JPS62116765A - 赤外線を用いた蒸着膜作製法 - Google Patents

赤外線を用いた蒸着膜作製法

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JPS62116765A
JPS62116765A JP25657485A JP25657485A JPS62116765A JP S62116765 A JPS62116765 A JP S62116765A JP 25657485 A JP25657485 A JP 25657485A JP 25657485 A JP25657485 A JP 25657485A JP S62116765 A JPS62116765 A JP S62116765A
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JP
Japan
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infrared rays
heat
water
vapor
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JP25657485A
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English (en)
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Matahiro Komuro
又洋 小室
Takeshi Yasuda
健 安田
Tetsuo Kuroda
哲郎 黒田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、キセノンランプやハロゲンランプ等から発光
する赤外線を用−いて無機物質を加熱蒸発させ、種々の
基板に無機物質の膜を形成させる方法に関するものであ
る。基板としてFe、Co。
Ni基合金を用い、目的物として酸化物、窒化物。
ケイ化物、ホウ化物のいずれが1つを用いることにより
、Fe、Ni、Co合金の耐熱性、耐食性を上昇させ、
ノズル材料、熱交換器材料を得るために好適な方法であ
る。Fe、Ni、Goからなる工具基材を基板とし、目
的物として窒化物、ホウ化物のいずれか1つを用いるこ
とにより、工具基材の硬度、耐摩耗性を上昇させ、切削
工具材を得るために好適な方法である。
目的物として六ホウ化物を用い、高輝度熱電子放射材料
である単結晶六ホウ化物を得るために好適な方法である
2種以上のセラミックスを基板として用い、目的物とし
て酸化物を用いることにより、インサート材を挿入する
ことなしにセラミックスを適合するために好適な方法で
ある。
〔発明の背景〕
薄膜製造法には、(1)真空蒸着法、(2)スパッタ法
、(3)化学蒸着法、(4)エピタキシー法などがあり
、それぞれ高融点物質のM膜作成に使用されているが、
これらの方法は、一度溶解あるいは焼結した蒸発源や揮
発性塩を必要とするため、粉末あるいは粒状の原料をそ
のまま蒸発源として使用することは不可能であり、真空
蒸着では2000℃以上の融点をもつ化合物の蒸着は困
難である。しかし赤外線を用いれば、上記形状の原料を
混合し。
そのまま蒸発源として用することができる。従来の赤外
線を用いた加熱装置は特公昭59−6175に記載のよ
うにアークイメージ炉の光熱量を集中照射して目的物を
加熱溶融させた後、加熱を止め、該目的物を水冷鋼基盤
との接触により急冷することを特徴とするアークイメー
ジ炉を用いた加熱後目的物急冷法となっていた。しかし
光熱線を用いて目的物を蒸発させる点については配慮さ
れていなかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、焼結体などの蒸発兼材料を用いること
なく、原材料のまま赤外線により加熱蒸発させ、無機化
合物特に高融点化合物の蒸着膜を得る方法を提供するこ
とである。
〔発明の概要〕 本発明は、第1図に示す水冷銅板8上に目的物3を置き
、目的物の上約5〜3olに支持板1゜で固定した蒸着
基板4を耐熱ガラスドーム5で密閉し、不活性ガスラン
プ1から発生する赤外線を曲面鏡2を用いて反射、集光
させて目的物3を加熱蒸発させ、蒸着基板4に目的物3
を付着させることにより、薄膜を作製することを特徴と
する赤外線を用いた蒸着膜作製方法である。
2000℃以上の高融点化合物を溶解蒸発させて薄膜を
作製することは従来技術ではほとんど不可能である。し
かし直接加熱方式でしかも熱源部が蒸発源の蒸発により
全く損傷されない赤外線加熱方式を高融点化合物蒸着膜
に適用できる。
