少なく、また
不純物の混入が制御でき、しかも環境汚染の心配がない
などの利点を右りるため、薄膜の特性に応じて、耐腐食
用、耐熱用、装飾用、表面硬化用、メタライズ用などの
多種多様な目的に利用されつつある。
ところで「C薄膜は、光沢、導電性、磁気的特性などの
面で優れた性質を有していることに加えて、材料コス]
・が安いという右点がある。ところがFe1li膜は耐
腐食性をほとんど有していないため、その使用は著しく
制限されていた。
本発明者らは、[C薄膜の耐腐食性の向上を目的どして
鋭意研究した結果、以下の事実を見出した。
くa) N2、N1」3などの含窒素ガス中で、FCを
イオンブレーティング、スパッタリングなどの方法によ
り基材上に成膜すると、Fe2N、Fe3N、Fe4N
などの窒化鉄を含むFe系薄膜が得られること。
(b) このような窒化鉄を含むFe系薄膜は、Feを
アルゴンなどの不活性ガス中での真空蒸着法などにより
基材上に成膜した窒化鉄を含まないFe系薄膜と比べて
、耐腐食性が大幅に向上していること。
発明の目的ならびにその概要 本発明は、上記のような知見に基いて完成されたもので
あって、Fe系薄膜でありながら、優れた耐腐食性を右
りる「e系薄膜J”iよびぞの製造方法を提供り゛るこ
とを1]的としている。
本発明に係る耐腐食性薄膜は、基材」:に設【プられた
Fc系薄WAであって、この[e系薄膜は「exN(式
中Xは2〜8である)で示される窒化鉄を5%以」−好
ましくは20%以上さらに好ましくは50%含んでいる
ことを特徴としている。
また本発明に係る耐1@食+4薄膜の!!7造方法は、
ブA!ンバー内でFCまたはFa系合金を蒸盾源または
ターグツ1〜どして、反応性イオンブレーティング払ま
たは反応性スパッタリング法にJ、す、以−トの条件<
 a ) ヘ(b )下でFexN(xは2へ・8であ
る)で示される窒化鉄を5%以上含む[e基金属薄膜を
基材上に成膜することを特徴としている。
(n) 5Vンハー内の含窒素ガス圧を反応性イオンブ
レーティング払の場合には2×10’ 〜1 、 Ox
 10−2Torrノ範囲に、また反応性スパッタリン
グ法の場合には1×10−3〜1 、 Ox 10’T
orrの範囲に保つこと、 (b) al!、!の成膜速度を反応性イオンブレーテ
ィング払の場合には0.5〜200八/secの範囲に
、また反応性スパッタリング法の場合には0.1〜20
0八/ secの範囲に保つこと。
3、発明の詳細な説明 以下本発明を図面により説明で−で・。
本発明に係るFe系耐腐食性薄膜1は、第1図に示され
るように、基材2上に設りられている。
Fe系耐腐食性薄膜1は、「exN(式中Xは2〜8で
ある)で示される窒化鉄を5%以上、好ましくは20%
以上、さらに好ましく50%以上含んでいる。
Fe系薄膜における窒化鉄の量が5%未満であると、充
分な耐腐食性が得られないため好ましくない。
なおFe系薄膜3におけるF(!XNで示される窒化鉄
の鉛が5〜20%である場合には、40℃湿度90%の
室内に1週間放置しても腐蝕が認められない程度の耐腐
蝕性を有しており、また前記窒化鉄の吊が20〜50%
である場合には、NaClを含む蒸気に1週間接触させ
ても腐蝕が認められない程度の耐腐蝕性を有しており、
さらに前記窒化鉄の量が50%以」−である場合には、
5%NaC1水溶液に′1週間浸漬しても腐蝕が認めら
れない程度の腐蝕性を右している。
基材2として(,1、あらゆるタイプの物体が基材2ど
なりうるが、具体的には、ポリエチレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース7ルアー1〜、ポ
リスチレン、ポリメチルメタクリレ−1−、ポリプロピ
レン、ポリエチレンテレフタレ−1−、メブルペンテン
樹脂、ポリアミド、ポリカーボネー1−、ポリフェニレ
ンオキシド、ポリサルホン、ポリフッ化Jチレン、ポリ
フッ化エチレンブ[1ピレン、ポリ1−デルイミド、ポ
リイミド、アクリル樹脂、1ボキシ樹脂、メラミン樹脂
、尿Z・5樹脂などのプラスブーツタ類、鉄、銅、アル
ミニラ114【どの金属類、ガラス、セラミック類など
が用いられ)る。これらの基材は、フィルム状、シート
状、箔状、成型体などのあらゆる形状をとりうる。また
場合によっては、本発明に係るFe系耐腐食性薄膜を、
半導体または磁性体上に直接設置プることもできる。
次に本発明に係るFe系耐腐食性薄膜1の形成方法につ
いで説明する。
Fe系耐腐食性薄膜1を基材2土に設けるには、従来の
イオンブレーティング装置またはスパッタリング装置を
用い、この装置内にアルゴンなどの不活性ガスの代わり
に窒素、アンモニウムなどの含窒素ガスを導入し、Fe
またはFe系合金をターゲットとして、反応性イオンプ
レーディング法または反応性スパッタリング法にJ:す
「C系耐腐食性薄膜を基材上に被着させればよい。
