JPS62227091A - 連続処理ラインにおける化学気相蒸着方法 - Google Patents
連続処理ラインにおける化学気相蒸着方法Info
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- JPS62227091A JPS62227091A JP7148186A JP7148186A JPS62227091A JP S62227091 A JPS62227091 A JP S62227091A JP 7148186 A JP7148186 A JP 7148186A JP 7148186 A JP7148186 A JP 7148186A JP S62227091 A JPS62227091 A JP S62227091A
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Landscapes
- Chemical 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。
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、連続処理ラインにおける化学気相蒸着方法に
関する。
関する。
［従来の技術及びその問題点］
被処理材に対し金属、セラミック等をコーティングする
方法として化学気相蒸着（以下ＣＶＤと称す。）法が知
られている。このＣＶＤ法は雰囲気ガス（反応ガス士キ
ャリアガス）を加熱した被処理材表面に供給し、反応ガ
スを、被処理材表面に接触させ、化学反応によりガス中
の成分を被処理材表面に析出させるもので、コーテイン
グ材及び被処理材の種類が多様で、しかもコーティング
の密着性、つきまわり性に優れる等多くの利点を有して
おり、近年広い分野で利用されるようになってきた。
方法として化学気相蒸着（以下ＣＶＤと称す。）法が知
られている。このＣＶＤ法は雰囲気ガス（反応ガス士キ
ャリアガス）を加熱した被処理材表面に供給し、反応ガ
スを、被処理材表面に接触させ、化学反応によりガス中
の成分を被処理材表面に析出させるもので、コーテイン
グ材及び被処理材の種類が多様で、しかもコーティング
の密着性、つきまわり性に優れる等多くの利点を有して
おり、近年広い分野で利用されるようになってきた。
しかし、このＣＶＤ法は蒸着速度が小さいため処理に時
局赤かかり、このため鋼帯連続処理ライン等の連続ライ
ンに適用した場合、処理炉が長大なものとなってしまう
という問題があり、加えて、ＣＶＤ法では蒸着膜厚が不
均一になり易く、特に連続ラインではこの傾向がより大
きくなるという問題があり、このためＣＶＤ法を連続ラ
インに適用することは事実上困難であった。
局赤かかり、このため鋼帯連続処理ライン等の連続ライ
ンに適用した場合、処理炉が長大なものとなってしまう
という問題があり、加えて、ＣＶＤ法では蒸着膜厚が不
均一になり易く、特に連続ラインではこの傾向がより大
きくなるという問題があり、このためＣＶＤ法を連続ラ
インに適用することは事実上困難であった。
本発明はこのような問題に鑑み、連続ラインにおけるＣ
ＶＤ処理をラインの長大化や蒸着膜厚の不均一化等の問
題を生「しめることなく行うことができる方法を提供せ
んとするものである。
ＶＤ処理をラインの長大化や蒸着膜厚の不均一化等の問
題を生「しめることなく行うことができる方法を提供せ
んとするものである。
［問題点を解決するための手段及び実施例］本発明者等
は、従来のＣＶＤ処理における蒸着速度及び蒸着膜厚の
不均一性について検討を加えた。
は、従来のＣＶＤ処理における蒸着速度及び蒸着膜厚の
不均一性について検討を加えた。
この結果、これらの問題が被処理材の反応界面における
ガスの流動性に深くかかわっていることを見い出した。
ガスの流動性に深くかかわっていることを見い出した。
すなわち従来では、ＣＶＤ処理で雰囲気ガスを大きく流
動させると、蒸着ムラが発生する、蒸着層での気孔の発
生成いは層内への気泡の混入がある、さらには蒸着層の
純度も低下する等とされ、このためガス流動は必要最小
限にとどめるという考え方が定着していた。しかし本発
明者等の研究では、このようにガス流動が抑えられる結
果、逆に反応ガスの被処理材界面への拡散移動、及び反
応副生成物（反応生成ガス）の界面表層からのｌ１ｌｔ
脱がスムースに行われず、このため処理に長時間を要す
