JPS61106494A - ダイヤモンド被膜部材及びその製法 - Google Patents
ダイヤモンド被膜部材及びその製法Info
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- JPS61106494A JPS61106494A JP22867384A JP22867384A JPS61106494A JP S61106494 A JPS61106494 A JP S61106494A JP 22867384 A JP22867384 A JP 22867384A JP 22867384 A JP22867384 A JP 22867384A JP S61106494 A JPS61106494 A JP S61106494A
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- Japan
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はダイヤモンド膜の基体に対する密着性を向上せ
しめたダイヤモンド被膜部材及びその製法に関するもの
である。
しめたダイヤモンド被膜部材及びその製法に関するもの
である。
ダイヤモンドは高価な装置を使用して超高圧・超高温の
もとで合成されるようになったが、他方、硬度及び耐摩
耗性に優れた切削部材や耐摩耗部材など更に広範な用途
に答えると共に効率的にダイヤモンドを合成するために
ダイヤモンド膜の低圧気相合成技術が研究されている。
もとで合成されるようになったが、他方、硬度及び耐摩
耗性に優れた切削部材や耐摩耗部材など更に広範な用途
に答えると共に効率的にダイヤモンドを合成するために
ダイヤモンド膜の低圧気相合成技術が研究されている。
最近の研究によれば、熱CVD法、プラズマC■法、イ
オンビーム−法等の気相合成技術により良質なダイヤモ
ンド膜が形成できるようになってきた。
オンビーム−法等の気相合成技術により良質なダイヤモ
ンド膜が形成できるようになってきた。
しかしながら、このダイヤモンド膜を工具、耐摩耗部材
等の物理的衝撃の大きい部材やヒートシンク用基板等の
熱衝撃の大きい部材やヒートサイクルの激しい部材膠ζ
用いると膜の基体に対する密着性に問題がでる。即ち、
ダイヤモンド膜形成用基体にはSi−、MO,石英、ス
テンレス、 AJxOa 。
等の物理的衝撃の大きい部材やヒートシンク用基板等の
熱衝撃の大きい部材やヒートサイクルの激しい部材膠ζ
用いると膜の基体に対する密着性に問題がでる。即ち、
ダイヤモンド膜形成用基体にはSi−、MO,石英、ス
テンレス、 AJxOa 。
超硬合金、サーメット、 ZrO+ 、 Sl、C、5
iaN+ 等々があるが、これらの基体表面に直接、
ダイヤモンド膜を形成しようとするとこの膜と基体との
それぞれの熱膨張係数に差があるため、気相成長法によ
り基体表面上にダイヤモンド膜を生成する1こ際して基
体が加熱されて膜生成後の冷却に伴って膜に応力が加わ
った状態となる。その結果、斯様なダイヤモンド被膜部
材を物理的衝撃や熱衝撃の大きい部材に用いると膜にク
ラックが発生したり、膜自体が剥離するという問題が生
じていた。
iaN+ 等々があるが、これらの基体表面に直接、
ダイヤモンド膜を形成しようとするとこの膜と基体との
それぞれの熱膨張係数に差があるため、気相成長法によ
り基体表面上にダイヤモンド膜を生成する1こ際して基
体が加熱されて膜生成後の冷却に伴って膜に応力が加わ
った状態となる。その結果、斯様なダイヤモンド被膜部
材を物理的衝撃や熱衝撃の大きい部材に用いると膜にク
ラックが発生したり、膜自体が剥離するという問題が生
じていた。
従って本発明の目的はダイヤモンド膜の基体に対する密
着性を向上せしめて高品質且つ゛高信頼性のダイヤモン
ド被膜部材を提供することにある。
着性を向上せしめて高品質且つ゛高信頼性のダイヤモン
ド被膜部材を提供することにある。
本発明の他の目的は新規な薄膜形成技術を用いて効率的
に高品質且つ高信頼性ダイヤモンド被膜部材となるよう
な製法を提供することにある。
に高品質且つ高信頼性ダイヤモンド被膜部材となるよう
な製法を提供することにある。
本発明によれば、基体上に基体成分及び炭素成分を有す
る中間層を介してダイヤモンド膜を形成したことを特徴
とするダイヤモンド被膜部材が提供される。
る中間層を介してダイヤモンド膜を形成したことを特徴
とするダイヤモンド被膜部材が提供される。
更に本発明によれば、内部に基体が設置された反応室に
基体構成元素含有ガスと炭素含有ガスを導入して気相成
長させることにより該基体上に基体成分及び炭素成分を
有する中間層を形成し、次いで該中間層上にダイヤモン
ド膜を形成することを特徴とするダイヤモンド被膜部材
の製法が提供される。
基体構成元素含有ガスと炭素含有ガスを導入して気相成
長させることにより該基体上に基体成分及び炭素成分を
有する中間層を形成し、次いで該中間層上にダイヤモン
ド膜を形成することを特徴とするダイヤモンド被膜部材
の製法が提供される。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明においては、第1図に示す通り、基体1上にダイ
ヤモンド@2を形成するに際して基体1とダイヤモンド
膜2の間に後述する製法により中間層3を介在するもの
である。即ち、前述した通り、基体にPVDやCVDな
どにより直接、ダイヤモンド膜を形成しようとする場合
、膜形成中、基体自身を所定温度にまで高める必要があ
り、そのために膜と基体の熱膨張係数の差に起因して膜
形成後冷却を行なうと膜の内部には応力が加わった状態
となる。これにより物理的衝撃や熱衝撃に弱いダイヤモ
ンド被膜部材となり、用途範囲を著しく狭くしている。
ヤモンド@2を形成するに際して基体1とダイヤモンド
膜2の間に後述する製法により中間層3を介在するもの
である。即ち、前述した通り、基体にPVDやCVDな
どにより直接、ダイヤモンド膜を形成しようとする場合
、膜形成中、基体自身を所定温度にまで高める必要があ
り、そのために膜と基体の熱膨張係数の差に起因して膜
形成後冷却を行なうと膜の内部には応力が加わった状態
となる。これにより物理的衝撃や熱衝撃に弱いダイヤモ
ンド被膜部材となり、用途範囲を著しく狭くしている。
従って、基体1とダイヤモンド膜2の間に中間層3を形
成して中間層3の熱膨張係数を基体、1及びダイヤモン
ド膜2のそれぞれの熱膨張係数のなかに入るようにすれ
ばダイヤモンド膜の形成に伴って発生するダイヤモンド
膜2の内部応力が緩和されることになる。
成して中間層3の熱膨張係数を基体、1及びダイヤモン
ド膜2のそれぞれの熱膨張係数のなかに入るようにすれ
ばダイヤモンド膜の形成に伴って発生するダイヤモンド
膜2の内部応力が緩和されることになる。
本発明によれば前記中間層3を形成するため次に述べる
