JPS62136569A - ダイヤモンドのコ−テイング方法 - Google Patents
ダイヤモンドのコ−テイング方法Info
- Publication number
- JPS62136569A JPS62136569A JP27639985A JP27639985A JPS62136569A JP S62136569 A JPS62136569 A JP S62136569A JP 27639985 A JP27639985 A JP 27639985A JP 27639985 A JP27639985 A JP 27639985A JP S62136569 A JPS62136569 A JP S62136569A
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- diamond
- pipe
- graphite
- outside
- cylindrical body
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- Pending
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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］
本発明は金属、セラミックス等の筒状体の内面または外
面に均一にダイヤモンドをコーティングする方法に関す
る。
面に均一にダイヤモンドをコーティングする方法に関す
る。
［従来の技術１
従来プラズマＣＶＤ法によって基材にダイヤモンドをコ
ーディングするには、基材をプラズマ反応炉に入れ、炉
内を減圧して、ダイヤモンド原料ガスとしてメタン等の
炭化水素ガスをＨ２にうすめたガスを導入し、マイクロ
波、高周波、或いはＨ ｏｔ Ｆ ｉ ｌａｍｅｎｔ
法によって上記反応ガスを励起して、基材面にダイヤモ
ンドを析出させでいる。
ーディングするには、基材をプラズマ反応炉に入れ、炉
内を減圧して、ダイヤモンド原料ガスとしてメタン等の
炭化水素ガスをＨ２にうすめたガスを導入し、マイクロ
波、高周波、或いはＨ ｏｔ Ｆ ｉ ｌａｍｅｎｔ
法によって上記反応ガスを励起して、基材面にダイヤモ
ンドを析出させでいる。
しかし、従来の方法においては、短かい平面状の路材面
にコーティングすることは可能であるが、やや長いバイ
ブ状物の内外面に均一にコーディングすることは出来な
い。
にコーティングすることは可能であるが、やや長いバイ
ブ状物の内外面に均一にコーディングすることは出来な
い。
例えば、従来の方法によってバイブ状物体の内壁にダイ
ヤモンドコーティングを行なうため、第５図に示すよう
に、管状のプラズマ反応炉１内の長さ方向に沿って基材
となるバイブ２を配置し、反応ガス導入口３よりＣ）−
Ｉ ４およびＨ２よりなる反応ガスを導入し、排出口４
より排出しながら、高周波、またはマイクロ波発生器５
によってプラズマ化したところ、バイブ２の導入口３に
近い部分のみにダイヤモンドが析出してダイヤモンド層
６を形成し、他部分には析出しなかった。
ヤモンドコーティングを行なうため、第５図に示すよう
に、管状のプラズマ反応炉１内の長さ方向に沿って基材
となるバイブ２を配置し、反応ガス導入口３よりＣ）−
Ｉ ４およびＨ２よりなる反応ガスを導入し、排出口４
より排出しながら、高周波、またはマイクロ波発生器５
によってプラズマ化したところ、バイブ２の導入口３に
近い部分のみにダイヤモンドが析出してダイヤモンド層
６を形成し、他部分には析出しなかった。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明者等は上記の事情に鑑み、パイプ等の長尺ものに
均一にダイヤモンドをコーティングすべく鋭意研究を行
なった。
均一にダイヤモンドをコーティングすべく鋭意研究を行
なった。
先ず、従来の方法においてパイプ２内を流れる反応ガス
の流速を高めて、長さ方向にダイヤモンドを析出さゼよ
うとしたが、析出する部分の長さはやや長くなったもの
の、その効果はあまり認められなかった。
の流速を高めて、長さ方向にダイヤモンドを析出さゼよ
うとしたが、析出する部分の長さはやや長くなったもの
の、その効果はあまり認められなかった。
次いで、反応ガス中の炭化水素濃度を高めたが、反応ガ
ス入口近くのパイプに黒鉛成分を多く含むダイヤモンド
が析出し、ダイヤモンドの析出長さ自体は特に長くなら
なかった。
ス入口近くのパイプに黒鉛成分を多く含むダイヤモンド
が析出し、ダイヤモンドの析出長さ自体は特に長くなら
なかった。
これは、パイプ内面または外面に均一にダイヤモンドを
析出させるには、パイプの長さ方向の各点で、温度、圧
