JPS6321209A - 耐摩耗膜およびその製造方法 - Google Patents
耐摩耗膜およびその製造方法Info
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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
３ベージ
よびその製造方法に関するものである。
従来の技術
従来、耐摩耗膜には、耐摩耗性を得るだめの硬質被膜と
して、炭化ケイ素（Ｓｉｎ）、窒化チタン（ＴｉＮ）等
の材料を、スパッタリング、化学蒸着などの方法で機構
部品の表面に被膜し、寸だ潤滑層としてワックス、高分
子系テフロン、硫化物。
して、炭化ケイ素（Ｓｉｎ）、窒化チタン（ＴｉＮ）等
の材料を、スパッタリング、化学蒸着などの方法で機構
部品の表面に被膜し、寸だ潤滑層としてワックス、高分
子系テフロン、硫化物。
ハロゲン化合物等が用いられていた。
発明が解決しようとする問題点
しかし上記従来の構成では、硬質被膜はヴイッカース硬
度（ダイヤモンドのヴイソカース硬度：約１００００ｋ
ｇ／ｍｊ）ｆ２０００ｋｇ／７ｎＡないし３０００ｋｇ
／−程度の硬度しかなく、機構部品の摺動部や切削工具
の表面に形成しても、潤滑性に乏しいために、応力が集
中することにより基体と硬質被膜の境界面で剥離すると
いった問題があった。
度（ダイヤモンドのヴイソカース硬度：約１００００ｋ
ｇ／ｍｊ）ｆ２０００ｋｇ／７ｎＡないし３０００ｋｇ
／−程度の硬度しかなく、機構部品の摺動部や切削工具
の表面に形成しても、潤滑性に乏しいために、応力が集
中することにより基体と硬質被膜の境界面で剥離すると
いった問題があった。
本発明は、これらの問題点を解決するもので、ダイヤモ
ンドにより近い硬度を有し、耐摩耗性に富み、低摩擦性
を有する耐環境性に優れた耐摩耗膜を提供することを目
的とする。
ンドにより近い硬度を有し、耐摩耗性に富み、低摩擦性
を有する耐環境性に優れた耐摩耗膜を提供することを目
的とする。
問題点を解決するだめの手段
この目的を達成するために、本発明の耐摩耗膜は、基体
の少なくとも一主面に凹凸部を形成し、この主面に少な
くともダイヤモンド粒を含む炭素膜を形成し、壕だこの
炭素膜上に潤滑層を設けた構成を有する。前記炭素膜は
不活性ガスと水素または炭化水素の混合ガスあるいはフ
ッ素ガスのイオンビームを用い、炭素のターゲットをス
パッタして形成し、前記潤滑層は、イオンビームとして
不活性ガスを用い、炭素のターゲットをスパッタするこ
とによって形成している。
の少なくとも一主面に凹凸部を形成し、この主面に少な
くともダイヤモンド粒を含む炭素膜を形成し、壕だこの
炭素膜上に潤滑層を設けた構成を有する。前記炭素膜は
不活性ガスと水素または炭化水素の混合ガスあるいはフ
ッ素ガスのイオンビームを用い、炭素のターゲットをス
パッタして形成し、前記潤滑層は、イオンビームとして
不活性ガスを用い、炭素のターゲットをスパッタするこ
とによって形成している。
作用
上記の構成および手段により、基体の主面にダイヤモン
ド粒を含む炭素膜を形成することにより、ダイヤモンド
により近い硬度を実現し、摩擦力だけでなく衝撃からも
基体を保護し、前記基体の主面に設けた凹凸部の設定条
件（位置９表面密度等）により、前記ダイヤモンド粒の
形成（形成位置。
ド粒を含む炭素膜を形成することにより、ダイヤモンド
により近い硬度を実現し、摩擦力だけでなく衝撃からも
基体を保護し、前記基体の主面に設けた凹凸部の設定条
件（位置９表面密度等）により、前記ダイヤモンド粒の
形成（形成位置。
密度）を選択的に行なうことが可能となる。また５ ペ
ージ 前記炭素膜上に潤滑層を形成することによシ、前記主面
が他の面と接触する際の摩擦を小さくし、さらにこの潤
滑層を不活性ガスのイオンビームで、炭素のターゲット
をスパッタして形成することによシ、前記主面に対する
前記炭素膜の接着力を大きくし、前記炭素膜が剥離する
ことを防止することができる。
ージ 前記炭素膜上に潤滑層を形成することによシ、前記主面
が他の面と接触する際の摩擦を小さくし、さらにこの潤
滑層を不活性ガスのイオンビームで、炭素のターゲット