ような製法。により該層が基体成分及び炭素成分を有す
るようにして熱膨張係数を上述した通りの所定の範囲内
にすることが重要である。
ような製法。により該層が基体成分及び炭素成分を有す
るようにして熱膨張係数を上述した通りの所定の範囲内
にすることが重要である。
本発明の製法によれば、前記中間層を形成するに際して
内部に基体が設置された反応室に基体構成元素含有ガス
及び炭素含有ガスを導入して該反応室内部にプラズマが
発生すると基体上に基体成分及び炭素成分を有する中間
層が形成される。引き続いて同じプラズマCVD装置を
用いてこの中間層の上にダイヤモンド膜を形成すること
ができる。
内部に基体が設置された反応室に基体構成元素含有ガス
及び炭素含有ガスを導入して該反応室内部にプラズマが
発生すると基体上に基体成分及び炭素成分を有する中間
層が形成される。引き続いて同じプラズマCVD装置を
用いてこの中間層の上にダイヤモンド膜を形成すること
ができる。
斯様に中間層とダイヤモンド膜を同一のプラズマCVD
装置を用いて連続して形成することができるが、ダイヤ
モンド膜を熱CVD法、スパッタリング法、イオノブレ
ーティング法等による他の成膜装置によって形成しても
何ら差支えない。
装置を用いて連続して形成することができるが、ダイヤ
モンド膜を熱CVD法、スパッタリング法、イオノブレ
ーティング法等による他の成膜装置によって形成しても
何ら差支えない。
更に本発明に係る中間層の製法については、プラズマC
VD装置に基体材料にも関係するが熱C叩法を用いるこ
とができる。またPVD (物理的気相法)を用いるこ
ともでき、例えばICE (電子サイクロトロン共鳴)
プラズマのイオンビーム法によってダイヤモンド状炭素
と基体成分から成る中間層を形成し、次いでECRプラ
ズマCvD法またはECRイオンビーム法によりダイヤ
モンド膜を形成することができる。更に他のPVDとし
てスパッタリング、イオンビーム法、イオンブレーティ
ング法などによっても中間層を形成することができ、次
いでそれぞれの成膜技術によって連続してダイ)ヤモン
ド膜を形成することができる。
VD装置に基体材料にも関係するが熱C叩法を用いるこ
とができる。またPVD (物理的気相法)を用いるこ
ともでき、例えばICE (電子サイクロトロン共鳴)
プラズマのイオンビーム法によってダイヤモンド状炭素
と基体成分から成る中間層を形成し、次いでECRプラ
ズマCvD法またはECRイオンビーム法によりダイヤ
モンド膜を形成することができる。更に他のPVDとし
てスパッタリング、イオンビーム法、イオンブレーティ
ング法などによっても中間層を形成することができ、次
いでそれぞれの成膜技術によって連続してダイ)ヤモン
ド膜を形成することができる。
本発明に係る中間層はダイヤモンド膜と同じ炭素成分を
含むものであり、更にこの炭素成分が局部的又は全体と
してダイヤモンド状に原子配列していると共に基体材料
にもよるが、基体成分がダイヤモンド状炭素原子配列に
取り込まれるかもしくは置換して固溶体をつ(る。或い
は基体成分元素と化学結合して硬質な次化物を生成する
。通常、ダイヤモンド膜の熱膨張係数は基体と比べて小
さいことから、この中間層には熱膨張係数の小さなダイ
ヤモンド状態が局部的又は全体として形成されても基体
成分が固溶したり、炭化物をつくることによって該層の
熱膨張係数をダイヤモンド膜よりも大きくしている。
含むものであり、更にこの炭素成分が局部的又は全体と
してダイヤモンド状に原子配列していると共に基体材料
にもよるが、基体成分がダイヤモンド状炭素原子配列に
取り込まれるかもしくは置換して固溶体をつ(る。或い
は基体成分元素と化学結合して硬質な次化物を生成する
。通常、ダイヤモンド膜の熱膨張係数は基体と比べて小
さいことから、この中間層には熱膨張係数の小さなダイ
ヤモンド状態が局部的又は全体として形成されても基体
成分が固溶したり、炭化物をつくることによって該層の
熱膨張係数をダイヤモンド膜よりも大きくしている。
更に中間層には前述したダイヤモンド状や炭化物が局部
的又は全体として生成しているのに相笑って、基体構成
元素含有ガスの種類やその構成成分の含有量とも関連す
るが、該層の内部には基体成分が基体と同様な原子配列
を局部的又は全体として形成している。その結果、中間
層の熱膨張係数はダイヤモンド膜より太き(なっても基
体の熱膨張係数を下回ることになる。
的又は全体として生成しているのに相笑って、基体構成
元素含有ガスの種類やその構成成分の含有量とも関連す
るが、該層の内部には基体成分が基体と同様な原子配列
を局部的又は全体として形成している。その結果、中間
層の熱膨張係数はダイヤモンド膜より太き(なっても基
体の熱膨張係数を下回ることになる。
本発明によれば、中間層の炭素成分含有量が少なくなる
と基体成分が基体と同様な原子配列を形成するようにな
り、一方、その含有量が大きくなるとダイヤモンド状や
炭化物が生成し易くなる。
と基体成分が基体と同様な原子配列を形成するようにな
り、一方、その含有量が大きくなるとダイヤモンド状や
炭化物が生成し易くなる。
本発明者が種々の実験を繰り返し行った結果、中間層に
炭素成分が容積比で0601乃至99.99%含有して
いると該層の熱膨張係数がダイヤモンド膜と基体のそれ
ぞれの熱膨張係数のなかに入れることができ、これによ
りダイヤモンド膜の内部に発生する応力を顕著に低減せ
しめることができ、ダイヤモンド膜の基体に対する密着
性を高めることができる。
炭素成分が容積比で0601乃至99.99%含有して
いると該層の熱膨張係数がダイヤモンド膜と基体のそれ
ぞれの熱膨張係数のなかに入れることができ、これによ
りダイヤモンド膜の内部に発生する応力を顕著に低減せ
しめることができ、ダイヤモンド膜の基体に対する密着
性を高めることができる。
更に、本発明に係る中間層にダイヤモンド状及び基体状
の原子配列を含むことによって中間層と基体、中間層と
ダイヤモンド膜のそれぞれIζ連続した界面を形成する
ことができ、中間層の両者に対する濡れ性が向上し、ダ
イヤモンド膜の基体にを基体側に少なりシ、ダイヤモン
ド膜側に多(するように該層の成膜過程で基体構成元素
含有ガス及び炭素含有ガスの導入ガス量を加減するとよ
い。
の原子配列を含むことによって中間層と基体、中間層と
ダイヤモンド膜のそれぞれIζ連続した界面を形成する
ことができ、中間層の両者に対する濡れ性が向上し、ダ
イヤモンド膜の基体にを基体側に少なりシ、ダイヤモン
ド膜側に多(するように該層の成膜過程で基体構成元素
含有ガス及び炭素含有ガスの導入ガス量を加減するとよ
い。
これにより、基体とダイヤモンド膜に発生した内部応力
の差を中間層がその層厚方向に順次連続して又は段階的
に緩和することができ、加えて中間層の基体及びダイヤ
モンド膜のそれぞれの濡れ性が向上し、その結果、ダイ
