JPS63262467A - 硬質ダイヤモンド状カ−ボン膜を密着良く形成する方法 - Google Patents
硬質ダイヤモンド状カ−ボン膜を密着良く形成する方法Info
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- JPS63262467A JPS63262467A JP9430187A JP9430187A JPS63262467A JP S63262467 A JPS63262467 A JP S63262467A JP 9430187 A JP9430187 A JP 9430187A JP 9430187 A JP9430187 A JP 9430187A JP S63262467 A JPS63262467 A JP S63262467A
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Landscapes
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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、金属基材の表面改質法に関するものであって
、金属に耐摩耗性、耐蝕性、装飾性などを付与する方法
に関するものである。
、金属に耐摩耗性、耐蝕性、装飾性などを付与する方法
に関するものである。
従来の技術
金属基材の表面に硬質ダイヤモンド状カーボン膜を被覆
することにより、金属基材の各種特性を向上させること
ができるが、金属基材の表面に直接ダイヤモンド状カー
ボン膜を形成させると密着性が悪く、剥離しやすい欠点
があった。
することにより、金属基材の各種特性を向上させること
ができるが、金属基材の表面に直接ダイヤモンド状カー
ボン膜を形成させると密着性が悪く、剥離しやすい欠点
があった。
そこで、密着性の良い硬質ダイヤモンド状カーボン膜を
金属基材の表面に被覆する手法として、例えば特公開５
６−６９２０号公報に示されるように、予めシリコンま
たはシリコン化合物を金属基材表面に蒸着被覆したる後
に硬質ダイヤモンド状カーボンを蒸着する方法が提案さ
れている。
金属基材の表面に被覆する手法として、例えば特公開５
６−６９２０号公報に示されるように、予めシリコンま
たはシリコン化合物を金属基材表面に蒸着被覆したる後
に硬質ダイヤモンド状カーボンを蒸着する方法が提案さ
れている。
発明が解決すべき問題点
シリコンまたはシリコン化合物は一般に数百〜１０００
℃以上の高温下で蒸着するため、金属基材が熱変形を起
こしたり、強度が著しく劣化することがあり、また、金
属基材の形状および性状もシリコン、シリコン化合物の
蒸着に適したものでなければならないという制限があっ
た。
℃以上の高温下で蒸着するため、金属基材が熱変形を起
こしたり、強度が著しく劣化することがあり、また、金
属基材の形状および性状もシリコン、シリコン化合物の
蒸着に適したものでなければならないという制限があっ
た。
したがって、硬質ダイヤモンド状カーボン膜による表面
処理は金属に優れた耐摩耗性、耐蝕性、装飾性などを付
与する有効な方法でありながら既存の技術では応用範囲
が限られていた。
処理は金属に優れた耐摩耗性、耐蝕性、装飾性などを付
与する有効な方法でありながら既存の技術では応用範囲
が限られていた。
問題点を解決するための手段
上記した問題点を解決するために、本発明者等は下地処
理層に注目し、各種の実験を行ったところ、下地処理層
としてＣ０１Ｃｒ、またはＮｉまたはその合金の層を形
成し、該金属または合金層の上にＣＶＤ法により、硬質
ダイヤモンド状カーボン膜を形成させることにより、従
来の方法より優れた密着性を示す硬質ダイヤモンド状カ
ーボン膜による金属基材の表面処理を行うことができた
。
理層に注目し、各種の実験を行ったところ、下地処理層
としてＣ０１Ｃｒ、またはＮｉまたはその合金の層を形
成し、該金属または合金層の上にＣＶＤ法により、硬質
ダイヤモンド状カーボン膜を形成させることにより、従
来の方法より優れた密着性を示す硬質ダイヤモンド状カ
ーボン膜による金属基材の表面処理を行うことができた
。
該金属または合金層を形成させるには、電解法あるいは
無電解法によるメッキ、蒸着法によるメッキのいずれで