高融点化合物の沸点は約3500〜4000に及ぶもの
があり、希ガスランプ、例えばキセノンランプを用いれ
ば、最高約3500 Kまで加熱することが可能であり
、AQz○3やCr20a、 Mo S iz、 Mn
+B+TizB、VNなとの酸化物、ケイ化物、ホウ化
物、窒化物を蒸発させ、基板に蒸着した薄膜を容易に作
製することが可能である。
キセノンランプから発光する150〜6000 n m
の光を曲面鏡2の曲面鏡で反射させ、目的物3を可変板
9で光の焦点位置に一致させる。目的物3を最高約35
00 Kまで加熱されるため、目的物3を高熱伝導性の
銅板上に置き、さらにその銅板を送水管1で水冷するこ
とによって目的物3と銅板の反応や銅板の溶解を防止し
目的物3を高湿まで光の焦点位置に一致させることがで
きる。
沸点が最高約3500 Kの高融点化合物を蒸発させる
ための赤外線が目的物3を高熱効率、高強度で加熱する
には、基板と目的物や水冷銅板を密閉する密閉ドームを
耐熱ガラスを用いて赤外線を高効率で透過させて熱効率
を高めた。また目的物3を加熱する赤外線の強度を高め
るために、蒸着基板4として赤外線鏡過性のある酸化物
、窒化物、ケイ化物、ホウ化物などが有効であり、耐熱
ガラスドーム中をガス排気管6でガスを排気して真空雰
囲気中で蒸着する。
目的物としてLaB5.CeB6.NdBe。
SmBeなどの六ホウ化物を真空度約10″″B〜L 
0−7Torrの真空雰囲気で上記赤外線を用いて加熱
蒸発させ、厚さ約0.1〜100  μmの六ホウ化物
薄膜を作製した。また蒸着基板4として単結晶内ポウ化
物を用いL記のように六ホウ化物を蒸着させ、厚さ約0
.1μm〜1 mのm結晶六ホウ化物薄膜を作製した。
この単結晶内ホウ化物薄膜の結晶方位は、蒸着基板4に
置いた単結晶内ホウ化物の結晶方位に強く依存し、蒸着
基板4が(100)であるならば、蒸着膜も(100>
に成長する。また上記方法で作製した単結晶ホウ化物は
tooo℃の熱電子放射特性として放射電流密度が約1
〜lo2 (KA/rrf)であり、気相反応やフラッ
クス法で作製した六ホウ化物熱電子放射材料よりも高い
放射電流密度を示す。
セラミックスなどの高融点化合物を接合するために、上
記方法の一部を改良し、水冷鋼板8にガス送入管を付け
、目的物3を蒸着基板4の接合部付近に集中して蒸着で
きる。送入するガスはAr等の不活性ガスであり、不活
性ガス流量を調節し、目的物3の蒸気を蒸着基板4の接
合部に集中させ不活性ガスをガス排気管で排気させる。
蒸着基板4としてMgO,AQxOs、SiO2等ノセ
ラミックスのうち2種を支持板上で固定、接触させ、接
触面を接合させるために、目的物3の位置の真上でセラ
ミックスを接触させる。目的物3としてBzOa、Pb
O,Cab、MgO,Af120a等の酸化物を用いて
、酸化物の蒸気を蒸着基板4の接合部に蒸着させてセラ
ミックスを接合する。蒸着基板4として用いるセラミッ
クスの厚さは最大約2〜3mまで接合することが可能で
ある。接合のための目的物3として酸化物を用い、セラ
ミックスとの熱膨張係数が接合部では°とんど変化しな
いため、接合に伴うクラックが発生せず、熱疲労や耐熱
性、耐食性も接合によって低下しない。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第1図により説明する。キセノンラ
ンプなどの不活性ガスランプ1から発生する波長750
〜6000nmの光を曲面鏡2で反射させ目的物3付近
に結像する。目的物3は最高約3500 Kに達するた
め熱伝導性の高い銅板を送水管7で水冷し、その上に目
的物3を置く。赤外線の結像位置を目的物3の位置に一
致させるために水冷銅板と共に移動する耐熱ガラスドー
ム5の位置を可変板9で正確にWs整し、検分線の結像
位置と目的物3の位置の差をlna以内にする。水冷銅
板8上に耐熱ガラスドーム5をパツキンを介してねじ締
めにし、目的物3の直上に蒸着基板4を支持板10上に
設置する。ドーム内を高真空(10−’〜1O−7)に
保つためガス管6を用いてドーム内の空気を排気する0
次に不活性ガスランプの電源を入れ、赤外線を発生させ
、目的物3付近に赤外線ガスポット(直径約1〜20m
)を作り、目的物3は溶解蒸発し、蒸着基板4に付着す
る。蒸着速度は、赤外線の波長とスポットの大きさ、曲
面1et2やドームの位置によって調節することができ
る。
本実施例では、目的物3として、粒状のホウ素と粉状、
粒状のCa、Sr、Ba、Ce、Pr。
Nd、Sm、Fu、Ybを1:6の原子比でそれぞれ混
合して水冷銅板8上に置き、赤外線のスポットが目的物
3の位置に一致するように、曲面鏡2、ドームの位置を