ヤモンド膜の基体に対する密着性が更に著しく高められ
る。
の差を中間層がその層厚方向に順次連続して又は段階的
に緩和することができ、加えて中間層の基体及びダイヤ
モンド膜のそれぞれの濡れ性が向上し、その結果、ダイ
ヤモンド膜の基体に対する密着性が更に著しく高められ
る。
本発明に用いられる基体【ζはSIC,5iaN* 、
#N、 BHなどの非酸化物系セラミック焼結体、
M2O3、ZrOs+ 、 5L02などの酸化物系セ
ラミック焼結体、TiC基、TiN基、T1CN基及び
超硬合金などのサーメット(セラミックと金属の複合材
料)、MO、ステンレスなどの金属等はとんどtべての
基体材料を用いることができ、更に焼結体に限られず、
厚膜技術や薄膜技術によって被覆された基体であっても
何ら差支えなく、いずれの材料についても単結晶、多結
晶、非晶質のうちどれかに限定せねばならぬ格別な理由
はない。
#N、 BHなどの非酸化物系セラミック焼結体、
M2O3、ZrOs+ 、 5L02などの酸化物系セ
ラミック焼結体、TiC基、TiN基、T1CN基及び
超硬合金などのサーメット(セラミックと金属の複合材
料)、MO、ステンレスなどの金属等はとんどtべての
基体材料を用いることができ、更に焼結体に限られず、
厚膜技術や薄膜技術によって被覆された基体であっても
何ら差支えなく、いずれの材料についても単結晶、多結
晶、非晶質のうちどれかに限定せねばならぬ格別な理由
はない。
更に本発明に用いられる基体にSiC、5L3N4 。
SiなどSi系材料を用いて第1図に示すように該基体
1に、(こ主としてSlとCから成る中間層3を介して
ダイヤモンド膜2を形成したダイヤモンド被膜部材に詔
いてはダイヤモンド膜の基体に対する密着性が他の基体
材料を用いるのに比べて優れており、就中、SIC基体
又は5L3N4基体を用いると著しく優れた密着性が得
られる。
1に、(こ主としてSlとCから成る中間層3を介して
ダイヤモンド膜2を形成したダイヤモンド被膜部材に詔
いてはダイヤモンド膜の基体に対する密着性が他の基体
材料を用いるのに比べて優れており、就中、SIC基体
又は5L3N4基体を用いると著しく優れた密着性が得
られる。
また本発明に用いられる基体構成元素含有ガスには基体
材料の少なくとも一種の元素を含有して成るガスであれ
ばよ(、例えばSIC基体又は5L3N4基体にはSi
H4,5iiEIa 、 5isHsなどがあり、TI
CIC−メット基体には’flc14などが、MO基体
K Gt MoC1a ナト力、AJsOa基体tc
+t Aj(Ja rj トがある。またステンレス基
体や超硬合金基体に対してはそれぞれFeやCoをター
ゲットとしたスパッタリングを行なって基体構成元素ガ
スとしても何ら差支えない。従って、基体構成元素含有
ガスにはCVD法、スパッタリング法などの薄膜生成技
術で用いられる気相成長用ガスのすべてを使用できるこ
とは当業者であれば自明であろう。
材料の少なくとも一種の元素を含有して成るガスであれ
ばよ(、例えばSIC基体又は5L3N4基体にはSi
H4,5iiEIa 、 5isHsなどがあり、TI
CIC−メット基体には’flc14などが、MO基体
K Gt MoC1a ナト力、AJsOa基体tc
+t Aj(Ja rj トがある。またステンレス基
体や超硬合金基体に対してはそれぞれFeやCoをター
ゲットとしたスパッタリングを行なって基体構成元素ガ
スとしても何ら差支えない。従って、基体構成元素含有
ガスにはCVD法、スパッタリング法などの薄膜生成技
術で用いられる気相成長用ガスのすべてを使用できるこ
とは当業者であれば自明であろう。
更にまた本発明に用いられる炭素含有ガスにはCH4、
C!IHa 、 C5Hs 、 OmH+などの有機材
料に限らず、黒鉛、カーボンブラックなどの無機材料を
用いてもよ(、気相成長用ガスと成り得るならばすべて
の炭素源を用いることができる。
C!IHa 、 C5Hs 、 OmH+などの有機材
料に限らず、黒鉛、カーボンブラックなどの無機材料を
用いてもよ(、気相成長用ガスと成り得るならばすべて
の炭素源を用いることができる。
本発明によれば、前述した通りの基体成分及び炭素成分
を有する・中間層の他に、第3成分を含有した中間層を
形成してもよい。
を有する・中間層の他に、第3成分を含有した中間層を
形成してもよい。
即ち、例えばダイヤモンド膜の基体に対する密着性を更
に向上させるために第3成分を選択すればよい。この第
3成分を第1図に示す中間層3に含有させる他に、第2
図に示す通り基体1上に第1中間層3aと第2中間m
31)を形成してダイヤモンド膜2を形成してもよい。
に向上させるために第3成分を選択すればよい。この第
3成分を第1図に示す中間層3に含有させる他に、第2
図に示す通り基体1上に第1中間層3aと第2中間m
31)を形成してダイヤモンド膜2を形成してもよい。
第2図の層構成によれば、基体とダイヤモンド膜のそれ
ぞれの熱膨張係数に大きな差があったり、両者間の濡れ
性が劣る場合、これらの欠点を改善するため、例えば第
1中間層3aを基体成分と第3成分、第2中間層3bを
第3成分と炭素成分により形成するとよい。
ぞれの熱膨張係数に大きな差があったり、両者間の濡れ
性が劣る場合、これらの欠点を改善するため、例えば第
1中間層3aを基体成分と第3成分、第2中間層3bを
第3成分と炭素成分により形成するとよい。
更に、この中間層には第3成分に加えてglS4成分、
第5成分・・・−を加えて、第3図及び第4図に示すよ
うに第2中間層3bのうえに第3中間層3C1第4中間
a3d、を形成し、これに伴って第3中間層3Cを第3
成分及び第4成分に、第4中間層3dを第4成分及び第
5成分により形成するとよい。
第5成分・・・−を加えて、第3図及び第4図に示すよ
うに第2中間層3bのうえに第3中間層3C1第4中間
a3d、を形成し、これに伴って第3中間層3Cを第3
成分及び第4成分に、第4中間層3dを第4成分及び第
5成分により形成するとよい。
更に本発明によれば、中間層の厚みを0.01 μm乃
至1flの範囲内に設定するのが望ましく、この厚みは
基体の材料、中間層の炭素含有量や他成分含有量、及び
層構成とも関連するが、本発明者がこれまでに繰り返し
行った実験によれば前記の範囲内に設定することにより
一段と顕著な密着性が得られた。
至1flの範囲内に設定するのが望ましく、この厚みは
基体の材料、中間層の炭素含有量や他成分含有量、及び
層構成とも関連するが、本発明者がこれまでに繰り返し
行った実験によれば前記の範囲内に設定することにより
一段と顕著な密着性が得られた。
更にまた本発明によれば、ダイヤモンド膜の厚みを中間
層の厚み以下に設定するのが望ましい。
層の厚み以下に設定するのが望ましい。
即ち、本発明者が種々の実験を繰り返し行った結果基体
材料、中間層の層構成や組成材料にも関係するが、ダイ