ること、また、ガス流動が抑えられるため処理室内の反
応ガス濃度に分布を生じ、この結果蒸着膜厚が不均一に
なることが判った。
動させると、蒸着ムラが発生する、蒸着層での気孔の発
生成いは層内への気泡の混入がある、さらには蒸着層の
純度も低下する等とされ、このためガス流動は必要最小
限にとどめるという考え方が定着していた。しかし本発
明者等の研究では、このようにガス流動が抑えられる結
果、逆に反応ガスの被処理材界面への拡散移動、及び反
応副生成物（反応生成ガス）の界面表層からのｌ１ｌｔ
脱がスムースに行われず、このため処理に長時間を要す
ること、また、ガス流動が抑えられるため処理室内の反
応ガス濃度に分布を生じ、この結果蒸着膜厚が不均一に
なることが判った。
そして、このような事実に基づきさらに検討を加えた結
果、ＣｖＯ処理室において吹付ノズルにより雰囲気ガス
を被処理材に吹付けることにより、高い蒸着速度でしか
も蒸着膜の不均一化を抑えつつＣＶＤ処理できることを
見い出した。このため本発明は、被処理材を化学気相蒸
着処理室を通過させコーティングを行う、連続処理ライ
ンにおける化学気相蒸着方法において、化学気相蒸着処
理室内において吹付ノズルにより雰囲気ガスを被処理材
に吹付けることをその基本的特徴とする。
果、ＣｖＯ処理室において吹付ノズルにより雰囲気ガス
を被処理材に吹付けることにより、高い蒸着速度でしか
も蒸着膜の不均一化を抑えつつＣＶＤ処理できることを
見い出した。このため本発明は、被処理材を化学気相蒸
着処理室を通過させコーティングを行う、連続処理ライ
ンにおける化学気相蒸着方法において、化学気相蒸着処
理室内において吹付ノズルにより雰囲気ガスを被処理材
に吹付けることをその基本的特徴とする。
以下本発明の詳細な説明する。
ＣＶＤ ｆｉ理における被処理材表面の主反応は、例え
ば反応ガスとして５ｉＣｊ ４を用い、Ｓｉをコーティ
ングする場合、 ５ＦＯ＋ ５ｉＣＪ ４−＊ｒｅ３Ｓｉ＋２ＦｅＣＪ
２↑である。
ば反応ガスとして５ｉＣｊ ４を用い、Ｓｉをコーティ
ングする場合、 ５ＦＯ＋ ５ｉＣＪ ４−＊ｒｅ３Ｓｉ＋２ＦｅＣＪ
２↑である。
また、反応ガスとしてＴｉＣＪｌ ４ 、 Ｃｔ１４
、 Ｈ２を用い、１゛、をコーティングする場合は、Ｔ
ｉＣρ ４＋２１１２ →Ｔｌ＋ ４１１ＣＩ）
↑１’ｉ ＋Ｃｌ１４→ｒｉｃ ＋２１１２である。
、 Ｈ２を用い、１゛、をコーティングする場合は、Ｔ
ｉＣρ ４＋２１１２ →Ｔｌ＋ ４１１ＣＩ）
↑１’ｉ ＋Ｃｌ１４→ｒｉｃ ＋２１１２である。
このような蒸着反応では、反応ガスを含む雰囲気ガスを
被処理材表面に次々に供給し、且つ反応生成ガス（Ｆｅ
Ｃｊ ２ 、 ＩＩＣｊ等）を反応界面から速かに離脱
させることが反応を促進させる上で極めて重要である。
被処理材表面に次々に供給し、且つ反応生成ガス（Ｆｅ
Ｃｊ ２ 、 ＩＩＣｊ等）を反応界面から速かに離脱
させることが反応を促進させる上で極めて重要である。
この点本発明は、被処理材表面に吹付ノズルによって雰
囲気ガスを積極的に吹付けることにより、反応界面への
反応ガスの供給と反応生成ガスの反応界面からの離脱と
が促進され、この結果蒸着反応が促進され、大きな処理
速度を得ることができる。
囲気ガスを積極的に吹付けることにより、反応界面への
反応ガスの供給と反応生成ガスの反応界面からの離脱と
が促進され、この結果蒸着反応が促進され、大きな処理
速度を得ることができる。
一方、被処理材への雰囲気ガス吹付【プにより、雰囲気
ガスが処１’ｒ！室内で対流して反応ガスの濃度分布が
均一化され、この結果、反応ガス濃度分布による蒸＠膜
厚の不均一性も解消される。
ガスが処１’ｒ！室内で対流して反応ガスの濃度分布が
均一化され、この結果、反応ガス濃度分布による蒸＠膜
厚の不均一性も解消される。
第１図は本発明を鋼帯ＳのＣｖＤ連続処理に適用した場
合の実施状況を示すもので、１は加熱炉、２はＣＶＤ処
理炉、３は該ＣｖＯ処理炉内に配置される吹付ノズルで
ある。
合の実施状況を示すもので、１は加熱炉、２はＣＶＤ処
理炉、３は該ＣｖＯ処理炉内に配置される吹付ノズルで
ある。
鋼帯Ｓは加熱炉１でＣＶＤ処理温度またはその近傍温度
まで加熱され、引ぎ続きＣＶＤ処理炉２内に連続的に導
入される。このＣＶＤ処理炉２内では、吹付ノズル３か
ら鋼帯両面に反応ガスを含む雰囲気ガスが吹ぎ付けられ
