JPS6338572A - Pvd法 - Google Patents
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- JPS6338572A JPS6338572A JP18199186A JP18199186A JPS6338572A JP S6338572 A JPS6338572 A JP S6338572A JP 18199186 A JP18199186 A JP 18199186A JP 18199186 A JP18199186 A JP 18199186A JP S6338572 A JPS6338572 A JP S6338572A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
- C23C14/325—Electric arc evaporation
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〕
この発明はレーザビームを利用したPVD法、特に被膜
、粉末の形成の高能率化に関するものである。
、粉末の形成の高能率化に関するものである。
第4図は、従来のレーザビーム全利用したPVD法によ
るtl!I膜形成方法の説明図であり、図において1は
密閉されたチャンバであり、チャンバ1は内部雰囲気を
不図示の真空ポンプで矢印2方向に吸引し真空とされて
いる。6はチャンバ1内に取付けられ、表面に被膜4t
−形成する基材、5は基板3と対向して取付けられ級膜
4となる蒸発物質6を蒸発させるターゲット材、7は不
図示のレーザ発振器より出射されたレーザビームであり
、レーザビーム7はチャンバ1の透過窓8を経てターゲ
ット材5に照射される。
るtl!I膜形成方法の説明図であり、図において1は
密閉されたチャンバであり、チャンバ1は内部雰囲気を
不図示の真空ポンプで矢印2方向に吸引し真空とされて
いる。6はチャンバ1内に取付けられ、表面に被膜4t
−形成する基材、5は基板3と対向して取付けられ級膜
4となる蒸発物質6を蒸発させるターゲット材、7は不
図示のレーザ発振器より出射されたレーザビームであり
、レーザビーム7はチャンバ1の透過窓8を経てターゲ
ット材5に照射される。
上記のように溝成した従来の被膜形成方法においては、
ターゲット材5はレーザビーム7の照射により直接蒸発
させ、この蒸発し比蒸発物質6を基材3の表面に付着、
堆積せしめて所定の被膜4を形成している。
ターゲット材5はレーザビーム7の照射により直接蒸発
させ、この蒸発し比蒸発物質6を基材3の表面に付着、
堆積せしめて所定の被膜4を形成している。
上記従来のレーザビーム金利用した被膜形成方法におい
ては、ターゲット材5として金属材料を使用し次場合例
えば赤外波長のC02レーザ(波長10.6μm)t−
照射すると、ターゲット材5のレーザビーム吸収率は約
5%以下であり、照肘エネルギの大部分は反射してし1
い、ターゲット材5の蒸発に利用できず、被膜形成の効
率が極めて低いというraa逓Aがあった。
ては、ターゲット材5として金属材料を使用し次場合例
えば赤外波長のC02レーザ(波長10.6μm)t−
照射すると、ターゲット材5のレーザビーム吸収率は約
5%以下であり、照肘エネルギの大部分は反射してし1
い、ターゲット材5の蒸発に利用できず、被膜形成の効
率が極めて低いというraa逓Aがあった。
まt、蒸発物質乙の活性化が十分でないため、基材3と
被lXA間の密着力が小さく、形成された被膜4のut
密性が欠けるという問題点もあった。
被lXA間の密着力が小さく、形成された被膜4のut
密性が欠けるという問題点もあった。
この発明は、かかる間遁点を解決するためKなされたも
のであシ、密着力の良好な被膜あるいは粉末を高能率で
形成できるPVD法を提案することを目的とするもので
ある。
のであシ、密着力の良好な被膜あるいは粉末を高能率で
形成できるPVD法を提案することを目的とするもので
ある。
この発明に係るPVD法は、ターゲット材の蒸発二手ル
ギ諒としてアーク単独もしくはアークとレーザビームの
併用!?!l源を用いターゲット材を蒸発させ、蒸発し
た蒸発物質にレーザビームを照射して4発物質の被膜あ
るいは粉末全形成する。
ギ諒としてアーク単独もしくはアークとレーザビームの
併用!?!l源を用いターゲット材を蒸発させ、蒸発し
た蒸発物質にレーザビームを照射して4発物質の被膜あ
るいは粉末全形成する。
この発明においてはターゲット材にアーク照射を行なう
ことによりターゲット材の熱吸収の向上を図ると共に、
蒸発した蒸発物質にレーザビームを照射し、蒸発物質の
活性状態を高める。
ことによりターゲット材の熱吸収の向上を図ると共に、