ヤモンド膜の厚みが中間層の厚みを越えていると内部に
応力が発生し易くなる傾向にあることを確かめた。
材料、中間層の層構成や組成材料にも関係するが、ダイ
ヤモンド膜の厚みが中間層の厚みを越えていると内部に
応力が発生し易くなる傾向にあることを確かめた。
次に本発明の実施例を述べる。
〔実施例1〕
反応室としての石英管の外側に高周波電流用コイルを4
回巻に形成し、その内部には900℃の温度に設定しで
ある5i−C基体lを設置した。高周波プラズマCvD
法に基いて該コイルに13.56 MHzの高周波電流
を流すと共に石英管内部にH3ガス、CH4ガス及びS
iH4ガスをそれぞれ200 QQ/m。
回巻に形成し、その内部には900℃の温度に設定しで
ある5i−C基体lを設置した。高周波プラズマCvD
法に基いて該コイルに13.56 MHzの高周波電流
を流すと共に石英管内部にH3ガス、CH4ガス及びS
iH4ガスをそれぞれ200 QQ/m。
2CO/m及び0.5 CQ/iの流量で導入して全圧
ガスを10 ’rorrに設定し、プラズマを発生させ
た。
ガスを10 ’rorrに設定し、プラズマを発生させ
た。
これを3時間続けたところ黒色の中間層3が12μmの
厚みで形成することができた。この中間層をオージェ分
析法と微小X線回折により測定したところ、β−8IC
が約60容量%、ダイヤモンドが約40容量%の組成で
あることを確認した。
厚みで形成することができた。この中間層をオージェ分
析法と微小X線回折により測定したところ、β−8IC
が約60容量%、ダイヤモンドが約40容量%の組成で
あることを確認した。
次いでH2ガス及びCH4ガスをそれぞれ200 cc
/釧及び2(30/@tHの流量にして全圧ガスを20
Torrに設定し、他の設定条件は何ら変更しないで
プラズマを発生させた。これを3時間続けたところ5μ
mのダイヤモンド膜2ができて諺り、第1図に示すダイ
ヤモンド被膜部材を得た。尚、このダイヤモンド膜2は
X線回折、X線励起光電子分析法及びオージェ電子分光
のいずれによってもダイヤモンドが生成していることを
確認した。
/釧及び2(30/@tHの流量にして全圧ガスを20
Torrに設定し、他の設定条件は何ら変更しないで
プラズマを発生させた。これを3時間続けたところ5μ
mのダイヤモンド膜2ができて諺り、第1図に示すダイ
ヤモンド被膜部材を得た。尚、このダイヤモンド膜2は
X線回折、X線励起光電子分析法及びオージェ電子分光
のいずれによってもダイヤモンドが生成していることを
確認した。
かくして得られたダイヤモンド被膜部材について第5図
に示すように引掻き硬さの測定を行った。
に示すように引掻き硬さの測定を行った。
即ち、かかるダイヤモンド被膜部材4の表面上にダイヤ
モンド圧子5を50kgの大−きさで荷重を加え、その
ままA方向へ横切らせて引掻き疵を作ろうとしたが全く
疵が出来なかった。
モンド圧子5を50kgの大−きさで荷重を加え、その
ままA方向へ横切らせて引掻き疵を作ろうとしたが全く
疵が出来なかった。
然る1ζ本実施例において中間層3がなく、SIC基体
1及びダイヤモンド膜2から成る比較例のダイヤモンド
被膜部材に対して引掻き硬さの測定を行ったところ、ダ
イヤモンド圧子?荷重が5kgになると引掻き疵が発生
した。
1及びダイヤモンド膜2から成る比較例のダイヤモンド
被膜部材に対して引掻き硬さの測定を行ったところ、ダ
イヤモンド圧子?荷重が5kgになると引掻き疵が発生
した。
本実施例1ζおいてはこの引掻き硬さの測定によりダイ
ヤモンド膜の密着性を試験した。比較例においては引掻
き疵の周辺のダイヤモンド膜が剥離していた。
ヤモンド膜の密着性を試験した。比較例においては引掻
き疵の周辺のダイヤモンド膜が剥離していた。
〔実施例2〕
本実施例においてはマイクロ波プラズマCvD法に基い
て、5iaN+基体1上に第2図に示すような第1中間
層3a及び第2中間層3bを介在させて成るダイヤモン
ド被膜部材を製作した。
て、5iaN+基体1上に第2図に示すような第1中間
層3a及び第2中間層3bを介在させて成るダイヤモン
ド被膜部材を製作した。
即ち、本実施例に射いては2.45 GE(zのマイク
ロ波を用いて成膜するに当って、初めにH2ガス、Si
H+ガス及びNH4ガスをそれぞれIQQ QQ/m。
ロ波を用いて成膜するに当って、初めにH2ガス、Si
H+ガス及びNH4ガスをそれぞれIQQ QQ/m。
10cc/gi及び25 QQ/xisの流量にて導入
してプラズマを発生させ、5L3N4基体表面に0.0
1μmの厚みの5isN+ Wを形成しておいた。モし
てH11ガス、5l−H4カx、NH4if x 及び
CI4ガスをそれぞれ100CO/寓m、 10 cc
/IIIm、 1000/m及び5 cc、、’=の流
量にて導入して30分間プラズマ発生させ、前記513
N4膜上に2μ肩の厚みで5j−C及び5isN4 か
ら成る第1中間崩3aを形成した。次いでH3ガス、C
H4カス及びSiH+ガスをそれぞれ100 QC/m
。
してプラズマを発生させ、5L3N4基体表面に0.0
1μmの厚みの5isN+ Wを形成しておいた。モし
てH11ガス、5l−H4カx、NH4if x 及び
CI4ガスをそれぞれ100CO/寓m、 10 cc
/IIIm、 1000/m及び5 cc、、’=の流
量にて導入して30分間プラズマ発生させ、前記513
N4膜上に2μ肩の厚みで5j−C及び5isN4 か
ら成る第1中間崩3aを形成した。次いでH3ガス、C
H4カス及びSiH+ガスをそれぞれ100 QC/m
。
2cc/=及び1007mの流量にて導入して1時間プ
ラズマ発生させ、前記第1中間Jl 3a上に2−の厚
みでダイヤモンド及びS10から成る第2中間ゝ層3b
を形成した。然る後、E(sガス及びCR2ガスのそれ
ぞれの流量を10000/4及びO−5CO/ xis
膠こ設定して5μmの厚みのダイヤモンド膜2を形成し
た。尚、いずれの膜も成膜中基体温度を900℃に設定
した。
ラズマ発生させ、前記第1中間Jl 3a上に2−の厚
みでダイヤモンド及びS10から成る第2中間ゝ層3b
を形成した。然る後、E(sガス及びCR2ガスのそれ
ぞれの流量を10000/4及びO−5CO/ xis
膠こ設定して5μmの厚みのダイヤモンド膜2を形成し
た。尚、いずれの膜も成膜中基体温度を900℃に設定
した。
かくして得られたダイヤモンド被膜部材について実施例
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重を50kgにしても全く疵が出来なかっ
た。
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重を50kgにしても全く疵が出来なかっ
た。
然るに本実施例において前述した5iaN令膜、第1中
