JPS63153284A - 多孔アモルフアス金属層の製造方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は耐食性２強靭性、光学特性、磁気特性等各種の
優れた性質を有するアモルファス金属による多孔板ある
いはフィルター又は印刷用原板等の製造方法に関するも
のである。

〈従来の技術及びその問題点〉 アモルファス金属は所謂非晶質金属であり、非晶質状態
を現出せしめる為に金属ガス凝集法、金属液体の急冷法
あるいは金属結晶への欠陥導入法等の手段で得られる。

これらの諸手段の中でも金属液体の急冷法が連続的に多
量の材料を作るのに適しているので最も多用されている
。この液体急冷法の一分野として、アモルファス形成能
が高い金属材料にレーザ照射を行なうと、その表面は急
速加熱、溶融されその表石部がアモルファス化されると
いう事が報告されてはいるが、レーザをオーバラップ照
射した部分では一度アモルファス化した後再び結晶化す
る、あるいはアモルファス層の組成的及び形状的な不均
一化が起こる、更には割れが発生するという様な問題点
があった。

この様な多くの利点を持つアモルファス金属は、それを
用いる用途によっては金網状あるいは多孔板状又はその
様な形状の物が他の基板上に接合載置された形態に成形
する必要がある事も多いし、かつ又それ自体で微細な孔
を有する形態になし得れば腐食性材料用のフィルターあ
るいは印刷用原板としての用途も拡がるものである。

しかるに現状に於いては、アモルファス金属はそれが強
靭なるが故にこの様な網状あるいは多孔板状に加工する
事自体が困難である。

本発明ではアモルファス金属を一旦形成せしめた後に加
工するのではなくアモルファス化せしめると同時に上記
網状あるいは多孔板状となす方法を提供する事を目的と
するものである。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明では上記目的を達成する為に次の如き手段を採用
する。即ち、易アモルファス化金属を、該易アモルファ
ス化金属よりも熱伝導率が大なる金属製基板上に、薄膜
状態でかつ冶金的に結合している状態下に形成し、該易
アモルファス化金属薄膜上にパルスレーザを照射するに
際し、同Ｆ４膜に溶融によって形成される孔が多数散在
するか又はレーザ光線が照射されない部分が散在する様
な条件下でレーザ照射を行ない、上記易アモルファス化
金属薄膜を多数の孔を有するアモルファス金属又は部分
的な非アモルファス化部分を多数有するアモルファス金
属とならしめ、次いで上記非アモルファス化部分を溶出
消失せしめることを特徴とする多孔アモルファス金属層
の製造方法である。

なお、溶出により非アモルファス化部分を消失せしめる
場合、これと同時に下部の基板をも一緒に消失せしめる
事もあり、そうすれば多孔アモルファス板あるいは金網
状アモルファスが得られるものである。

〈実施例及び作用〉 以下本発明をその実施例を示し乍ら詳述する。

本発明の実施例としてはＣｕ製基板及びＮｌ製基板を用
いて次の実験を行なった。

即ち、Ｃｕ、　Ｎｉ製の５０ｍ＋ａＸ　５０ｍｏ＋厚さ
１０ｍｍのそれぞれの基板上面に、アーク炉で溶製した
磁性材料用のＦｅｙｌＳ１ｐＢ１３を幅２５ｍｍ、厚さ
約４０μｍの薄膜状に熱間等方圧加圧（以下旧Ｐとする
）接合により接合し、その後該薄膜の厚さを２０Ａｔｍ
に仕上げた。

この場合の旧Ｐ条件と試料断面の模式図を第１図に示す
。

この様な試料に対し、レーザ照射による溶融部形状とレ
ーザ照射条件の関係について、焦点はずし距！　（ｆｄ
）と、レーザエネルギー（Ｅｏ）を変化させ、平坦な表
面が得られる条件を求め、その条件下でパルスレーザ照
射を行ない、アモルファス表面層の形成状況を調査した
。なおパルスレーザ照射は人ｒガス雰囲気中で行ない、
レーザ照射溶融部の表面と断面の組織を光学顕微鏡及び
走査電子類ｍ鏡で観察し、更にＸ線回折装置によりアモ
ルファス層生成の様子を調べた。

その結果種々の溶融部の表面状態が観察されたので、そ
の表面状態を５つに分類した。即ち孔があくもの（Ｔｙ
ｐｅＨ）、表面が凹凸状のもの（ＴｙｐｅＲ）、滑らか
で美しいもの（ＴｙｐｅＳ）　ｐ表面が不均一溶融のも
の（ＴｙｐｅＩ）、溶けないもの（ＴｙｐｅＮ）である
。なお第２図に表面が滑らかで美しいＴｙｐｅＳの写真
を示す。