蒸発した蒸発物質にレーザビームを照射し、蒸発物質の
活性状態を高める。
ま九、ターゲット材にアーク照射を行ないさ−aした金
l!!にレーザビームを照射することによシ、レーザビ
ームの吸収凛を高める。
l!!にレーザビームを照射することによシ、レーザビ
ームの吸収凛を高める。
第1図はこの発明の一実施例を示す慨略構成図であシ、
図fおいて1〜6は上記第4図に示した従来例と同じも
のである。9はターゲット材5にアーク10を照射する
1!ffl、11はチャンバ1の透過窓121に介して
蒸発物質6に照射するレープビームである。
図fおいて1〜6は上記第4図に示した従来例と同じも
のである。9はターゲット材5にアーク10を照射する
1!ffl、11はチャンバ1の透過窓121に介して
蒸発物質6に照射するレープビームである。
上記のように構成したPVD法において、まずターゲッ
ト材5に1!極9からアーク10を照射する。ターゲッ
ト材5はアーク10により溶融し、溶融部に′i:&能
率でアーク10の熱エネルギ金吸収し、ターゲット材5
を蒸発させる。この蒸発1(より生じた蒸発物質6にレ
ーザビーム11を照射する。蒸発物質6は微粒子化して
いるため、レーザビーム11の有するエネルギを高能率
で吸収し、蒸発物質6のイオン化率等を高め蒸発物質6
の活性化を高める。
ト材5に1!極9からアーク10を照射する。ターゲッ
ト材5はアーク10により溶融し、溶融部に′i:&能
率でアーク10の熱エネルギ金吸収し、ターゲット材5
を蒸発させる。この蒸発1(より生じた蒸発物質6にレ
ーザビーム11を照射する。蒸発物質6は微粒子化して
いるため、レーザビーム11の有するエネルギを高能率
で吸収し、蒸発物質6のイオン化率等を高め蒸発物質6
の活性化を高める。
このレーザビーム11の照射により活性化が高められ九
蒸発9J質6が基板5表面上に付着し被膜4を形成する
。
蒸発9J質6が基板5表面上に付着し被膜4を形成する
。
以下、この実施例によシスチンレス鋼(SO8304)
からなる基材6の表面(被膜を形成した具体例を説明す
る。
からなる基材6の表面(被膜を形成した具体例を説明す
る。
〔具体例1〕
ターゲット材5として純Ni金at1を使用し、チャン
バ1内の雰囲気圧を30Torrに維持しながら、ター
ゲット材5を7−ク10に対して7ノード側、電極?、
tカソード側とし、アークt[E75人のアーク10金
ターゲット材5に照射して蒸発物質6t−発生させ、こ
の蒸発物質6に出力2 KWのCO2レーザ(波長1α
6μm)のレーザビーム11を照射して、ステンレス漠
の基材6上に厚さ15μmのNi被膜を形成した・ 基板3上に形成したN!MMr調べ几結果、被膜はポロ
シティ、ピンホールの無い緻密な膜で形成されており、
蒸着速度も2ハツーとなり、ターゲット材5にレーザ照
射を行なつt従来例と比べ5倍に達した。なお、この具
体例の場合、蒸発物質6にレーザビーム11t−照射し
ないと蒸着速度が約A)で低下し、被膜4と基材5Bの
密着力も低下した。
バ1内の雰囲気圧を30Torrに維持しながら、ター
ゲット材5を7−ク10に対して7ノード側、電極?、
tカソード側とし、アークt[E75人のアーク10金
ターゲット材5に照射して蒸発物質6t−発生させ、こ
の蒸発物質6に出力2 KWのCO2レーザ(波長1α
6μm)のレーザビーム11を照射して、ステンレス漠
の基材6上に厚さ15μmのNi被膜を形成した・ 基板3上に形成したN!MMr調べ几結果、被膜はポロ
シティ、ピンホールの無い緻密な膜で形成されており、
蒸着速度も2ハツーとなり、ターゲット材5にレーザ照
射を行なつt従来例と比べ5倍に達した。なお、この具
体例の場合、蒸発物質6にレーザビーム11t−照射し
ないと蒸着速度が約A)で低下し、被膜4と基材5Bの
密着力も低下した。
なお、上記実施例においては、ターゲット材5にアーク
10のみを照射してターゲット材5t−溶融、蒸発する
場合を示したが、第2図に示すようにターゲット材5V
cアーク10とレーザビーム1.1bQ照射することに
よジターゲット材5の蒸発速Ifを高めることができる
。
10のみを照射してターゲット材5t−溶融、蒸発する
場合を示したが、第2図に示すようにターゲット材5V
cアーク10とレーザビーム1.1bQ照射することに
よジターゲット材5の蒸発速Ifを高めることができる
。
第2図において13はレーザビーム11の一部を反射し
、残シを透過する部分反射鏡、14は全反射鏡であシ、
部分反射鏡16で反射したレーザビーム11aによシ蒸
発物質6の活性化t−図シ、全反射鏡14で反射したレ
ーザビーム11bがアーク10と共にターゲット材5を
蒸発させる。
、残シを透過する部分反射鏡、14は全反射鏡であシ、