をスパッタして形成することによシ、前記主面に対する
前記炭素膜の接着力を大きくし、前記炭素膜が剥離する
ことを防止することができる。
実施例
以下に本発明の実施例について第１図〜第２図を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
イオンビーム源２２より発生する不活性ガスと水素また
は炭化水素の混合ガスあるいはフッ素ガスのイオンビー
ム２３によって、炭素ターゲット２１をスパッタする。
は炭化水素の混合ガスあるいはフッ素ガスのイオンビー
ム２３によって、炭素ターゲット２１をスパッタする。
この炭素ターゲット２１から高速粒子が発生し、前記イ
オンビーム２３に平行に設置した基体１１の主面に前記
高速粒子が衝突する。この衝突の衝撃によシ前記基体１
１の衝突部位を高温高圧と同様の状態とし、前記基体１
１を低温に保持したまま炭素膜１３を形成する。
オンビーム２３に平行に設置した基体１１の主面に前記
高速粒子が衝突する。この衝突の衝撃によシ前記基体１
１の衝突部位を高温高圧と同様の状態とし、前記基体１
１を低温に保持したまま炭素膜１３を形成する。
とくに前記基体１１の凹凸部１０は炭素の結晶の６ペー
ジ 形成が促され、ダイヤモンド粒１２が形成される。
ジ 形成が促され、ダイヤモンド粒１２が形成される。
実験においては、アルゴンと水素のイオンビーム２３（
イオンエネルギー１．２ＫｅＶ 、 ｅｏ ｍＡ ）で
炭素ターゲット２１をスパッタし、幅１μｍ、深さ約３
０ｏｏ人の凹凸部１０に、直径約０．５μｍ（＝５００
０人）のダイヤモンド粒１２を形成した。前記炭素膜１
３を形成したのち、前記イオンビーム２３を不活性ガス
のイオンビームとし、前記炭素ターゲット２１をスパッ
タすることにより、前記ダイヤモンド粒１２を含む前記
炭素膜１３上に潤滑層１４が形成される。実験において
は、アルゴンガスのイオンビーム（イオンエネルギー１
．２に６Ｖ 、 ６０１０人）で潤滑層１４を形成した
。
イオンエネルギー１．２ＫｅＶ 、 ｅｏ ｍＡ ）で
炭素ターゲット２１をスパッタし、幅１μｍ、深さ約３
０ｏｏ人の凹凸部１０に、直径約０．５μｍ（＝５００
０人）のダイヤモンド粒１２を形成した。前記炭素膜１
３を形成したのち、前記イオンビーム２３を不活性ガス
のイオンビームとし、前記炭素ターゲット２１をスパッ
タすることにより、前記ダイヤモンド粒１２を含む前記
炭素膜１３上に潤滑層１４が形成される。実験において
は、アルゴンガスのイオンビーム（イオンエネルギー１
．２に６Ｖ 、 ６０１０人）で潤滑層１４を形成した
。
上記の構成ならびに製造方法において、前記イオンビー
ム２３のイオンエネルギーの大きさを変化させること、
あるいは前記イオンビーム２３の不活性ガスに対する水
素あるいは炭化水素の分圧を変化させること、また前記
基体１１のイオンビーム２３に対する照射角度を変化さ
せること、さらに前記凹凸部１ｏの深さ等を変えるとと
によつ７ ページ って、前記ダイヤモンド粒１２を所要の大きさで形成す
ることが可能であシ、前記凹凸部１ｏの形成位置、密度
により、前記ダイヤモンド粒１２の形成位置、密度も任
意に設定できる。
ム２３のイオンエネルギーの大きさを変化させること、
あるいは前記イオンビーム２３の不活性ガスに対する水
素あるいは炭化水素の分圧を変化させること、また前記
基体１１のイオンビーム２３に対する照射角度を変化さ
せること、さらに前記凹凸部１ｏの深さ等を変えるとと
によつ７ ページ って、前記ダイヤモンド粒１２を所要の大きさで形成す
ることが可能であシ、前記凹凸部１ｏの形成位置、密度
により、前記ダイヤモンド粒１２の形成位置、密度も任
意に設定できる。
また前記凹凸部１ｏの深さを５０００Å以下とするとと
で、より効果的にダイヤモンド粒１２を炭素膜１３表面
に突出させることが可能であり、さらに前記ダイヤモン
ド粒の直径を１μｍ以下とすることによりフィルム基体
上でも形成可能な耐摩耗膜を形成することが可能である
。
で、より効果的にダイヤモンド粒１２を炭素膜１３表面
に突出させることが可能であり、さらに前記ダイヤモン
ド粒の直径を１μｍ以下とすることによりフィルム基体
上でも形成可能な耐摩耗膜を形成することが可能である