上記５つのＴｙｐｅとレーザ照射条件との関係を図式化
したのが第３図（Ｃｕ基板）及び第４図（旧基板）であ
る。いずれもＴｙｐｅＳでは割れのないアモルファス層
が得られ、又ＴｙｐｅＨでは孔の部分以外は全てアモル
ファス層となっていた。

この第３図及び第４図から、エネルギー密度が高い領域
ではＣｕ基板を用いた場合は、基板は溶融せずに表面の
アモルファス金属薄膜のみに上下均一径の孔がおいてい
るのに対し、Ｎｉ基板を用いた場合は基板も溶融し中央
部に割れが生じ、しかも出来た孔は上部から下部へ行く
につれ次第にその径が小さくなっている事が判る。

これは易アモルファス化金属としてＦｅ＃５ｉｐＢ、７
を採用したからであり、易アモルファス化金属として他
のもっと熱伝導率が悪い材料を用いればＮｉ基板でも充
分に均一径の孔でかつ割れのないアモルファス金属層が
得られるものである。

次に上記Ｔｙｐｅ　Ｓの滑らかな平面が得られた条件で
上述した本発明実施例のＣｕ基板及びＮｉ基板上にＦ　
ｅ　ｙ　Ｓ　ｉデＢβ薄膜層を接合した試料の表面にレ
ーザ光線が照射されない部分が多数散在する条件下にレ
ーザ照射を行ない溶融凝固させ、その表面状態と溶は込
み状態につき検討した。その場合の表面組織写真を第５
図（Ｃｕ基板）及び第６図（Ｎｉ基板）に、又Ｃｕ基板
の試料の断面の走査電子顕微鏡写真を第７図に示す。第
５図及び第６図では略円形の白い部分がアモルファス金
属で、黒い部分は非アモルファス化部分である。これら
の写真から判る様に、レーザ照射した部分のみがアモル
ファス化され、しかもその部分は美しい表面状態と均一
な溶は込み深さが得られる。

次に上述のレーザ照射処理後の試料についてアモルファ
ス合金層の形成について検討した。まず第７図で判る様
にレーザ照射部は、表面からレーザ照射溶融部、未溶融
部及び基板となっているが、レーザ照射溶融部は未溶融
部に比ベエッチングの程度が少なく略単一層となってい
る事が判る。この様子をＸ線回折法で調べた結果が第８
図ｈ）、　（ｂ）、　（ｅ）である。即ち第８図ｈ）は
レーザ照射前のＣｕ基板上にＦｅり１ＳｉｐＢ、ｐノを
接合したもののＸ線回折図形、第８図（ｂ）、　（ｅ）
はそれぞれ本発明実施例のＣｕ基板、　Ｎｉ基板上にＦ
ｅ＃５ｉｐＢ７３を接合した試料にレーザ処理をした場
合のＸ線回折図形である。

第８図（ａ）では旧Ｐ法で１０７３Ｋに加熱されている
為に試料のＦｅとＦｅ２Ｂ金属間化合物が生成されてお
り、結晶化しているが、第８図（ｂ）、　（ｅ）では広
或に渡ってアモルファス特有のＸ線回折ピークが表われ
ている事が判る。なお一部、下部未溶融部並びにＣｕ及
びＮｉの結晶構造を示すピークが表われている。

これらの結果から平坦な表面が得られるレーザ処理条件
においては薄膜の未溶融部は結晶構造のま−であるが、
溶融部はアモルファス化状態となっている事が判る。

ところで上記第３図及び第４図から明らかな如（、Ｃｕ
基板を用いた場合にはＴｙｐｅＨで薄膜での孔の開き方
が薄膜の厚さ全長に渡ってはゾ均一でかつ下部のＣｕ基
板には孔が開かない。これはＣｕ−がＮｉと比べてはる
かに熱伝導性が良好である為に急激に吸熱がなされる為
と、Ｃｕ自体がレーザ光線を良く反射するからであり、
該反射時の噴出力によって薄膜の開けられる孔の径が上
下略同様になるものと思われる。従ってＣｕと同様に熱
伝導性が良好でレーザ光線を良（反射するＡｇあるいは
それらの合金についても同様の効果があるものと考えら
れ、この様な性質を利用してレーザ照射自体で多数の孔
を有するアモルファス化金属層を得る事が出来る。

なおアモルファス化される合金としては、上記Ｆｅｙｌ
ＳｉｙＢ（３の他にも下記第１表に示す如き合金につい
て、それをブロックのま−でレーザ照射する実験を行な
った。その場合の例を構造とクラック発生状況をも含め
て第１表に示す。第１表の構造の項目中Ａはアモルファ
ス構造、Ｃは結晶構造、（Ａ）は一部アモルファス構造
、（Ｃ）は一部結晶構造を示す。

この第１表の結果から、易アモルファス化金属でも少数
の合金を除いては、それをブロック状でレーザ照射すれ
ば均一なアモルファス層は得難く、しかもクラックの発
生が多い事が判る。