部分反射鏡16で反射したレーザビーム11aによシ蒸
発物質6の活性化t−図シ、全反射鏡14で反射したレ
ーザビーム11bがアーク10と共にターゲット材5を
蒸発させる。
以下、@2図に示した実施例を具体例により説明する。
〔具体例2〕
ターゲット材5として純Ni * 属k i(用し、チ
ャンバ1内の雰囲気圧が30 Torrのもとでターゲ
ット材5条〔アーク電流75Aのアーク10と出力2
KWのCO2レーザのレーザビーム11bt″同時に照
射し、ステ/レス涌からなる基材3IC被膜4を形成し
た・ なおレーザビーム11は部分圧1i14fi13で蒸発
用と活性化用にそれぞれ50%の比で分割した。
ャンバ1内の雰囲気圧が30 Torrのもとでターゲ
ット材5条〔アーク電流75Aのアーク10と出力2
KWのCO2レーザのレーザビーム11bt″同時に照
射し、ステ/レス涌からなる基材3IC被膜4を形成し
た・ なおレーザビーム11は部分圧1i14fi13で蒸発
用と活性化用にそれぞれ50%の比で分割した。
上記条件で基材3上に厚さ20μmのNi @ g t
−形成し、その被@4の性状を調べた結果、緻密な被膜
が形成されているのが確l召され、基材6と被P!J4
の密着力も7すV−以上であった。
−形成し、その被@4の性状を調べた結果、緻密な被膜
が形成されているのが確l召され、基材6と被P!J4
の密着力も7すV−以上であった。
また蒸M速度も8μ@/Mとなり、アーク10単独でタ
ーゲット材5を蒸発させた上ε具体例1と比し、ターゲ
ット材5の蒸発速度の著しい増大を図ることができ皮。
ーゲット材5を蒸発させた上ε具体例1と比し、ターゲ
ット材5の蒸発速度の著しい増大を図ることができ皮。
これは固体金属のレーザビーム吸収率が5係程度である
のに対し、アーク照射により溶融した全開が50%以上
のレーザビーム吸収率を有するためでちる。
のに対し、アーク照射により溶融した全開が50%以上
のレーザビーム吸収率を有するためでちる。
なお、この具体例において、蒸発物質6に活性化用のレ
ーザビーム11a(i−照射しないと蒸N速度は6μ7
W//Jと低下し友。
ーザビーム11a(i−照射しないと蒸N速度は6μ7
W//Jと低下し友。
さらに、上記6実ゐ例においては基材3にターゲット材
5と同一物質の被膜4を形成する場合について説明した
が、第1図及びツ■2図に示し几各実権例のアーク10
の周囲にN2ガス等の反応性ガス金供給することにより
蒸発物質6の化合物を形成することができる。例えはN
2ガスの供給により蒸発物質6t−窒化処理することが
できる。
5と同一物質の被膜4を形成する場合について説明した
が、第1図及びツ■2図に示し几各実権例のアーク10
の周囲にN2ガス等の反応性ガス金供給することにより
蒸発物質6の化合物を形成することができる。例えはN
2ガスの供給により蒸発物質6t−窒化処理することが
できる。
〔具体例3〕
第1図、第2図に示した実葎例の具体側1.具体例2と
各々同一条件のもとで、ターゲット材5として純Ni金
属全使用し、アーク10のf[に沿ってN2ガスを流し
、このN2ガス全活性化して基板3上に厚さ2μmの被
膜4全形成した@この形成し念被膜4を調べた結果、被
膜4はTiNからなることが明らかになった。fた、こ
の方法で形成した被1gs性t−gI表に示す。
各々同一条件のもとで、ターゲット材5として純Ni金
属全使用し、アーク10のf[に沿ってN2ガスを流し
、このN2ガス全活性化して基板3上に厚さ2μmの被
膜4全形成した@この形成し念被膜4を調べた結果、被
膜4はTiNからなることが明らかになった。fた、こ
の方法で形成した被1gs性t−gI表に示す。
第 1 表
なお、上記各実施例は基板5t−用い、基板3上に蒸発
物質6全蒸着して被膜4を形成し友場合を示したが基材
3を取り除けは蒸発物11!6のは粉末も製造すること
ができる。
物質6全蒸着して被膜4を形成し友場合を示したが基材
3を取り除けは蒸発物11!6のは粉末も製造すること
ができる。
第3図は微粉末を′M造する場合の概略M成図であシ、
図において第1図と同一符号は同一のもの全示し、15
はチャンバ1内の排気孔16に設けたフィルタである0 ターゲット材5から蒸発した蒸発物質6は不図示の真窒
引装置によるチャンバ1内の排%fiによp排気孔16
に級引されて、フィルタ15に吸着し、蒸発物質6の微
粉末全形成する。以下、蒸発物質6の微粉末を製造する
場合の具体例により、この実施例をaFAする。
図において第1図と同一符号は同一のもの全示し、15
はチャンバ1内の排気孔16に設けたフィルタである0 ターゲット材5から蒸発した蒸発物質6は不図示の真窒
引装置によるチャンバ1内の排%fiによp排気孔16