間層3a及び第2中間層3bがなく、5isN4基体及
びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド被膜部
材については、ダイヤモンド圧子の荷重を10 kgに
すると引掻き疵が発生した。
間層3a及び第2中間層3bがなく、5isN4基体及
びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド被膜部
材については、ダイヤモンド圧子の荷重を10 kgに
すると引掻き疵が発生した。
〔実施例3〕
本実施例においてはマイクロ波プラズマCVD法に基い
てTICIC−メット基体1上に第1図に示すような中
間$3を介在させるものであって、この中間層3の層厚
方向にダイヤモンド膜2へ向かって段階的にダイヤモン
ド状結晶を多くしたことに特徴がある。
てTICIC−メット基体1上に第1図に示すような中
間$3を介在させるものであって、この中間層3の層厚
方向にダイヤモンド膜2へ向かって段階的にダイヤモン
ド状結晶を多くしたことに特徴がある。
即ち、本実施例に#いても2.45 GHzのマイクロ
波を用いて形成するが、初めにH3ガス、TiC1+ガ
ス及びC9H4ガスをそれぞれ100 QC/aim、
2QC/i及び2cc/=の流量で導入してプラズマ
を発生させ、Tic基サーメット基体表面に1μmの厚
みでTICとダイヤモンドから成る層を形成した。
波を用いて形成するが、初めにH3ガス、TiC1+ガ
ス及びC9H4ガスをそれぞれ100 QC/aim、
2QC/i及び2cc/=の流量で導入してプラズマ
を発生させ、Tic基サーメット基体表面に1μmの厚
みでTICとダイヤモンドから成る層を形成した。
次イテ15分毎fc ’I’1C14ガス流量を順次1
,5 QC/lin。
,5 QC/lin。
I QO/xis、 0.500/mにまで減らし他の
ガス流量はそのままにしながら段階的にダイヤモンド含
有比率を大きくした層をそれぞれ2μm、2μm、 1
jmの厚みで形成して中間層3とした。然る後、TiC
1+ガス流量を零として最上層1こダイヤモンド膜を形
成した。
ガス流量はそのままにしながら段階的にダイヤモンド含
有比率を大きくした層をそれぞれ2μm、2μm、 1
jmの厚みで形成して中間層3とした。然る後、TiC
1+ガス流量を零として最上層1こダイヤモンド膜を形
成した。
かくして得られたダイヤモンド被膜部材について実施例
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重が30 kgまでは何ら疵が出来なかっ
た。
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重が30 kgまでは何ら疵が出来なかっ
た。
然るに本実施例において前述した中間層がなくTiC基
サーメット基体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダ
イヤモンド被膜部材についてはダイヤモンド圧子の荷重
を1kg1こするだけで容易に引掻き疵が発生した。
サーメット基体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダ
イヤモンド被膜部材についてはダイヤモンド圧子の荷重
を1kg1こするだけで容易に引掻き疵が発生した。
〔実施例4〕
本実施例においては第6図に示すような平行平すような
中間層3を介在させるものであってこの装置におけるス
パッタリングにより中間層3の基体成分を漸次減少せし
めたことに特徴がある。
中間層3を介在させるものであってこの装置におけるス
パッタリングにより中間層3の基体成分を漸次減少せし
めたことに特徴がある。
即ち、第6図によれば反応室6の内部に超硬合金基体7
及びヒーター8が装置された載置台9、並びにCoから
成るターゲフ) 10が設定されており、反応室6の外
側には高周波電流用コイル11が4回巻にして形成され
ている。そして高周波電源12がスイッチ13の第1端
子14及び第2端子15によりそれぞれコンデンサ16
を介したターゲ7) 10へ、またコイル11へ電気的
に接続されている。尚、17.18はそれぞれガス導入
口及びガス排出口である。
及びヒーター8が装置された載置台9、並びにCoから
成るターゲフ) 10が設定されており、反応室6の外
側には高周波電流用コイル11が4回巻にして形成され
ている。そして高周波電源12がスイッチ13の第1端
子14及び第2端子15によりそれぞれコンデンサ16
を介したターゲ7) 10へ、またコイル11へ電気的
に接続されている。尚、17.18はそれぞれガス導入
口及びガス排出口である。
本装置番ζおいて、初めにスイッチ13を第1端子14
へ導通して高周波電源12によりcoをターゲット10
としてスパッタリングを行うべく、 ガス導入口17よ
りH!ガス及びかガスをそれぞれ田QQ/m、 20
QC3/mに設定して導入した。次いでこのスパッタリ
ングによってCOが超硬合金基体7上に蒸着し始めると
釘ガスの流量を1000/110との速さで減らすと共
にCH4ガスを10(!/hoterの速さで増やしな
がら導入することによりCoとダイヤモンドから成る中
間層を形成した。斯様な中間層においてはCOの蒸着に
伴ってダイヤモンドの析出量が多くなっているため、か
かる組成勾配のない中間層に比べればダイヤモンド膜の
基体に対する密着性に大きく寄与することは明白である
。然る後スイッチ13を第2端子15へ導通して高周波
プラズマCVD法に基いて高周波電源12よりコイル1
1に13.56 MHzの高同波電流を流すと共にガス
導入口17よりジガス及びCH4ガスをそれぞれZoo
QQ/am及び20(3/linの流量にて導入する
と核中間層上にダイヤモンド膜が形成できた。
へ導通して高周波電源12によりcoをターゲット10
としてスパッタリングを行うべく、 ガス導入口17よ
りH!ガス及びかガスをそれぞれ田QQ/m、 20
QC3/mに設定して導入した。次いでこのスパッタリ
ングによってCOが超硬合金基体7上に蒸着し始めると
釘ガスの流量を1000/110との速さで減らすと共
にCH4ガスを10(!/hoterの速さで増やしな
がら導入することによりCoとダイヤモンドから成る中
間層を形成した。斯様な中間層においてはCOの蒸着に
伴ってダイヤモンドの析出量が多くなっているため、か
かる組成勾配のない中間層に比べればダイヤモンド膜の
基体に対する密着性に大きく寄与することは明白である
。然る後スイッチ13を第2端子15へ導通して高周波
プラズマCVD法に基いて高周波電源12よりコイル1
1に13.56 MHzの高同波電流を流すと共にガス
導入口17よりジガス及びCH4ガスをそれぞれZoo
QQ/am及び20(3/linの流量にて導入する
と核中間層上にダイヤモンド膜が形成できた。