、ＣＶＤ処理が施される。
まで加熱され、引ぎ続きＣＶＤ処理炉２内に連続的に導
入される。このＣＶＤ処理炉２内では、吹付ノズル３か
ら鋼帯両面に反応ガスを含む雰囲気ガスが吹ぎ付けられ
、ＣＶＤ処理が施される。
第３図は、以上のような連続ラインによりＳｉ蒸着処理
を行った場合の、雰囲気ガス（ＳｉＣｊｌ ４＋キヤリ
アガス）の流速（銅帯衝突時の流速）とＳｉ蒸着速度と
の関係を調べたものである。この場合のＳｉ蒸着速度増
分とは、ノズル吹付を行わない場合のＳｉ蒸着速度を零
とし、その差分の蒸着速度を示している。なお、ここで
Ｓｉ蒸着速度とは、母材１りについて単位時間＜ ｉ
ｍｔｎ）当り何ｎ＋ｏｎのＳｉ原子が蒸着されたかを示
している。同図から判るように、雰囲気ガスをノズル吹
付することによりＳｉ蒸着速度が顕著に増加している。
を行った場合の、雰囲気ガス（ＳｉＣｊｌ ４＋キヤリ
アガス）の流速（銅帯衝突時の流速）とＳｉ蒸着速度と
の関係を調べたものである。この場合のＳｉ蒸着速度増
分とは、ノズル吹付を行わない場合のＳｉ蒸着速度を零
とし、その差分の蒸着速度を示している。なお、ここで
Ｓｉ蒸着速度とは、母材１りについて単位時間＜ ｉ
ｍｔｎ）当り何ｎ＋ｏｎのＳｉ原子が蒸着されたかを示
している。同図から判るように、雰囲気ガスをノズル吹
付することによりＳｉ蒸着速度が顕著に増加している。
なお、同図に示ずようにＳｉ蒸着速度はガスの銅帯表面
に対する衝突流速の増大に比例して大きくなるが、流速
を過剰に大きくしても界面における反応律速となるため
それ以上のＳｉ富化効果は期待できない。一般的には、
５Ｎｍ／Ｓｅｃ以下の流速で＋９な効果が得られる。
に対する衝突流速の増大に比例して大きくなるが、流速
を過剰に大きくしても界面における反応律速となるため
それ以上のＳｉ富化効果は期待できない。一般的には、
５Ｎｍ／Ｓｅｃ以下の流速で＋９な効果が得られる。
第２図ω及び伸）は吹付ノズル３による吹付方法を示す
もので、本発明では雰囲気ガスを０）に示すように銅帯
面に対し直角に、或いは（０に示すように斜め方向から
吹付けることができる。
もので、本発明では雰囲気ガスを０）に示すように銅帯
面に対し直角に、或いは（０に示すように斜め方向から
吹付けることができる。
なお、本発明はコイル化された鋼帯の連続ＣＶＤ処理に
限らず単品のＣＶＤ処理にも適用でき、この場合には、
これら材料をベルト等により連続的に移動させ、その途
中でＣＶＤ処理する。
限らず単品のＣＶＤ処理にも適用でき、この場合には、
これら材料をベルト等により連続的に移動させ、その途
中でＣＶＤ処理する。
［実 施 例］
小型のＣＶＤ処理炉−拡散処理炉を用い、本発明法及び
比較法（ノズル吹付を行わずＣＶＤ処理を行う方法）に
Ｊ：す、通常の成分の冷却鋼帯にＳｉを蒸着さけるＣＶ
Ｄ処理を施した後、拡散熱処理を施し、高珪素鋼帯を製
造した。第４図は雰囲気ガス中の５ｉＣＪ） ４ Ｆａ
ＩＳｌｊと鋼帯中Ｓｉの富化割合との関係、第５図はＣ
ＶＤ処理温度と鋼帯中Ｓ１の富化割合との関係を示すも
ので、図中へが本発明法（１ｍ帯面でのガス衝突流速０
．５ｍ、／ｓ ） 、Ｂが比較法によるものを示してい
る。なお、Ｓｔ富化割合とは、母材当初の５ｉｌ１度に
対するＣＶＤ処理−拡散熱処理後のＳｉ増加分を意味し
ている。
比較法（ノズル吹付を行わずＣＶＤ処理を行う方法）に
Ｊ：す、通常の成分の冷却鋼帯にＳｉを蒸着さけるＣＶ
Ｄ処理を施した後、拡散熱処理を施し、高珪素鋼帯を製
造した。第４図は雰囲気ガス中の５ｉＣＪ） ４ Ｆａ
ＩＳｌｊと鋼帯中Ｓｉの富化割合との関係、第５図はＣ
ＶＤ処理温度と鋼帯中Ｓ１の富化割合との関係を示すも
ので、図中へが本発明法（１ｍ帯面でのガス衝突流速０
．５ｍ、／ｓ ） 、Ｂが比較法によるものを示してい
る。なお、Ｓｔ富化割合とは、母材当初の５ｉｌ１度に
対するＣＶＤ処理−拡散熱処理後のＳｉ増加分を意味し
ている。
これら図面から判るように、雰囲気ガス中で単に銅帯を
通板させるだけの比較法に較べ、ノズル吹付を行う本発
明では格段に贋れたＳｉ富化効果（＝蒸着速度）が得ら
れている。第６図は同様のＣＶＤ処理炉−拡散処理炉を
用い、本発明法Ａと比較法Ｂにおける蒸着時間と鋼帯中
Ｓｉ濃度（拡散処理後のＳｉ濃度）との関係を、Ｓｉ３
％、板厚０．５ｍｍの銅帯を５ｉＣＪ２４１１度２１％
、処理温度１１５０℃でＣＶＤ処理した場合について調