あるいはまた、第2図に示されるようなイA−ンブレー
ティング装置を用いてもよい。このイオンブレーティン
グ装置3は、底部にバルブ5を有する真空ライン4を具
備しており、また側部にバルブ7を有する含窒素ガスの
導入ライン6を具備している。イオンブレーティング装
置3の内部ずなわちブllンバー8の下部には、蒸着踪
であるFCまたは「C系合金9を入れるためのルツボ1
0が設りられており、このルツボ10の下部には、電子
銃よ/、= 41抵抗加熱装置を含んで構成される電子
ヒーム加熱装買11が設【プられている。またチャンバ
ー8内の前記ガス導入ライン6どほぼ水平位;i″1゛
(あり、しかbルツボ10の上方に、イオン化電極 る。さらに、fトンバー8内のイオン化電極12のはは
真上4:t V’fには、ホルダー14が設【)られ(
J5す、この!J\ルダー11よ耐腐食性薄膜が被着ざ
ねる3rL +A 2を保持1−る役割を果たしCいる
このようなイオンブレーティング装置にJ3いでは、ル
ツボ10内のFeまたはFe系合金9は、電子ビーム加
熱装置11から放出されるとともに加速集束されIこ電
子ビーム15により加熱され、FeまたはFc系合金の
蒸気流16が上方に向けて発生する。一方前記イオン化
電極12は、フィラメント13に対して正電位にバイア
スされており、このイオン化電極12とフィラメント1
3との間には、−フィラメント13からイオン化電極1
2に向けて熱電子流17が発生覆る。また、前記の含窒
素ガスの導入ライン6からは、含窒素ガス18がチャン
バー8内に>9人される。そしてFeまたはFe系合金
の蒸気流16および含窒素ガス18は、前記の熱電子流
17と衝突してイオン化され、FcまたはFe系合金の
蒸気流16と含窒素ガス18とは反応して、Fcまたは
Fe系合金の一部は窒化鉄となり、基材2上に被着され
る。
上2の操作の手順ならびに条件について説明すると、ま
ずヂトンバー8内を10 ’Torr程度の高真空にま
ぐ排気する。次に含窒素ガス18をガス導入ライン6か
ら数10Torrまで導入してチャンバー8内を含窒素
ガスで満たし、この含窒素ガスの流量をバルブ7により
コントロールしながら再び排気を行なって、チャンバー
内の含窒素ガス圧を2X10’ 〜1.OX10−2T
orH)範囲に保つ。
チャンバー8内の含窒素ガス圧は、得られるFe系薄膜
中での窒化鉄の組成ならびに但に対して犬さへ影響をr
atえる。、 ft・ンバー内の含窒素ガス几か2 X
 10 ’Torr未満では、窒化鉄のイ1“成が不充
分どなり、耐M食性に優れIこ薄膜が青られないため好
ましくない。また含窒素ガス圧が1.0×10−2To
rrを超えるど、成膜性が悪くなり、得られる薄膜表面
が粗面化するとともに基Iと薄膜との密着性が低下する
ため好ましくない。
ルツボ10内のl”eまたはFe系合金9に照射される
電子ビーム15の量は、電子銃を含んで構成される電子
ビーム加熱装置11にhlえられる電力によりコントロ
ールされるが、この電子ビーム加熱装置11に加えられ
る電力に応じて「゛e系薄膜の成膜速度が決定される。
Fe系IWAの成膜速度は0.5〜200人/secの
範囲に保つことが好ましい。成膜速度もまた得られるF
e系薄膜中での窒化鉄の組成ならびに量に対して大きな
影響を与え、この成膜速度が200人/secを超える
と、FeまたはFe系合金の窒化が充分に行なえないた
め好ましくない。また成膜速度が0.5A/sec未満
であると、成膜が安定化しないため好ましくない。
フィラメント13に電圧が印加されて熱電子流17が発
生するが、この印加電圧はフィラメンi・13の大きさ
によって変化するが、一般にフィラメント13が白色光
を放つ程爪に加熱すれば充分である。この際フィラメン
ト13の一方端は接地しておくことが好ましい。まlζ
イオン電極12に印加する電圧は、FeまたはFe系合
金の蒸気流16および含窒素ガス18のイオン化状態を
良好に保つため、フィラメント13に対して正に数10
V程度印加することが好ましい。
なお、ルツボ10およびホルダー14は、一般には接地
することが好ましいが、ホルダー14には関しては大地
に対して負の電圧を印加してもよい。
一方、スパッタリング法によりFe系薄膜1を基材2上
に成膜するには、チ11ンバー内の圧力を1 x 10
 〜I X 10 ”Torr(7)範囲に保ち、成膜
3 速度を0.1〜20〇八/SCCの範囲に保つことが好
ましい。
蒸着源であるFe系合金としては「0を主体とした合金
たとえばFe −Ni 、Fe −Go 、Fe−Ni
 −Co SFe −Rh 、Fc −Cr 、Fe 
−8m 、Fe−Cr 、Fe−8iなどが用いられう
る。
/、TおFC系薄膜の膜厚は、広い範囲で変化しろるが
、一般に500人〜10μm好ましく【よ100〇八・