もよく、これらの方法はシリコンまたはシリコン化合物
層を形成する場合に較べ、高温における処理を伴わず、
該金属または合金層と金属基材との密着性が良いため、
金属基材の形状、性状が制限されず、コストも低くなる
。
無電解法によるメッキ、蒸着法によるメッキのいずれで
もよく、これらの方法はシリコンまたはシリコン化合物
層を形成する場合に較べ、高温における処理を伴わず、
該金属または合金層と金属基材との密着性が良いため、
金属基材の形状、性状が制限されず、コストも低くなる
。
ダイヤモンド状構造を有するカーボンの層を金属基材な
どの表面に形成させる方法には、各種のＣＶＤ法、ＰＶ
Ｄ法があるが、金属基材に対する悪影響が少ないこと、
コストが低いこと、生産効率が高いことなどから、炭化
水素及び水素の混合ガスを用いた高周波プラズマＣＶＤ
法が好ましい。
どの表面に形成させる方法には、各種のＣＶＤ法、ＰＶ
Ｄ法があるが、金属基材に対する悪影響が少ないこと、
コストが低いこと、生産効率が高いことなどから、炭化
水素及び水素の混合ガスを用いた高周波プラズマＣＶＤ
法が好ましい。
本発明の特徴である下地処理層の金属または合金層の厚
さはｌＱｎｍ〜１００μｍであることを有する。
さはｌＱｎｍ〜１００μｍであることを有する。
ｌＱｎｍ以下では、ダイヤモンド状カーボン膜の密着性
が改善できず、１００μｍ以上では該金属または合金層
が金属基材から剥離しやすくなる為、上記範、囲内とす
ることが好ましい。
が改善できず、１００μｍ以上では該金属または合金層
が金属基材から剥離しやすくなる為、上記範、囲内とす
ることが好ましい。
上記範囲内であれば、該金属または合金層を形成させる
方法は電解法または無電解法による湿式メッキ法、蒸着
法のいずれも利用することが可能である。
方法は電解法または無電解法による湿式メッキ法、蒸着
法のいずれも利用することが可能である。
硬質ダイヤモンド状カーボン膜を上記下地処理層の上に
形成させるには、高周波プラズマＣＶＤ法を用いるが、
この時炭化水素及び水素を含む混合ガスを使用し、反応
器内の全圧を１０ＱＴｏｒｒまでの範囲で、炭化水素分
圧ＩＱＴｏｒｒまでの範囲で選択して行う。炭化水素と
しては、メタン、アセチレンが好ましい。
形成させるには、高周波プラズマＣＶＤ法を用いるが、
この時炭化水素及び水素を含む混合ガスを使用し、反応
器内の全圧を１０ＱＴｏｒｒまでの範囲で、炭化水素分
圧ＩＱＴｏｒｒまでの範囲で選択して行う。炭化水素と
しては、メタン、アセチレンが好ましい。
ＲＦ電力は、被覆しようとする金属基材の大きさ、形状
等に応じて、１０ｗ〜１． ＯＱＯｋｗの範囲で選択す
る。また、この時金属基材の温度は、２００〜７５０℃
が好ましいが、５０〜ｉ、ｏｏｏ℃の範囲で選択する。
等に応じて、１０ｗ〜１． ＯＱＯｋｗの範囲で選択す
る。また、この時金属基材の温度は、２００〜７５０℃
が好ましいが、５０〜ｉ、ｏｏｏ℃の範囲で選択する。
作用
ダイヤモンド状カーボンは、硬度が大きく、化学的に安
定であることはよく知られている。したかって、ダイヤ
モンド状カーボン膜を金属基材の（表面に被覆すると、
耐摩耗性、耐蝕性が向上する。
定であることはよく知られている。したかって、ダイヤ
モンド状カーボン膜を金属基材の（表面に被覆すると、
耐摩耗性、耐蝕性が向上する。
また、箔状の金属基材に被覆すると、剛性が高（なる。
さらに、ダイヤモンド状カーボン膜の持っている光学的
特性により、美しい干渉色を呈し、装飾性も向上する。
特性により、美しい干渉色を呈し、装飾性も向上する。
下地処理層としてＣｏ５Ｃｒ、またはＮｉまたはその合
金の層を利用すると、その上に生成させたダイヤモンド
状カーボンは該金属層と強い固着力を示す。この該金属
層とカーボン膜との間の強い固着性の理由は明らかでは
ないが、該金属層表面ではカーボン膜形成に必要な核の
生成密度が高くなる為に、密着力の高い成膜が可能にな
るものと推察される。
金の層を利用すると、その上に生成させたダイヤモンド
状カーボンは該金属層と強い固着力を示す。この該金属
層とカーボン膜との間の強い固着性の理由は明らかでは
ないが、該金属層表面ではカーボン膜形成に必要な核の
生成密度が高くなる為に、密着力の高い成膜が可能にな
るものと推察される。