かくして得られたダイヤモンド被膜部材につい・て実施
例1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤ
モンド圧子の荷重を50 kgにしても何ら疵が出来な
かった。
例1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤ
モンド圧子の荷重を50 kgにしても何ら疵が出来な
かった。
然るに本実施例において前述した中間層がなく超硬合金
基体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド
被膜部材についてはダイヤモンド圧子の荷重を1kgに
するだけで容易に引掻き疵が発生した。
基体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド
被膜部材についてはダイヤモンド圧子の荷重を1kgに
するだけで容易に引掻き疵が発生した。
〔実施例5〕
本実施例においてはマイクロ波プラズマCVD法に基い
て81基体1上に第2図に示すような第1中間層3a及
び第2中間層3bを介在させて成るダイヤ予ンド被膜部
材を製作した。
て81基体1上に第2図に示すような第1中間層3a及
び第2中間層3bを介在させて成るダイヤ予ンド被膜部
材を製作した。
即ち、本実施例に$いては2.45 GHzのマイクロ
波を用いて成膜するに当って、初めにH8ガス及びSI
H*ガスをそれぞれ200’C(3/aim及び20Q
(3/mの流量にて導入し、プラズマを発生させ、81
基体表面に81膜を形成しておいた。モしてH2ガス、
SiH+ガス及びCH4ガスをそれぞれZoo 00膜
m。
波を用いて成膜するに当って、初めにH8ガス及びSI
H*ガスをそれぞれ200’C(3/aim及び20Q
(3/mの流量にて導入し、プラズマを発生させ、81
基体表面に81膜を形成しておいた。モしてH2ガス、
SiH+ガス及びCH4ガスをそれぞれZoo 00膜
m。
10 QC/it及び5cc、’=の流量にて導入して
プラズマを発生させ、前記Si g上にSiとSICか
ら成る第1中間層3aを形成した。次いでH!ガス、5
iE(4ガス及びCH4ガスをそれぞれ100 QQ/
lin、 2 cc/i及び3QO/mの流量にて導入
してプラズマを発生させ、ダイヤモンド及びSICから
成る第2中間層3bを形成した。然る後、Kgガス及び
CH4ガスのそれぞれの流量を100 aa/、H及び
0.5007mに設定してダイヤモンド膜2を形成した
。
プラズマを発生させ、前記Si g上にSiとSICか
ら成る第1中間層3aを形成した。次いでH!ガス、5
iE(4ガス及びCH4ガスをそれぞれ100 QQ/
lin、 2 cc/i及び3QO/mの流量にて導入
してプラズマを発生させ、ダイヤモンド及びSICから
成る第2中間層3bを形成した。然る後、Kgガス及び
CH4ガスのそれぞれの流量を100 aa/、H及び
0.5007mに設定してダイヤモンド膜2を形成した
。
かくして得られたダイヤモンド被膜部材について実施例
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重を50に9にしても全(疵が出来なかっ
た。
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重を50に9にしても全(疵が出来なかっ
た。
然る夢ζ本実施例に勿いて前述したS1膜、第1中間!
VJ3a及び第2中間層3bがなく、81基体及びダイ
ヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド被膜部材につ
いては、ダイヤモンド圧子の荷重を10kgにすると引
掻き疵が発生した。
VJ3a及び第2中間層3bがなく、81基体及びダイ
ヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド被膜部材につ
いては、ダイヤモンド圧子の荷重を10kgにすると引
掻き疵が発生した。
〔実施例6〕
本実施例膠こおいてはマイクロ波プラズマCVD法に基
いてMo基体1上に第1図に示すような中間層3を介在
させるものであって、この中間層3の層厚方向にダイヤ
モンド膜2へ向かって段階的にダイヤモンド状結晶を多
くするようにしたことに特徴がある。
いてMo基体1上に第1図に示すような中間層3を介在
させるものであって、この中間層3の層厚方向にダイヤ
モンド膜2へ向かって段階的にダイヤモンド状結晶を多
くするようにしたことに特徴がある。
即ち、本実施例に射いては2.45 GHzのマイクロ
波を用いて形成するに当って、初めにH2ガス、MoC
1bガス及びCH4ガスをそれぞれ250 C70/I
iR。
波を用いて形成するに当って、初めにH2ガス、MoC
1bガス及びCH4ガスをそれぞれ250 C70/I
iR。
1000/m及びZoo/amの流量で導入してプラズ
マを発生させ、次いで10分毎にCH4ガスを0.5C
CZiずつ増加して1時間後にMoCl5ガス及びCH
4ガスのそれぞれの流量を1007m及び2 cc/m
にして中間層を形成した。然る後、Hsガス及びCH4
ガスのそれぞれの流量を100007m及び2 QQ/
iに設定してダイヤモンド膜を形成した。
マを発生させ、次いで10分毎にCH4ガスを0.5C
CZiずつ増加して1時間後にMoCl5ガス及びCH
4ガスのそれぞれの流量を1007m及び2 cc/m
にして中間層を形成した。然る後、Hsガス及びCH4
ガスのそれぞれの流量を100007m及び2 QQ/
iに設定してダイヤモンド膜を形成した。
しており、Mo相には炭素が固溶していた。そしてこれ
を実施例1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、
ダイヤモンド圧子の荷重が20 kgまでは何ら疵が出
来なかった。
を実施例1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、
ダイヤモンド圧子の荷重が20 kgまでは何ら疵が出
来なかった。
然るに本実施例において前述した中間層がなくMO基体
及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド被膜
部材についてはダイヤモンド圧子の荷重を1 kgにす
るだけで容易に引掻き疵が発生した。
及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド被膜
部材についてはダイヤモンド圧子の荷重を1 kgにす
るだけで容易に引掻き疵が発生した。
〔実施例7〕
本実施例1ζ詔いてはステンレスを基体とするものであ
って実施例4で述べた平行平板型プラズマCVD装置を
用いてスパッタリングを付した高周波プラズマOVD法