に級引されて、フィルタ15に吸着し、蒸発物質6の微
粉末全形成する。以下、蒸発物質6の微粉末を製造する
場合の具体例により、この実施例をaFAする。
〔具体例4〕
ターゲット材5として純Ni金属全使用し、チャンバ1
内2¥囲気圧f 50 Torrに保持しながら、ター
ゲット材5にアーク電流75Aのアーク10と出力3
KWのCO2レーザのレーザビーム11at同時に照射
した。この結果得られた象粉末を調べた結果粒径50〜
120nmの超微粉であった。
内2¥囲気圧f 50 Torrに保持しながら、ター
ゲット材5にアーク電流75Aのアーク10と出力3
KWのCO2レーザのレーザビーム11at同時に照射
した。この結果得られた象粉末を調べた結果粒径50〜
120nmの超微粉であった。
〔具体915〕
また、ターゲット材5としてSi金用い、チャンバ1内
の雰囲気圧′t−50Torrに保持しアーク’fbE
75Aツアー110 トlfj力2.5KWノco2レ
ーザのレーザビーム11blターゲツ)材51C照射し
、かつアーク10のIIJllllIに甜、ガスを供給
しながら、蒸発した蒸発物質6に活性化用レーザとして
1.5 KWのレーザビーム11a’i照射して4発物
質6の微粉末t−製造した。この結果、粒径60〜10
0 nmの別3N4の微微粉を高能率で合成することが
できた〇 〔発明の効果〕 この発明は以上I!明したようにターゲット材にアーク
を照射することにより、ターゲット材の熱吸収の向上全
図ると共にターゲット材から蒸発した蒸発物質にレーザ
ビームを照射し、蒸発物質の活注状協ヲ高めることがで
きるから、破膜および粉末を高能率で形成することがで
きる効果を存する。
の雰囲気圧′t−50Torrに保持しアーク’fbE
75Aツアー110 トlfj力2.5KWノco2レ
ーザのレーザビーム11blターゲツ)材51C照射し
、かつアーク10のIIJllllIに甜、ガスを供給
しながら、蒸発した蒸発物質6に活性化用レーザとして
1.5 KWのレーザビーム11a’i照射して4発物
質6の微粉末t−製造した。この結果、粒径60〜10
0 nmの別3N4の微微粉を高能率で合成することが
できた〇 〔発明の効果〕 この発明は以上I!明したようにターゲット材にアーク
を照射することにより、ターゲット材の熱吸収の向上全
図ると共にターゲット材から蒸発した蒸発物質にレーザ
ビームを照射し、蒸発物質の活注状協ヲ高めることがで
きるから、破膜および粉末を高能率で形成することがで
きる効果を存する。
ぢらに、ターゲット材にアーク照射と共にレーザビーム
照射t−行なうことKより、ターゲット材のレーザビー
ム吸収′4を高めることができるから、被膜および粉末
の形g連[1−よシ高めることができる効果を有する。
照射t−行なうことKより、ターゲット材のレーザビー
ム吸収′4を高めることができるから、被膜および粉末
の形g連[1−よシ高めることができる効果を有する。
第1図はこの発明の実施例を示す後略M成因、第2図は
この発明の第2の実施例を示す概略構成図、第6図はこ
の発明の第6の実施例を示す概略構JR図、第4図は従
来のPVD法を示す説明図である。 1・・・チャンバ、6・・・基材、4・・・被膜、5・
・・ターゲット材、6・・・蒸発物質、7,11,11
a。 11b・・・レーザビーム、9・・・ワイヤ屯k、1[
J・・・アーク、16・・・部分反射視、14・・・全
反射鏡、15・・・フィルタ。 代理人 弁珪士 佐 藤 正 年 第1図 拘 ): 紛 第3図 15:フィルタ 第2図 質 13:部分反lけ屯 レーデビーム14:企反村命ヒ !4図
この発明の第2の実施例を示す概略構成図、第6図はこ
の発明の第6の実施例を示す概略構JR図、第4図は従
来のPVD法を示す説明図である。 1・・・チャンバ、6・・・基材、4・・・被膜、5・
・・ターゲット材、6・・・蒸発物質、7,11,11
a。 11b・・・レーザビーム、9・・・ワイヤ屯k、1[
J・・・アーク、16・・・部分反射視、14・・・全
反射鏡、15・・・フィルタ。 代理人 弁珪士 佐 藤 正 年 第1図 拘 ): 紛 第3図 15:フィルタ 第2図 質 13:部分反lけ屯 レーデビーム14:企反村命ヒ !4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ターゲット材を蒸発させて、基材表面に蒸発物質の被
膜あるいは粉末を形成するPVD法において、 上記ターゲット材の蒸発エネルギ源としてアーク単独も
しくはアークとレーザビームの併用熱源を用いターゲッ
ト材を蒸発させ、蒸発した蒸発物質にレーザビームを照
射して蒸発物質の被膜あるいは粉末を形成することを特