べたちのである。なお、本発明法では、スリットノズル
により銅帯に対し垂直方向から０．２Ｎ ｍ／ ｓｅｅ
の流速で雰囲気ガスを吹付けた。同図から判るように、
６．５％Ｓｉ鋼とするために比較法Ｂでは７分かかるの
に対し、本発明法では１．５分で処理することができた
。
通板させるだけの比較法に較べ、ノズル吹付を行う本発
明では格段に贋れたＳｉ富化効果（＝蒸着速度）が得ら
れている。第６図は同様のＣＶＤ処理炉−拡散処理炉を
用い、本発明法Ａと比較法Ｂにおける蒸着時間と鋼帯中
Ｓｉ濃度（拡散処理後のＳｉ濃度）との関係を、Ｓｉ３
％、板厚０．５ｍｍの銅帯を５ｉＣＪ２４１１度２１％
、処理温度１１５０℃でＣＶＤ処理した場合について調
べたちのである。なお、本発明法では、スリットノズル
により銅帯に対し垂直方向から０．２Ｎ ｍ／ ｓｅｅ
の流速で雰囲気ガスを吹付けた。同図から判るように、
６．５％Ｓｉ鋼とするために比較法Ｂでは７分かかるの
に対し、本発明法では１．５分で処理することができた
。
［発明の効果］
以上述べた本発明によれば、ＣＶＤ処理において反応ガ
スの被処理材表面への拡散反応及び反応生成ガスの反応
Ｗ面からの離脱を促進し、大ぎい蒸着速度を得ることが
でき、加えて処理室内で反応ガスが対流するためその濃
度分布が均一化され、均一な蒸着膜を得ることができ、
以上のことから品質の良いＣｖＯ処理材を短い連続ライ
ンにより能率的に製造することができる。
スの被処理材表面への拡散反応及び反応生成ガスの反応
Ｗ面からの離脱を促進し、大ぎい蒸着速度を得ることが
でき、加えて処理室内で反応ガスが対流するためその濃
度分布が均一化され、均一な蒸着膜を得ることができ、
以上のことから品質の良いＣｖＯ処理材を短い連続ライ
ンにより能率的に製造することができる。
第１図は本発明の一実施状況を示す説明図である。第２
図０及び（に）はそれぞれ吹付ノズルによる吹付方法を
示す説明図である。第３図は本発明法における雰囲気ガ
ス流速とＳｉ蒸着速度との関係を示すものである。第４
図は雰囲気ガス中の５ｉＣｊｌ ４ ｉ１１度と鋼帯中
Ｓｉの富化割合との関係を、本発明法と比較法について
示すものである。第５図は、ＣＶＤ処理温度と鋼帯中Ｓ
ｉの富化割合との関係を、本発明法と比較法について示
すものである。 第６図は蒸着時間と銅帯中５ｉ８ａ度との関係を、本発
明法及び比較法について示すものである。 図において、１は加熱炉、２はＣＶＤ処理炉、３は吹付
ノズル、Ｓは鋼帯である。 第 １ 因 ｍ２図 （イ） （ロ）第３図 ０ ０．５ １．０カ
・ス＠、連 （Ｎｍ／ｓ） 舐４吟開（＃） Ｓｉ曹１乙割合（ｗｔ％） ＳｉｎイしＶり合 （Ｗｉ％） 手続補正書（自発） 昭和６１年 ６月２５日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿（特許庁審査官
殿）１、事件の表示 昭和６１ 年 特 許 願力 ７１４８１号２、発明
の名称 連続処理ラインにおける化学気相蒸着方法（４１２）
日本鋼管株式会社 ４、代理人 補 正 内 容 １本願明細書中第５頁１２行目〜１４行目迄を以下のよ
うに訂正する。 「常に濃度一定の新鮮な反応ガスが反応面に供給される
ことシこなり、この結果、反応ガス濃度分布による蒸着
族厚の不均一化の問題も解消される。」 ユ同書第８頁２０行目〜第９頁１行目迄を以下のように
訂正する。 ｒ着速度を得ることができ、加えて、反応面に対し常に
濃度一定の新鮮な反応ガスが供給されるために、」
図０及び（に）はそれぞれ吹付ノズルによる吹付方法を
示す説明図である。第３図は本発明法における雰囲気ガ
ス流速とＳｉ蒸着速度との関係を示すものである。第４
図は雰囲気ガス中の５ｉＣｊｌ ４ ｉ１１度と鋼帯中
Ｓｉの富化割合との関係を、本発明法と比較法について
示すものである。第５図は、ＣＶＤ処理温度と鋼帯中Ｓ
ｉの富化割合との関係を、本発明法と比較法について示
すものである。 第６図は蒸着時間と銅帯中５ｉ８ａ度との関係を、本発
明法及び比較法について示すものである。 図において、１は加熱炉、２はＣＶＤ処理炉、３は吹付
ノズル、Ｓは鋼帯である。 第 １ 因 ｍ２図 （イ） （ロ）第３図 ０ ０．５ １．０カ
・ス＠、連 （Ｎｍ／ｓ） 舐４吟開（＃） Ｓｉ曹１乙割合（ｗｔ％） ＳｉｎイしＶり合 （Ｗｉ％） 手続補正書（自発） 昭和６１年 ６月２５日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿（特許庁審査官