〜・2μmであることが好ましい。ただし、磁性体を基
材として用いる場合には、1′θ系薄膜の膜厚は500
八〜1500八であることが好ましい。
含窒素ガスとしては、窒素ガス、アンモニアガス、また
はこれらの混合物あるいはこれらのガスとヘリウム、ネ
オン、アルゴンなどの不治付ガスとの混合物などが用い
られうるが、特に窒素ガスが好ましい。
なお本明細書においで「e系薄膜中の窒化鉄の%は、メ
スバウアー法に基づいて決定された値である。
以下水弁11を実施例により説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。
実施例1 1it 1,4どしC厚さ50μmのポリイミドフィル
ムを用い、その表面にFeを蒸着源として第2図に示し
たイオンプレーディング装置により以下の条件でFO系
金金属薄膜形成した。
比較例1 実施例1において、N2ガスを導入せず真空度を5 X
 10−5Torrに保った以外は、実施例1と同様に
してFe金属薄膜を形成した。
上記実施例1および比較例1′c得られたFe系金14
薄膜の組成および耐腐食性を表に示J6なお膜の組成は
メスバウアー分光法により分析した。
実施例2 実施例1におい一’c、N2ガスを導入しながら真空度
をイれぞれ4 X 10 ’Torr、6 X 10−
’Torr、8X 10 Torr、 1.5x 10
”3Torrに保ツlζ以4 外は実施例1と同様にしてFe系金属薄膜を形成した。
冑られたFe系金属薄膜における[e2〜3Nの合格は
それぞれ25%、25%、47%、57%C・あった。
また5%NaCj水溶液中に4日間放間しCも、腐食は
全く認められなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るFe系金属1IIIIIの断面図
であり、第2図はFe系金属薄膜を形成づる% ’IN
に用いられるイオンブレーティングlfi!’2の断面
図である。 1・・・Fe系金属薄膜、2・・・基材、3・・・イA
ンプレーティング装置。 出願人代理人 猪 股 清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 基材上に設Cノられたl”C系簿膜であって。 コ(7) F C系簿膜【、1、FeXN(式中Xは2
    〜8である)で示される窒化鉄を5%以上含んでいるこ
    とを特徴どづる耐腐食性薄膜。 2、 Xが2.3または4である特許請求の範囲第1項
    に記載の耐腐食性薄膜。 3、 チャンバー内でFeまたはFe系合金を蒸首源ど
    しC1反応性イオンプレーディング法または反応刊スパ
    ッタリング法により、以下の条件1・([−CXN(式
    中x LJ 2へ・8 ’in”ある)で示される窒化
    鉄を51%以上含む「C系簿膜を基材上に成膜りること
    を特徴とりる、耐腐食性薄膜の製造方法(jl) fマ
    ・ンバー内の含窒素ガス圧を2×10 ・〜1 、 O
    x I Q’Torrの範囲に保つ4 こと、 (b) illの成膜速度を0.5”−200人/se
    c範囲に保つこと。 4、 チャンバー内でFeまたはFe系合金をターゲッ
    トとして、反応性スパッタリング法により、以下の条件
    下でFOXN(式中Xは2〜8である)で示される窒化
    鉄を5%以上含むFe系会合薄膜基材上に成膜(ること
    を特徴とする、耐腐蝕性薄膜の製造方法: (a) チャンバー内の含窒素ガス圧を1×3 10〜1×1O−11Orrノ範囲に保ツコト、(b)
     薄膜の成膜速度を0.1〜200八/secの範囲に
    保つこと。 5、 含窒素ガスが、窒素ガスまたはアンモニアガスあ
    るいはこれらの混合物もしくはこれらのガスとヘリウム
    、ネオンまたはアルゴンとの混合物である特許請求の範
    囲第3項または第4項に記載の耐腐食性薄膜の製造方法
JP59091551A 1984-05-08 1984-05-08 耐腐食性薄膜およびその製造方法 Expired - Lifetime JPH0726194B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59091551A JPH0726194B2 (ja) 1984-05-08 1984-05-08 耐腐食性薄膜およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59091551A JPH0726194B2 (ja) 1984-05-08 1984-05-08 耐腐食性薄膜およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60234962A true JPS60234962A (ja) 1985-11-21