調節し、lX10−s〜1O−7Torrの真空中でス
ポットの大きさを調節しながら目的物3を加熱蒸発した
。A D、 203. S i Oz +AQN、Ti
Bz* ZrBz+ SiCなどの蒸着基板4に厚さ0
.1〜100μmの六ホウ化物蒸着膜を作製した。また
蒸着基板4として単結晶内ホウ化物0”1さ約lam)
を用いて上記のように六ホウ化物を加熱蒸発させ、蒸着
基板4に厚さ0.1μm〜Imの単結晶内ホウ化物を蒸
着させた。これらの単結晶内ホウ化物は、10−B〜1
0−7Torrの高真空中で生成するため不純物の混入
が少なく、熱電子放射特性である熱電子放射電流密度が
高い。
第2図11はM g Os A QxOs、 S i 
012等のセラミックスのうち2種を接合することに用
いる蒸着装置の説明図である。赤外線の結像方法等、光
学系は、前記実施例と同じであるが、目的物の蒸気を蒸
着基板4の接合部に効率よく向けるために水冷銅板8に
ガス送入管11を付はガス排気管6を目的物3と蒸着基
板4の接合部の直上にした。
目的物3としてセラミックスと等しい化合物系であるB
20a、PbO,Ca○+ M g O+AQ20s等
の酸化物を用いて、酸化物の蒸気をガス送入管から同時
に流すArN2等の不活性ガスと共にセラミックスの接
合部に向かって−1−昇させ。
蒸着させろ。蒸着速度は前実施例と同様な方法で調整可
能であるが、ガス送入管から送入する不活性ガスの流量
に大きく依存する。蒸着基板4の接合部では目的物3の
蒸気が約1〜L、5 rrnまで侵入するためのセラミ
ックスの接合可能な厚さ番±最大約2〜3Iである。セ
ラミックス接合部の酸化物侵入深さも不活性ガス流量に
大きく依存する。
蒸着基板4であるセラミックスと接合部に蒸着する酸化
物は、熱膨張係数、耐食性、耐熱性、クリープ特性が類
似しているため、金属をインサートした接合法によりも
セラミックスの諸特性を低下させることなく接合するこ
とが可能である1本方法は、厚さ約3mm以下のセラミ
ックス薄板の接合に好適であり、特にセラミックス接合
部の接合に適している。
〔発明の効果〕
本発明によれば、粉末あるいは粒状の高融点原料を加工
や熱処理なしに直接加熱蒸発させ、均一な膜厚の薄膜を
作製することが可能であり、熱源として赤外線を使用す
るため、熱源による薄膜の汚染がなく、高融点化合物の
簿膜作製に有効な方法である。赤外線を用いた蒸着膜作
製法を用いて11、aBe、Nd BB、SmBlIな
どの六ホウ化物薄膜や六ホウ化物単結晶を作製しフラッ
クス法や粉末法により熱電子放射電流密度が高くその値
はLaB5単結晶で1 (KA/m)  (1000℃
)に達した。これらの六ホウ化物m結晶は、効率の悪い
フラックス法を用いて製造され、電子顕微鏡などの熱電
子放射材料に利用されているが1本発明の方法を用いれ
ば、生産性、製造効率が高く、高輝度の熱電子放射材料
を作製することが可能である。
赤外線を用いた蒸着膜作製法を用いてMgO。
A Q 20M、 S i○2等のセラミックスを金屑
等のインサート材を使用せずに容易に接合し、接合後も
接合部の影響によるセラミックスの特性が低下しないの
でセラミックス薄板の精密接合に適している。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はそれぞれ本発明の赤外線を用いた蒸着
膜作製法を実施する装置の説明図である。 】・・・不活性ガスランプ、3・・・目的物、4・・・
蒸着基板。 2−゛

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、水冷銅基板上に置いた目的物と基板を耐熱ガラスで
    密閉し、前記目的物に赤外線を集中照射して加熱蒸発さ
    せ、基板に付着させることにより、薄膜を作製すること
    を特徴とする赤外線を用いた蒸着膜作製法。
JP25657485A 1985-11-18 1985-11-18 赤外線を用いた蒸着膜作製法 Pending JPS62116765A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006336109A (ja) * 2006-06-22 2006-12-14 Toppan Printing Co Ltd 防汚性薄膜の形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006336109A (ja) * 2006-06-22 2006-12-14 Toppan Printing Co Ltd 防汚性薄膜の形成方法

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