殿）１、事件の表示 昭和６１ 年 特 許 願力 ７１４８１号２、発明
の名称 連続処理ラインにおける化学気相蒸着方法（４１２）
日本鋼管株式会社 ４、代理人 補 正 内 容 １本願明細書中第５頁１２行目〜１４行目迄を以下のよ
うに訂正する。 「常に濃度一定の新鮮な反応ガスが反応面に供給される
ことシこなり、この結果、反応ガス濃度分布による蒸着
族厚の不均一化の問題も解消される。」 ユ同書第８頁２０行目〜第９頁１行目迄を以下のように
訂正する。 ｒ着速度を得ることができ、加えて、反応面に対し常に
濃度一定の新鮮な反応ガスが供給されるために、」
Claims (1)
- 被処理材を化学気相蒸着処理室を通過させコーティング
を行う、連続処理ラインにおける化学気相蒸着方法にお
いて、化学気相蒸着処理室内において吹付ノズルにより
雰囲気ガスを被処理材に吹付けることを特徴とする連続
処理ラインにおける化学気相蒸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071481A JPH0645881B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 連続処理ラインにおける鋼板の浸珪処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071481A JPH0645881B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 連続処理ラインにおける鋼板の浸珪処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62227091A true JPS62227091A (ja) | 1987-10-06 |
| JPH0645881B2 JPH0645881B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=13461870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61071481A Expired - Fee Related JPH0645881B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 連続処理ラインにおける鋼板の浸珪処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645881B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6203851B1 (en) * | 1998-01-30 | 2001-03-20 | MTU MOTOREN-UND TURBINEN-UNION MüNCHEN GMBH | Gas phase coating process and apparatus for gas-phase coating of workpieces |
| KR101404136B1 (ko) * | 2012-03-19 | 2014-06-10 | 한국기계연구원 | 고규소 전기 강판의 제조방법 및 전기 강판의 제조시스템 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3017458U (ja) * | 1995-04-26 | 1995-10-31 | 正義 蓬生 | 車止め |
| JP5655295B2 (ja) * | 2009-11-30 | 2015-01-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 低炭素鋼板およびその製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1986
- 1986-03-28 JP JP61071481A patent/JPH0645881B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0645881B2 (ja) | 1994-06-15 |
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