力、炭化水素濃度およびプラズマ励起の程度を一定にす
る必要があり、温度、圧力、プラズマ励起程度は容易に
一定となるが、炭化水素濃度が一定とならないためと思
料した。
析出させるには、パイプの長さ方向の各点で、温度、圧
力、炭化水素濃度およびプラズマ励起の程度を一定にす
る必要があり、温度、圧力、プラズマ励起程度は容易に
一定となるが、炭化水素濃度が一定とならないためと思
料した。
そのため、反応ガスの流れ方向の各所で炭化水素濃度を
一定とする方法を探索した。その結果、水素ガス中のプ
ラズマ空間内で黒鉛がＣ１１４となって気化し、ＩＩ面
にダイヤモンドが析出する現象のあることを知り、これ
に着目したくエレクトロヒラミックス、１９８５、Ｎｏ
５ Ｐ４８）。
一定とする方法を探索した。その結果、水素ガス中のプ
ラズマ空間内で黒鉛がＣ１１４となって気化し、ＩＩ面
にダイヤモンドが析出する現象のあることを知り、これ
に着目したくエレクトロヒラミックス、１９８５、Ｎｏ
５ Ｐ４８）。
本発明は上記の現象に着目して行なわれたもので、パイ
プ等の長い物体の面に均一にダイヤモンドをコーティン
グする方法を提供することを目的とする。
プ等の長い物体の面に均一にダイヤモンドをコーティン
グする方法を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
筒状体の内部または外部に黒鉛材を該筒状体の内面また
は外面に接触させずに配置し、上記内部または外部にＨ
２ガスを通すとともに高温プラズマ励起し、黒鉛材を炭
化水素ガスとして気化させそれをダイヤモンドにして上
記筒状体の内面または外面に析出させるダイヤモンドの
コーティング方法にある。
筒状体の内部または外部に黒鉛材を該筒状体の内面また
は外面に接触させずに配置し、上記内部または外部にＨ
２ガスを通すとともに高温プラズマ励起し、黒鉛材を炭
化水素ガスとして気化させそれをダイヤモンドにして上
記筒状体の内面または外面に析出させるダイヤモンドの
コーティング方法にある。
［発明の具体的構成および作用］
以下、本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の方法を実施する炉の一例を示す縦断面
図で図中符号１１は、管状の反応炉である。反応炉１１
のそれぞれの端部にはＨ２の導入臼１２Ｊ３よび排出口
１３が設けられ、反応炉外周部には、反応炉１１の内部
をプラズマ化する高周波またはマイクロ波発生器５が設
けられている。
図で図中符号１１は、管状の反応炉である。反応炉１１
のそれぞれの端部にはＨ２の導入臼１２Ｊ３よび排出口
１３が設けられ、反応炉外周部には、反応炉１１の内部
をプラズマ化する高周波またはマイクロ波発生器５が設
けられている。
上記反応炉１１の内部には、断面円環状の５ＬＯ２製等
のパイプ１４が反応炉１１の長さ方向に沿って設けられ
、このパイプ１４を挿通して断面円形の黒鉛製丸棒１５
が、その中心軸線を上記パイプ１４の中心軸線と一致さ
せて配設される。
のパイプ１４が反応炉１１の長さ方向に沿って設けられ
、このパイプ１４を挿通して断面円形の黒鉛製丸棒１５
が、その中心軸線を上記パイプ１４の中心軸線と一致さ
せて配設される。
この反応炉１１に１１２ガスを通しながら、反応内部を
プラズマ化することによって黒鉛丸棒１５と励起された
水素とが反応してＣ１１４が生成し、それが筒状体の内
面で分解し、ダイヤモンドとなって析出するためか、パ
イプ１４の内面はダイヤモンドによって均一にコーティ
ングされる。プラズマの条件としては通常のものでよく
、例えば減圧度２０〜５０Ｔｏｏｒ、温度７００〜９ｏ
ｏ℃である。
プラズマ化することによって黒鉛丸棒１５と励起された
水素とが反応してＣ１１４が生成し、それが筒状体の内
面で分解し、ダイヤモンドとなって析出するためか、パ
イプ１４の内面はダイヤモンドによって均一にコーティ
ングされる。プラズマの条件としては通常のものでよく
、例えば減圧度２０〜５０Ｔｏｏｒ、温度７００〜９ｏ
ｏ℃である。
また筒状体の材質は、ｔ’ｂ、 Ｔａ、 ｓｉ、 ｓｉ
ｃ 、 ｓｉｏ ２ 。
ｃ 、 ｓｉｏ ２ 。
／Ｖ２０３ 、 ＢＮ等である。
上記方法はバイブ内面をコーティングするのみならず、
第２図に示すように、５ＬＯ２製等の丸棒１６を黒鉛パ
イプ１７の中心に位置させることにより、丸棒１６の表
面をダイヤモンドで均一にコーディングすることが出来
る。
第２図に示すように、５ＬＯ２製等の丸棒１６を黒鉛パ
イプ１７の中心に位置させることにより、丸棒１６の表
面をダイヤモンドで均一にコーディングすることが出来
る。
さらに、第３図に示すように、黒鉛大パイプ１８、Ｓ１
２バイブ１４、および黒鉛丸棒１５をそれぞれの中心軸
線を一致させて配設することによって５Ｌ０２のパイプ