該金属層の生成は気相法、湿式法のいずれでも可能であ
るが、製造コスト、基材の熱変形防止などの点から湿式
法がより好ましい。
るが、製造コスト、基材の熱変形防止などの点から湿式
法がより好ましい。
実施例
実施例１
Ｎｉ製の電気カミソリ上刃にＣｏ−３ｎメツキを施した
後に、気相蒸着法により硬質非晶カーボン膜を形成した
。この膜の硬度はＨｖ＝３．５００ｋｇ／ｍｍ”であっ
た。この上刃を使用して実用テスト（髭そりテスト）を
行ったところ、Ｃｏ−３ｎメツキ処理だけの上刃に比べ
１．０００時間使用後の摩耗量は１１５であった。
後に、気相蒸着法により硬質非晶カーボン膜を形成した
。この膜の硬度はＨｖ＝３．５００ｋｇ／ｍｍ”であっ
た。この上刃を使用して実用テスト（髭そりテスト）を
行ったところ、Ｃｏ−３ｎメツキ処理だけの上刃に比べ
１．０００時間使用後の摩耗量は１１５であった。
また、メッキをしないＮｉ製の上刃に直接硬質非晶カー
ボン膜を形成した場合は、膜を指で擦ると容易に剥離し
た。
ボン膜を形成した場合は、膜を指で擦ると容易に剥離し
た。
Ｃｏ−３ｎメツキ上に形成した硬質非晶カーボン膜は耐
摩耗性に優れるだけでなく、該膜の透光性と光の吸収特
性の作用により、黄金・赤・青等の色調の混ざった美し
い干渉色を呈し装飾性に於いても優れている。
摩耗性に優れるだけでなく、該膜の透光性と光の吸収特
性の作用により、黄金・赤・青等の色調の混ざった美し
い干渉色を呈し装飾性に於いても優れている。
実施例２
真鍮製のネックレス・ペンダント・ブローチに（：ｏ−
３ｎメツキ、Ｃｒメッキ、Ｎｉメッキをそれぞれ施した
後、高周波分解蒸着法により硬質非晶カーボン膜を形成
したところ、総て密着性良く真鍮基材に膜形成されてい
た。色調は、赤・紫・青・緑が混合したもので装飾性に
秀でていた。
３ｎメツキ、Ｃｒメッキ、Ｎｉメッキをそれぞれ施した
後、高周波分解蒸着法により硬質非晶カーボン膜を形成
したところ、総て密着性良く真鍮基材に膜形成されてい
た。色調は、赤・紫・青・緑が混合したもので装飾性に
秀でていた。
実施例３
Ｔｉ箔（厚み２５μｍ ）の表面にＣｏ−３ｎメツキ（
厚み２μｍ）を施した後に、硬質非晶カーボンを約５、
０００人の厚みに形成した。密着性は良く爪で軽く引っ
掻いた位では剥離しない。この箔を用いた振動板をツイ
ータ一部とウーハ一部に使用したステレオ・スピーカー
は高音域の音色が澄み切っていてＳ／Ｎ比が大きく、ダ
ンピング特性も良い優れた音響特性を示した。
厚み２μｍ）を施した後に、硬質非晶カーボンを約５、
０００人の厚みに形成した。密着性は良く爪で軽く引っ
掻いた位では剥離しない。この箔を用いた振動板をツイ
ータ一部とウーハ一部に使用したステレオ・スピーカー
は高音域の音色が澄み切っていてＳ／Ｎ比が大きく、ダ
ンピング特性も良い優れた音響特性を示した。
発明の詳細
な説明したように、本発明により、金属の基材（厚いも
のから箔のように薄いものまで）の表面に密着性の良い
ダイヤモンド状カーボン膜を、基材を変形させたり、基
材の強度を劣化させたすせず形成させることが可能にな
った。従って、該カーボン膜の高硬度、高剛性、高耐蝕
性、透光性、低比重等の特長を生かして、耐摩耗性、耐
蝕性、装飾性が要求される「電気カミソリの刃」、「腕
時計枠・バンド」、「腕輪・ブローチ・ネックレス・ペ
ンダント」等に、また音響特性、装飾性が要求されるス
テレオ・スピーカーの振動板（箔）に利用すると効果的
である。
のから箔のように薄いものまで）の表面に密着性の良い
ダイヤモンド状カーボン膜を、基材を変形させたり、基
材の強度を劣化させたすせず形成させることが可能にな
った。従って、該カーボン膜の高硬度、高剛性、高耐蝕
性、透光性、低比重等の特長を生かして、耐摩耗性、耐
蝕性、装飾性が要求される「電気カミソリの刃」、「腕
時計枠・バンド」、「腕輪・ブローチ・ネックレス・ペ
ンダント」等に、また音響特性、装飾性が要求されるス
テレオ・スピーカーの振動板（箔）に利用すると効果的
である。
Claims (12)
- （１）金属基材の表面にＣｏ、Ｃｒ、およびＮｉからな
る群より選択した少なくとも１種の金属またはその合金
の層を形成し、該金属または合金の層の表面にＣＶＤ法
により硬質ダイヤモンド状カーボン膜を形成することを