。
なお前記潤滑層１４は、不活性ガスのイオンビーム２３
で炭素ターゲット２１をスパッタして形成したが、硫化
ジルコニウム（ＺｒＳ２）、硫化バナジウム（ｖｓ２）
、硫化モリブデン（ＭｏＢ２）等の硫化物、塩化カドミ
ウム（ＣｄＣＡ２）等のハロゲン化合物、窒化ホウ素（
ＢＮ）等の窒化物、セレン化合物、テルル化合物を蒸着
等により形成してもよい。
で炭素ターゲット２１をスパッタして形成したが、硫化
ジルコニウム（ＺｒＳ２）、硫化バナジウム（ｖｓ２）
、硫化モリブデン（ＭｏＢ２）等の硫化物、塩化カドミ
ウム（ＣｄＣＡ２）等のハロゲン化合物、窒化ホウ素（
ＢＮ）等の窒化物、セレン化合物、テルル化合物を蒸着
等により形成してもよい。
発明の効果
以上の実施例の説明より明らかなように、本発明によれ
ば、 （１）ダイヤモンド粒を含む炭素膜により、十分な硬度
を有し、摩擦力だけでなく衝撃力にも強い長寿命の耐摩
耗膜を実現できる。
ば、 （１）ダイヤモンド粒を含む炭素膜により、十分な硬度
を有し、摩擦力だけでなく衝撃力にも強い長寿命の耐摩
耗膜を実現できる。
（２）ダイヤモンド粒を設け、さらに潤滑層を設けるこ
とにより、基体の主面が他の装置のある面と接触する際
の摩擦を小さくするととができる。
とにより、基体の主面が他の装置のある面と接触する際
の摩擦を小さくするととができる。
（３）凹凸部の表面密度９位置寸たは深さを調節するこ
とによシ、ダイヤモンド粒の表面密度、サイズおよび形
成位置を任意に制御でき、用途にあった耐摩耗膜を実現
できる。
とによシ、ダイヤモンド粒の表面密度、サイズおよび形
成位置を任意に制御でき、用途にあった耐摩耗膜を実現
できる。
（４）イオンビームは不活性ガスと水素捷たは炭化水素
の混合ガスあるいはフッ素ガスであることにより、凝結
する炭素との反応は起こらず、効率よくダイヤモンド粒
が形成される。
の混合ガスあるいはフッ素ガスであることにより、凝結
する炭素との反応は起こらず、効率よくダイヤモンド粒
が形成される。
（５）潤滑層を、イオンビームとして不活性ガスを用い
て、炭素ターゲットをスパッタして形成することにより
、容易に接着力の大きい潤滑層が実現できる。
て、炭素ターゲットをスパッタして形成することにより
、容易に接着力の大きい潤滑層が実現できる。
という優れた耐摩耗膜およびその製造方法を実９ベーノ
現できる。
第１図は本発明の一実施例における耐摩耗膜の断面図、
第２図は同耐摩耗膜の製造装置の概略図である。 １０・・・・・・凹凸部、１１・・・・・・基体、１２
・・・・・・ダイヤモンド粒、１３・・・・・・炭素膜
、１４・・・・・・潤滑層、２１・・・・・・炭素ター
ゲット、２３・・・・・・イオンビーム。
第２図は同耐摩耗膜の製造装置の概略図である。 １０・・・・・・凹凸部、１１・・・・・・基体、１２
・・・・・・ダイヤモンド粒、１３・・・・・・炭素膜
、１４・・・・・・潤滑層、２１・・・・・・炭素ター
ゲット、２３・・・・・・イオンビーム。
Claims (7)
- （１）基体の少なくとも一主面に凹凸部を設け、この主
面に少なくともダイヤモンド粒を含む炭素膜を形成した
ことを特徴とする耐摩耗膜。 - （２）基体の少なくとも一主面に凹凸部を設け、この主
面に少なくともダイヤモンド粒を含む炭素膜を形成し、
この炭素膜を潤滑層で被膜したことを特徴とする耐摩耗
膜。 - （３）潤滑層は、硫化物、セレン化合物、テルル化合物
、フッ化物、ハロゲン化合物、窒化物の少なくとも１つ
を含む無機化合物からなることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の耐摩耗膜。 - （４）不活性ガスと水素または炭化水素の混合ガスある
いはフッ素ガスのイオンビームを用い、炭素のターゲッ
トをスパッタし、少なくとも一主面に凹凸部を有する基
体の前記主面に、ダイヤモンド粒を含む炭素膜を形成し
たことを特徴とする耐摩耗膜の製造方法。 - （５）不活性ガスと水素または炭化水素の混合ガスある
いはフッ素ガスのイオンビームを用い、炭素のターゲッ
トをスパッタし、少なくとも一主面に凹凸部を有する基
体の前記主面に、ダイヤモンド粒を含む炭素膜を形成し