に基いて第1図に示すような中間層3を介在させるもの
であって、かかるスパッタリングにより中間層3の基体
成分を漸次減少せしめたことに特徴がある。
って実施例4で述べた平行平板型プラズマCVD装置を
用いてスパッタリングを付した高周波プラズマOVD法
に基いて第1図に示すような中間層3を介在させるもの
であって、かかるスパッタリングにより中間層3の基体
成分を漸次減少せしめたことに特徴がある。
即ち、実施例4において基体7をステンレスとし、且つ
ターゲット10をFeに置換した。そして実施例4と同
じ操作方法を行いながらガス導入口17よりH8ガス及
びArガスをそれぞれ80 QQ/m。
ターゲット10をFeに置換した。そして実施例4と同
じ操作方法を行いながらガス導入口17よりH8ガス及
びArガスをそれぞれ80 QQ/m。
20 CQ/wigにして導入しスパッタリングを行っ
た。
た。
次いでこのスパッタリングによってFeがステンレス基
体7上に蒸着し始めると層ガスの流量を10CC/ h
ourの速さで減らすと共にCH4ガスを1 cc/
hourの速さで増やしながら導入することによりFe
、 FeCx及びダイヤモンドから成る中間層を形成
した。斯様な中間層に詔いてはFeの蒸着に件ってダイ
ヤモンドの析出量が多くなっているため、かかる組成勾
配のない中間層に比べればダイヤモンド膜の基体に対す
る密着性に太き(寄与することは明白である。然る後ス
イッチ13を第2端子15へ導通して高周波プラズマC
VD法に基いて高周波型g12よりコイk 111c
13.56 MEIz (F)高周波電流を流すと共に
ガス導入口17よりHgガス及びCH4ガスをそれぞれ
Zoo QQ/m及び2 (30/iの流量にて導入す
ると該中間層上にダイヤモンド膜が形成できた。
体7上に蒸着し始めると層ガスの流量を10CC/ h
ourの速さで減らすと共にCH4ガスを1 cc/
hourの速さで増やしながら導入することによりFe
、 FeCx及びダイヤモンドから成る中間層を形成
した。斯様な中間層に詔いてはFeの蒸着に件ってダイ
ヤモンドの析出量が多くなっているため、かかる組成勾
配のない中間層に比べればダイヤモンド膜の基体に対す
る密着性に太き(寄与することは明白である。然る後ス
イッチ13を第2端子15へ導通して高周波プラズマC
VD法に基いて高周波型g12よりコイk 111c
13.56 MEIz (F)高周波電流を流すと共に
ガス導入口17よりHgガス及びCH4ガスをそれぞれ
Zoo QQ/m及び2 (30/iの流量にて導入す
ると該中間層上にダイヤモンド膜が形成できた。
かくして得られたダイヤモンド被膜部材番こついて実施
例1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤ
モンド圧子の荷重が20に9までは何ら疵が出来なかっ
た。
例1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤ
モンド圧子の荷重が20に9までは何ら疵が出来なかっ
た。
然るに本実施例において前述した中間層がなくステンレ
ス基体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモン
ド被膜部材についてはダイヤモンド圧子の荷重をl1g
にするだけで容易に引掻き疵が発生した。
ス基体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモン
ド被膜部材についてはダイヤモンド圧子の荷重をl1g
にするだけで容易に引掻き疵が発生した。
〔実施例8〕
本実施例においてはマイクロ波プグズマCVD法に基い
て石英基体1上に第4図に示すような第1中間層3a、
第2中間層3b、第3中間層3C及び第4中間層3dを
介在させて成るダイヤモンド被膜部材を製作した。
て石英基体1上に第4図に示すような第1中間層3a、
第2中間層3b、第3中間層3C及び第4中間層3dを
介在させて成るダイヤモンド被膜部材を製作した。
即ち、本実施例に詔いては2.450H!Zのマイクロ
波を用いて成膜するに当って、初めにSiH4ガス、0
gガス及びかガスをそれぞれ10007m、 3 QC
3/i及び80 cc/gの流量にて導入してプラズマ
を発生させ、続けて08ガスをICC/iに減らして石
英基体1上にSiO+とSlから成って2段階の組成か
ら成る第1中間゛層3aを形成した。次いで02ガスの
導入を止めてS[+ガス及びH!層ガスそれぞれ5QC
3/m及び100 (3C3/iの流量に導入してプラ
ズマを発生させ、Slから成る第2中間層3bを形成し
、更にこれよりCH4ガスを漸次増やして81とSIC
から成る第3中間層3cを、続けて1時間後に5iHs
ガス及びCH4ガスの流量をそれぞれ500/++i及
び70Q/mになるまて増やして層形成に伴ってダイヤ
モンドの析出量を多くしてダイヤモンドとSICから成
る第4中間層3dを形成した。然る後、SiH+ガスの
導入を止めてH11ガス及びCH4ガスをそれぞれ10
0 QQ/m及びl QQ/m1pHの流量にて導入し
プラズマを発生させるとダイヤモンド膜2が形成した。
波を用いて成膜するに当って、初めにSiH4ガス、0
gガス及びかガスをそれぞれ10007m、 3 QC
3/i及び80 cc/gの流量にて導入してプラズマ
を発生させ、続けて08ガスをICC/iに減らして石
英基体1上にSiO+とSlから成って2段階の組成か
ら成る第1中間゛層3aを形成した。次いで02ガスの
導入を止めてS[+ガス及びH!層ガスそれぞれ5QC
3/m及び100 (3C3/iの流量に導入してプラ
ズマを発生させ、Slから成る第2中間層3bを形成し
、更にこれよりCH4ガスを漸次増やして81とSIC
から成る第3中間層3cを、続けて1時間後に5iHs
ガス及びCH4ガスの流量をそれぞれ500/++i及
び70Q/mになるまて増やして層形成に伴ってダイヤ
モンドの析出量を多くしてダイヤモンドとSICから成
る第4中間層3dを形成した。然る後、SiH+ガスの
導入を止めてH11ガス及びCH4ガスをそれぞれ10
0 QQ/m及びl QQ/m1pHの流量にて導入し
プラズマを発生させるとダイヤモンド膜2が形成した。
かくして得られたダイヤモンド被膜部材について実施例
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重を50kgにしても全く疵が出来なかっ
た。
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重を50kgにしても全く疵が出来なかっ
た。
然るに本実施例にセいて前述した第1.第2゜第3.第
4中間層3a、 31)、 30.3dがなく、石英基
体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド被