JPH0726194B2 JPH0726194B2 (ja) 1995-03-22

Family

ID=14029631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59091551A Expired - Lifetime JPH0726194B2 (ja) 1984-05-08 1984-05-08 耐腐食性薄膜およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0726194B2 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52149281A (en) * 1976-06-07 1977-12-12 Tsuneo Nishida Deposition process for titanium nitride coating film
JPS52149234A (en) * 1976-06-07 1977-12-12 Tsuneo Nishida Surface treatment
JPS5945911A (ja) * 1982-03-09 1984-03-15 Nippon Mining Co Ltd 高飽和磁化磁性材料およびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52149281A (en) * 1976-06-07 1977-12-12 Tsuneo Nishida Deposition process for titanium nitride coating film
JPS52149234A (en) * 1976-06-07 1977-12-12 Tsuneo Nishida Surface treatment
JPS5945911A (ja) * 1982-03-09 1984-03-15 Nippon Mining Co Ltd 高飽和磁化磁性材料およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0726194B2 (ja) 1995-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4698233A (en) Production of aluminum material having an aluminum nitride layer
US3968270A (en) Process for preparation of metal coatings
JPS60234962A (ja) 耐腐食性薄膜およびその製造方法
JPH02280310A (ja) 電解コンデンサ用電極材料の製造方法
JPS588640B2 (ja) スピ−カ−シンドウバンノセイゾウホウ
JPS5918475B2 (ja) 被覆高速度鋼
JPH10140326A (ja) 窒化鉄薄膜の製造方法
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
Patil et al. Study of various synthesis techniques of nanomaterials
JPH05320872A (ja) 耐食性被膜付き金属物品及びその製造方法
JPH07150337A (ja) 窒化膜の製造方法
JPH04341558A (ja) ダイヤモンド様炭素保護膜を有する物品とその製造方法
JPS58100672A (ja) 薄膜形成法及びその装置
KR950004779B1 (ko) 밀착성이 우수한 경질 흑색성 박막 및 그 제조방법
JPH0759745B2 (ja) 耐熱性に優れたチタンめつき鋼板
Chun et al. Metallic alloy coatings using coaxial vacuum arc deposition
JPS60197305A (ja) ダイヤモンドコ−ト付刃具
JP2004010741A (ja) 撥水性被膜の形成方法および該方法で形成される撥水性被膜
JPH02118062A (ja) 発色セラミック被覆鋼板の製造方法
Ohashi et al. Effect of ambient vacuum pressure on the corrosion properties of pure iron films formed by the ion beam deposition method
JPS5873765A (ja) 金属アモルフアス薄膜の形成方法
JPH04311557A (ja) 耐食性被覆複合材料及びその製造方法
JPH05230654A (ja) 合金皮膜のイオンプレーティング方法および装置
JPS62283258A (ja) ピストンリング
JPH02274867A (ja) 複合材料膜の製造方法