、この炭素膜上に潤滑層を形成したことを特徴とする耐
摩耗膜の製造方法。 - （６）イオンビームとして不活性ガスを用い、炭素のタ
ーゲットをスパッタすることによって潤滑層を形成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の耐摩耗膜
の製造方法。 - （７）不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第６項記載の耐摩耗膜の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162306A JPS6321209A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 耐摩耗膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162306A JPS6321209A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 耐摩耗膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321209A true JPS6321209A (ja) | 1988-01-28 |
Family
ID=15752000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61162306A Pending JPS6321209A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 耐摩耗膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6321209A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2253416A (en) * | 1991-02-21 | 1992-09-09 | De Beers Ind Diamond | Radiation absorber comprising a CVD diamond film having special surface characteristics |
| EP0763504A1 (en) * | 1995-09-14 | 1997-03-19 | Heraeus Quarzglas GmbH | Silica glass member and method for producing the same |
| JP2007162045A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Japan Science & Technology Agency | 摺動材及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP61162306A patent/JPS6321209A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2253416A (en) * | 1991-02-21 | 1992-09-09 | De Beers Ind Diamond | Radiation absorber comprising a CVD diamond film having special surface characteristics |
| EP0763504A1 (en) * | 1995-09-14 | 1997-03-19 | Heraeus Quarzglas GmbH | Silica glass member and method for producing the same |
| JP2007162045A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Japan Science & Technology Agency | 摺動材及びその製造方法 |
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