特徴とする金属基材の表面処理方法。 - （２）上記金属または合金層の厚さが１０ｎｍ〜１００
μｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の金属基材の表面処理方法。 - （３）上記金属または合金層が電解法または無電解法に
よって形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項に記載の金属基材の表面処理方法。 - （４）上記金属または合金層が蒸着法によって形成され
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
に記載の金属基材の表面処理方法。 - （５）上記硬質ダイヤモンド状カーボン膜を高周波プラ
ズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の金属基
材の表面処理方法。 - （６）炭化水素及び水素を含む混合ガスを使用すること
を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の金属基材の
表面処理方法。 - （７）反応器内圧力を１００Ｔｏｒｒまでとすることを
特徴とする特許請求の範囲第５項または第６項に記載の
金属基材の表面処理方法。 - （８）上記反応器内炭化水素分圧を１０Ｔｏｒｒまでと
することを特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第７項
のいずれかに記載の金属基材の表面処理方法。 - （９）上記炭化水素としてメタンまたはアセチレンを用
いることを特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第８項
のいずれかに記載の金属基材の表面処理方法。 - （１０）ＲＦ電力を１０ｗ〜１，０００ｋｗとすること
を特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第９項のいずれ
かに記載の金属基材の表面処理方法。 - （１１）基材温度を５０〜１，０００℃とすることを特
徴とする特許請求の範囲第５項乃至第１０項のいずれか
に記載の金属基材の表面処理方法。 - （１２）基材温度を２００〜７５０℃とすることを特徴
とする特許請求の範囲第５項乃至第１０項のいずれかに
記載の金属基材の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62094301A JP2628595B2 (ja) | 1987-04-18 | 1987-04-18 | 硬質ダイヤモンド状カーボン膜を密着良く形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62094301A JP2628595B2 (ja) | 1987-04-18 | 1987-04-18 | 硬質ダイヤモンド状カーボン膜を密着良く形成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262467A true JPS63262467A (ja) | 1988-10-28 |
| JP2628595B2 JP2628595B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=14106450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62094301A Expired - Lifetime JP2628595B2 (ja) | 1987-04-18 | 1987-04-18 | 硬質ダイヤモンド状カーボン膜を密着良く形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2628595B2 (ja) |
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- 1987-04-18 JP JP62094301A patent/JP2628595B2/ja not_active Expired - Lifetime
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