１４の内外周面に均一にダイヤモンドコーティングを行
うことができる。また第４図に示すように横断面が四角
形の５Ｌ０２角バイブ１９に四角形の黒鉛棒２０をその
中心軸線を一致させて配置した場合も、内周面のコーデ
ィングは可能であるが、コーティングの均一性はやや劣
る。
２バイブ１４、および黒鉛丸棒１５をそれぞれの中心軸
線を一致させて配設することによって５Ｌ０２のパイプ
１４の内外周面に均一にダイヤモンドコーティングを行
うことができる。また第４図に示すように横断面が四角
形の５Ｌ０２角バイブ１９に四角形の黒鉛棒２０をその
中心軸線を一致させて配置した場合も、内周面のコーデ
ィングは可能であるが、コーティングの均一性はやや劣
る。
このように、本発明の方法により円形バイブの内外面、
或いは丸棒の表面に均一なダイヤモンドコーティングを
行なうことが出来る。
或いは丸棒の表面に均一なダイヤモンドコーティングを
行なうことが出来る。
筒状体の内面あるいは外面にダイヤ廿ンドコーティング
した後、筒状体を溶解等により除去することににリダイ
ヤモンドのパイプが得られる。
した後、筒状体を溶解等により除去することににリダイ
ヤモンドのパイプが得られる。
なお、上記説明ではト１２ガスのみを通すこととしたが
、Ｈ２ガスに混合してメタンガス等をわずか混合使用し
てもよい。通常のＣＶＤ法ダイヤモンド合成法において
はメタン濃度は０．５〜１ｍｏ１％、他が水素等の原料
ガスを用いるが、本発明において、０．０５〜０．１％
のメタンガス等を水素と共に混合使用すると入口付近で
の均一析出に役立つことかある。
、Ｈ２ガスに混合してメタンガス等をわずか混合使用し
てもよい。通常のＣＶＤ法ダイヤモンド合成法において
はメタン濃度は０．５〜１ｍｏ１％、他が水素等の原料
ガスを用いるが、本発明において、０．０５〜０．１％
のメタンガス等を水素と共に混合使用すると入口付近で
の均一析出に役立つことかある。
次に実施例を示して本発明を説明する。
［実施例１］
第１図に示す反応炉内に内径：ｌＱｍｍ、外径：１２ｍ
ｍ、長さ：５０ｍｍの石英パイプを入れ、その中心に直
径；２ｍｍの黒鉛棒をセットしてＨ２を流しながらマイ
クロ波によって反応炉内部をプラズマ化した。５時間処
理した後、石英パイプを取出して内面を観察したところ
、３〜４μｍの厚さの均一なダイヤモンドコーティング
が得られた。このコーティングはＸ線回折によってダイ
ヤモンドであることが確認された。
ｍ、長さ：５０ｍｍの石英パイプを入れ、その中心に直
径；２ｍｍの黒鉛棒をセットしてＨ２を流しながらマイ
クロ波によって反応炉内部をプラズマ化した。５時間処
理した後、石英パイプを取出して内面を観察したところ
、３〜４μｍの厚さの均一なダイヤモンドコーティング
が得られた。このコーティングはＸ線回折によってダイ
ヤモンドであることが確認された。
［実施例２］
実施例１におＣプる石英パイプを黒鉛パイプとし、黒鉛
棒を石英棒とした他は実施例１と同じして、石英棒のダ
イヤモンドコーティングを行なった。
棒を石英棒とした他は実施例１と同じして、石英棒のダ
イヤモンドコーティングを行なった。
その結果、黒鉛パイプに対向する部分の石英パイプには
、厚さ３〜４μｍの均一なダイヤモンドコーティング層
が得られた。
、厚さ３〜４μｍの均一なダイヤモンドコーティング層
が得られた。
［効果］
以上述べたように、本発明の方法は従来プラズマＣＶＤ
法では不可能であった長尺のパイプの内外面、或いは棒
状体の面に、耐摩耗性、耐食性の優れたダイヤモンドコ
ーティングを施すことが出来るので、その利用価値は極
めて高いものである。
法では不可能であった長尺のパイプの内外面、或いは棒
状体の面に、耐摩耗性、耐食性の優れたダイヤモンドコ
ーティングを施すことが出来るので、その利用価値は極
めて高いものである。
第１図ないし第４図は、本発明の詳細な説明図で、第１
図はパイプ内周面にダイヤモンドコーティングする場合
の縦断面説明図、第２図は棒体にダイヤモンドコーティ
ングする場合の縦断面説明図、第３図は、パイプの内外
面にダイヤモンドコーティングする場合の被コーティン
グ材オよび黒鉛の配置を示す横断面図、第４図は角筒内
面にダイヤモンドコーティングする場合の配置を示ず横
断面図、第５図は、従来のプラズマＣＶＤ法によってパ
イプにコーティングした状態を示す縦断面図である。 ５・・・・・・高周波またはマイクロ波発生器、１１・
・・・・・反応炉、１２・・・・・・１」２導入口、１
３・・・・・・ト１２排出口、１４・・・・・・５ＬＯ
ｚパイプ、１５・・・・・・黒鉛丸棒、１６・・・・・
・Ｓ１２製丸捧、１７・・・・・・黒鉛パイプ、１８・
・・・・・黒鉛大パイプ、１９・・・・・・ＳｉＯ角パ
イプ、２０・・・・・・黒鉛角棒。 第１図 第２図