第１表 なお本発明方法に於いて、基板とその上面の易アモルフ
ァス化金属とはレーザ照射前に冶金的に接合されていな
いと熱の伝導が悪い為に十分なアモルファス化がされ難
いものであるが、その冶金的な接合は上記実施例で示し
た旧Ｐ接合の他にメッキ、圧着その他どの様な手段でも
よい。　又易アモルファス化金属は、それを−置割の手
段でアモルファス化せしめた物を用いてもよいし、例え
ば実施例で示した如く溶製した結晶構造の物のいずれで
もよい。

以上の説明で、Ｃｕ基板上に接合せしめた易アモルファ
ス化金属はパルスレーザをその条件を調整して照射すれ
ば、（イ）部分的にレーザにより溶融飛散せしめられた
結果の孔を多数有するアモルファス金属となる、又は（
ロ）孔を何ら有さず均一厚さのアモルファス金属となる
という事が判明した。

従って上記（イ）の如く多数の孔を有するアモルファス
金属が出来る様な条件にてパルスレーザを照射するか、
又は（ロ）のｍ＜均一厚さのアモルファス金属が得られ
る様な条件内で、しかもその場合にレーザ光線が当たら
ない部分が多数散在する様にレーザ照射をすれば、レー
ザ光線が当たらない部分はアモルファス化されずに残る
ので、結果的に両方法ともにアモルファス金属部分が多
数散在したアモルファス金属層が得られる事となる。次
いでその用途により定まる不要部分である非アモルファ
ス部分のみ、又は非アモルファス部分と基板の双方を酸
により溶出消失せしめる。この際の酸の種類は、アモル
ファス金属と非アモルファス金属及び基板の対酸溶出性
を考慮して適宜窓められるものであるが、アモルファス
金属は著しく優れた耐食性を有するのでこの選定は容易
になし得るものである。

この様にする事で先に行なうレーザ照射によって決まる
各種の形状の多孔金属層を得る事が出来、レーザ照射は
非常にミクロ的な制御も可能である為に徹細な孔を多数
持つ所謂フィルター状金属板を造る事が可能となるので
ある。

〈発明の効果〉 以上述べて来た如く、本発明方法によれば、銅。

銀若しくはそれらの合金等の熱伝導率が大なる金属基板
表面上に均一厚さで任意の孔を有する、又は任意の非ア
モルファス化部分を有するアモルファス金属層を容易に
形成する事が出来るのでそのま−１又はその後簡単な手
段を用いる事で各種多孔質板あるいはフィルターとして
有効に用いる事が出来るものである。

そしてこの本発明方法は、立体的な形状の物の表面に多
数の孔を持つアモルファス金属層を形成する事や、立体
形状の多孔アモルファス金属体を造る事も、既にレーザ
照射を３次元的に行なえる為に可能であり、従来造れな
かった多くの形状の物を造る事が出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に於ける旧Ｐ条件を示す模式図、
第２図は本発明実施例のＴｙｐｅＳとされる表面状態を
示す顕微鏡組織写真、第３図及び第４図はそれぞれ本発
明実施例に於ける表面状態とレーザ照射条件の関係を示
すグラフ、第５図及び第６図はそれぞれ本発明実施例で
ラップレーザ照射した場合の表面の顕微鏡組織写真、第
７図は同断面の顕微鏡組織写真、第８図（ａ）、　（ｂ
）、　（ｅ）はそれぞれ本発明のＣｕ基板による場合の
レーザ照射前。 同レーザ照射後及びＮｉ基板によ：石場合のレーザ照射
後のＸ線回折図形を示す。 特許出願人　株式会社黒木工業所 代　理　人　有吉　教晴 第８図 第１図 第３図 角点はずし距離、ｆｄ　［ｍｍ　） 第４図 声点はずし距離、ｆｄ（ｍｒｒｎ 第７− 手続補正書（ｙ５刻 昭和６２年　４月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、易アモルファス化金属を、該易アモルファス化金属
   よりも熱伝導率が大なる金属製基板上に、薄膜状態でか
   つ冶金的に結合している状態下に形成し、該易アモルフ
   ァス化金属薄膜上にパルスレーザを照射するに際し、同
   薄膜に溶融によって形成される孔が多数散在するか又は
   レーザ光線が照射されない部分が散在する様な条件下で
   レーザ照射を行ない、上記易アモルファス化金属薄膜を
   多数の孔を有するアモルファス金属又は部分的な非アモ
   ルファス化部分を多数有するアモルファス金属とならし
   め、次いで上記非アモルファス化部分を溶出消失せしめ
   ることを特徴とする多孔アモルファス金属層の製造方法
   。 ２、基板の素材が、銅若しくは銀又はそれらの合金から
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多孔
   アモルファス金属層の製造方法。