膜部材については、ダイヤモンド圧子の荷重を5kgに
すると引掻き疵が発生した。
4中間層3a、 31)、 30.3dがなく、石英基
体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモンド被
膜部材については、ダイヤモンド圧子の荷重を5kgに
すると引掻き疵が発生した。
〔実施例9〕
本実施例においては高周波プラズマOVD法に基いてA
1M03基体1 (AJiOa焼結体もしくはサファイ
アを使用した)上に第2図に示すような第1中間層3a
及び第2中間層3bを介在させて成るダイ。
1M03基体1 (AJiOa焼結体もしくはサファイ
アを使用した)上に第2図に示すような第1中間層3a
及び第2中間層3bを介在させて成るダイ。
ヤモンド被膜部材を製作した。
即ち、本実施例にぶいては実施例1と同様に13゜56
MH2を用いて成膜するに当って、初めにAJC1a
ガス、01ガス、Hgガス及びCH4ガスをそれぞれ1
000/win、5007m、 100 QQ/win
及び100/mの流量にて導入してプラズマを発生させ
、AlaOs基体表面にA190g、とAJCXから成
る第1中間層3aを形成した。次いでOI!ガスを徐々
に減らすと共にCH4ガスを徐々に増やしながら、Al
Cl3ガスを徐々に減らしてAlCl3ガス、0gガス
及びCH4ガスのそれぞれの流量を3 cc/m、 2
cc/=及び200/linとしてAj+03. k
lcx及びダイー?モアFから成る第2中間!f!43
bを形成した。然る後H1!ガス及びCH4がスをそれ
ぞれ100 C(!/1111及び2 cQ/mの流量
多こて導入するとダイヤモンド膜が形成できた。
MH2を用いて成膜するに当って、初めにAJC1a
ガス、01ガス、Hgガス及びCH4ガスをそれぞれ1
000/win、5007m、 100 QQ/win
及び100/mの流量にて導入してプラズマを発生させ
、AlaOs基体表面にA190g、とAJCXから成
る第1中間層3aを形成した。次いでOI!ガスを徐々
に減らすと共にCH4ガスを徐々に増やしながら、Al
Cl3ガスを徐々に減らしてAlCl3ガス、0gガス
及びCH4ガスのそれぞれの流量を3 cc/m、 2
cc/=及び200/linとしてAj+03. k
lcx及びダイー?モアFから成る第2中間!f!43
bを形成した。然る後H1!ガス及びCH4がスをそれ
ぞれ100 C(!/1111及び2 cQ/mの流量
多こて導入するとダイヤモンド膜が形成できた。
か(して得られたダイヤモンド被膜部材について実施例
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重が30 kgまでは何ら疵が出来なかっ
た。
1で述べた引掻き硬さの測定を行ったところ、ダイヤモ
ンド圧子の荷重が30 kgまでは何ら疵が出来なかっ
た。
然るに本実施例に詔いて前述した中間層がなくApje
s基体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモン
ド被膜部材についてはダイヤモンド圧子の荷重を1kg
にするだけで容易に引掻き疵が発生した。
s基体及びダイヤモンド膜から成る比較例のダイヤモン
ド被膜部材についてはダイヤモンド圧子の荷重を1kg
にするだけで容易に引掻き疵が発生した。
〔実施例10〕
本実施例に詔いては実施例7と同じように平行平板型プ
ラズマ(:’VD装置を用いてスパッタリングを付した
高量波プラズマCvD法に基いてステンレス基体上に第
1図に示すような中間層3を介在させるものであるが、
実施例7との相違点はターゲットICFe 74%、N
i 1a%、′Cr8%から成る合金を用いることにあ
る。即ち、ステンレス基体の材料はFe以外にNi、C
rなども構成元素としているため、中間層3にNi、、
Orも含有せしめて密着性の更に一層の向上を狙うもの
である。他の製作条件を実施例7と同じにしてFe、
Ni、 Or。
ラズマ(:’VD装置を用いてスパッタリングを付した
高量波プラズマCvD法に基いてステンレス基体上に第
1図に示すような中間層3を介在させるものであるが、
実施例7との相違点はターゲットICFe 74%、N
i 1a%、′Cr8%から成る合金を用いることにあ
る。即ち、ステンレス基体の材料はFe以外にNi、C
rなども構成元素としているため、中間層3にNi、、
Orも含有せしめて密着性の更に一層の向上を狙うもの
である。他の製作条件を実施例7と同じにしてFe、
Ni、 Or。
FeCx及びダイヤモンドから成る中間層を形成し、続
けてダイヤモンド膜を形成した。
けてダイヤモンド膜を形成した。
かくして得られたダイヤモンド被膜部材について引掻き
硬さの測定を行ったところ、25 kgまでは何ら疵が
出来なかった。
硬さの測定を行ったところ、25 kgまでは何ら疵が
出来なかった。
上述した実施例から明らかな通り、本発明によればダイ
ヤモンド膜の基体に対する密着性が顕著に向上し、長寿
命且つ高信頼性のダイヤモンド被膜部材となった。これ
によって切削工具、耐摩耗部材、耐熱応力部材、耐熱衝
撃部材など過酷な条件下の使用に耐える種々の広範な用
途にも提供することができる。
ヤモンド膜の基体に対する密着性が顕著に向上し、長寿
命且つ高信頼性のダイヤモンド被膜部材となった。これ
によって切削工具、耐摩耗部材、耐熱応力部材、耐熱衝
撃部材など過酷な条件下の使用に耐える種々の広範な用
途にも提供することができる。
第1図乃至第4図は本発明に係るダイヤモンド被膜部材
の層構成を示す拡大断面図、第5図はダイヤモンド被膜
部材の引掻き硬さを測定するための試験方法を示す概略
図、第6図は平行平板型プラズマCVD装置を示す概略
図である。 l−基 体 2−ダイヤモンド膜3・−中 間
層 3a−・第1中間層3b−・′M2中間!a
30−・第3中間層3d・・・第4中間層
の層構成を示す拡大断面図、第5図はダイヤモンド被膜
部材の引掻き硬さを測定するための試験方法を示す概略
図、第6図は平行平板型プラズマCVD装置を示す概略
図である。 l−基 体 2−ダイヤモンド膜3・−中 間
層 3a−・第1中間層3b−・′M2中間!a
30−・第3中間層3d・・・第4中間層
Claims (2)
- (1)基体上に基体成分及び炭素成分を有する中間層を
介してダイヤモンド膜を形成したことを特徴とするダイ
ヤモンド被膜部材。 - (2)内部に基体が設置された反応室に基体構成元素含
有ガスと炭素含有ガスを導入して気相成長させることに
より該基体上に基体成分及び炭素成分を有する中間層を
形成し、次いで該中間層上にダイヤモンド膜を形成する
ことを特徴とするダイヤモンド被膜部材の製法。
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