図はパイプ内周面にダイヤモンドコーティングする場合
の縦断面説明図、第２図は棒体にダイヤモンドコーティ
ングする場合の縦断面説明図、第３図は、パイプの内外
面にダイヤモンドコーティングする場合の被コーティン
グ材オよび黒鉛の配置を示す横断面図、第４図は角筒内
面にダイヤモンドコーティングする場合の配置を示ず横
断面図、第５図は、従来のプラズマＣＶＤ法によってパ
イプにコーティングした状態を示す縦断面図である。 ５・・・・・・高周波またはマイクロ波発生器、１１・
・・・・・反応炉、１２・・・・・・１」２導入口、１
３・・・・・・ト１２排出口、１４・・・・・・５ＬＯ
ｚパイプ、１５・・・・・・黒鉛丸棒、１６・・・・・
・Ｓ１２製丸捧、１７・・・・・・黒鉛パイプ、１８・
・・・・・黒鉛大パイプ、１９・・・・・・ＳｉＯ角パ
イプ、２０・・・・・・黒鉛角棒。 第１図 第２図
Claims (1)
- 筒状体の内部または外部に黒鉛材を該筒状体の内面また
は外面に接触させずに配置し、上記内部または外部にＨ
＿２ガスを通すとともに高温プラズマ励起し、黒鉛材を
炭化水素ガスとして気化させ、それをダイヤモンドにし
て上記筒状体の内面または外面に析出させることを特徴
とするダイヤモンドのコーティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27639985A JPS62136569A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | ダイヤモンドのコ−テイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27639985A JPS62136569A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | ダイヤモンドのコ−テイング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62136569A true JPS62136569A (ja) | 1987-06-19 |
Family
ID=17568864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27639985A Pending JPS62136569A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | ダイヤモンドのコ−テイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62136569A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0565645A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-19 | Seiko Epson Corp | ダイアモンド成形体 |
| JP2004018908A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Onward Giken:Kk | ワークの表面処理方法と、その装置 |
| US7303789B2 (en) | 2003-02-17 | 2007-12-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Methods for producing thin films on substrates by plasma CVD |
-
1985
- 1985-12-09 JP JP27639985A patent/JPS62136569A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0565645A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-19 | Seiko Epson Corp | ダイアモンド成形体 |
| JP2004018908A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Onward Giken:Kk | ワークの表面処理方法と、その装置 |
| US7303789B2 (en) | 2003-02-17 | 2007-12-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Methods for producing thin films on substrates by plasma CVD |
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