徴とするPVD法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18199186A JPS6338572A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Pvd法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18199186A JPS6338572A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Pvd法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6338572A true JPS6338572A (ja) | 1988-02-19 |
Family
ID=16110411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18199186A Pending JPS6338572A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Pvd法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6338572A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009005484A1 (fr) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | State Enterprise 'international Center For Electron Beam Technologies Of E.O. Paton Electric Welding Institute Of National Academy Of Sciences Of Ukraine' | Procédé de fabrication de nanoparticules destinées aux ferrofluides au moyen de l'évaporation par faisceau d'électrons et par condensation dans le vide, procédé de fabrication de ferrofluide et ferrofluide ainsi obtenu |
-
1986
- 1986-08-04 JP JP18199186A patent/JPS6338572A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009005484A1 (fr) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | State Enterprise 'international Center For Electron Beam Technologies Of E.O. Paton Electric Welding Institute Of National Academy Of Sciences Of Ukraine' | Procédé de fabrication de nanoparticules destinées aux ferrofluides au moyen de l'évaporation par faisceau d'électrons et par condensation dans le vide, procédé de fabrication de ferrofluide et ferrofluide ainsi obtenu |
US8137459B2 (en) | 2007-07-04 | 2012-03-20 | State Enterprise “International Center For Electron Beam Technologies of E.O. Paton Electric Welding Institute of National Academy of Sciences of Ukraine” | Method for producing nanoparticles for magnetic fluids by electron-beam evaporation and condensation in vacuum, a magnetic fluid producing method and magnetic fluid produced according to said method |
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