KR20060058099A - 다이아몬드 전극의 성막방법 - Google Patents

다이아몬드 전극의 성막방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060058099A
KR20060058099A KR1020067002497A KR20067002497A KR20060058099A KR 20060058099 A KR20060058099 A KR 20060058099A KR 1020067002497 A KR1020067002497 A KR 1020067002497A KR 20067002497 A KR20067002497 A KR 20067002497A KR 20060058099 A KR20060058099 A KR 20060058099A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
diamond
layer
substrate
coating film
Prior art date
Application number
KR1020067002497A
Other languages
English (en)
Inventor
히로유키 후지무라
간이치 이토
Original Assignee
가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 filed Critical 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Publication of KR20060058099A publication Critical patent/KR20060058099A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/042—Electrodes formed of a single material
    • C25B11/043—Carbon, e.g. diamond or graphene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • C23C16/271—Diamond only using hot filaments
    • 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • C23C16/279—Diamond only control of diamond crystallography
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/04—Diamond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C02F2001/46138—Electrodes comprising a substrate and a coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

본 발명은 수처리나 폐액처리 등의 전해처리장치 등에 사용되는 다이아몬드 전극의 성막방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 열 필라멘트 CVD 성막법 등에 있어서, 기판상에 고농도의 탄소원을 공급하여 고속으로 저질의 제 1 층 다이아몬드막(1)을 두껍게 성막하고, 이 위에 저농도의 탄소원을 공급하여 저속으로 양질의 제 2 층 다이아몬드막(2)을 얇게 성막함으로써, OH 라디칼에 의한 막의 산화침식이나 전해액의 막 내부로의 침입이 저지되어, 다이아몬드막의 내구성이 높아진다. 제 1 층 다이아몬드막(1)은 두꺼워도 성막속도가 빠르고, 제 2 층 다이아몬드막(2)은 성막속도는 낮아도 막이 얇기 때문에 전체 성막시간은 적어져, 저비용으로 다이아몬드 전극의 성막이 가능하게 된다.

Description

다이아몬드 전극의 성막방법{METHOD OF COATING FOR DIAMOND ELECTRODE}
본 발명은 수처리나 폐액처리 등의 전해처리장치 등에 사용되는 다이아몬드 전극의 성막방법에 관한 것이다.
보론 도핑된 다이아몬드층으로 피복한 다이아몬드 전극은, 전기화학 전위폭이 넓고, 높은 산화활성을 가지는 OH 라디칼을 만들기 때문에, 종래의 전극에서는 분해 곤란한 물질을 분해하거나 강력한 살균효과를 발휘하는 것이 알려져 있고, 수처리나 폐액처리 기타 넓은 분야에서의 응용이 기대되고 있다. 그러나 현상은 다이아몬드층의 성막속도가 아주 느리고, 다이아몬드 전극이 귀금속보다 고가인 것, 및 다이아몬드 전극상에 발생하는 OH 라디칼이 다이아몬드막을 분해 소모시키거나, 막이 박리되는 등의 내구성의 문제 등이 실용화를 방해하고 있다. 즉, 다이아몬드막의 내구성을 향상하기 위하여 성막속도를 내리거나 막두께를 증가하려고 하면, 성막시간이 늘어나 비용상승이 되어, 내구성과 비용절감과는 배반의 관계에 있다.
한편, 마이크로파 플라즈마 CVD에 의한 다이아몬드 박막의 고속성막방법으로서, 기판에 접하는 다이아몬드층(제 1 층)을 저속으로 성막하면, 그 위에 2배 정도의 고속으로 성막하여도 불순물 생성이 적다는 실험결과로부터, 제 1 층은 탄소원이 되는 메탄의 농도를 0.3% 이하로 하여 저속도로 고품질의 박층을 성막하고, 이 위에 제1 층보다 높은 메탄 농도로 제 2 층을 고속성막하는 방법이 일본국 특개평11-157990 「다이아몬드 단결정 박막제조방법」에 있어서 제안되어 있다. 그러나 이 성막방법에 있어서도 제 2 층(다이아몬드 표면측)의 막질 저하를 방자하기 위해서는 메탄 농도를 0.5% 이하로 억제할 필요가 있기 때문에, 성막속도는 0.3㎛/시 정도가 되어 실질적인 성막시간은 그만큼 단축할 수 없다.
이상을 감안하여 본 발명은 전해처리장치 등에 사용되는 다이아몬드 전극에 있어서, 다이아몬드층의 내구성을 향상시킴과 동시에 고속으로 성막하여 저비용화할 수 있는 것을 과제로 하고 있다.
상기 과제의 해결에 있어서, 발명자는 상기 문헌이나 실험적 식견으로부터 하기의 사상에 착안하였다.
(1) 열 필라멘트 CVD ·플라즈마 CVD ·그 밖의 CVD 성막법에 있어서, 고농도의 메탄을 공급하여 성막속도를 올리면, 다이아몬드막중에 흑연·무정형 탄소·기판탄화물 등의 불순물이나 결정결함이 증가하여, 막은 투명하지 않고 흑색이 된다.
(2) 상온에서는 다이아몬드의 내식성은 아주 크나, 막에 혼재하는 이들 불순물은 양극에서 발생하는 OH 라디칼로 용이하게 산화되고, 그 결과 다이아몬드막의 소모와 박리를 초래한다.
(3) 양질의 다이아몬드막은 저질의 다이아몬드막 표면의 결함을 보수하는 기능이 있고, 다이아몬드막 표면의 성막속도를 작게 하여 실질적으로 불순물 혼입이 없는 양질의 막을 결함이 있는 저질막상에 성막하면, OH 라디칼에 의한 산화침식이나 전해액의 막 내부로의 침입이 저지되어 다이아몬드막의 내구성이 높아진다. 저성막속도에서도 1㎛ 이하의 박층이면 성막시간은 짧기때문에, 비용부담은 적다.
(4) 기판에 접하는 다이아몬드막을 고속으로 성막하면 무정형 탄소류가 증가하나, 무정형 탄소에는 기판에 대한 부착력을 증강하는 효과가 있고, 또한 수십㎛의 막두께 범위이면 막두께가 두꺼울 수록 막에 가해지는 외력이 분산되어 막강도가 향상되기 때문에, 기판에 접하는 다이아몬드막은 5㎛ 이상으로 두껍게 하는 쪽이 좋다. 다이아몬드막을 고속으로 성막하면 막두께를 두껍게 하여도 성막시간이 짧기 때문에, 비용부담은 적다.
(5) 다이아몬드 박막의 기판재료로서는 Si, Mo, W, Fe, Ni, Co, 흑연, 등등 각종 재료가 주지이나, 열팽창율이 낮고 다이아몬드막과의 부착성이 좋은 Si가 다이아몬드 전극의 기판으로서 많이 사용되고 있다. 한편, 흑연은 열팽창율은 높으나 저비용일 뿐만 아니라, 기판에 접하는 다이아몬드막에 흑연의 함유량이 많아져도 기판과 동일한 재질이기 때문에 오히려 기판과의 접착성이 개선되고, 또한 막의 평균 열팽창율이 기판의 열팽창율에 가깝기 때문에 열팽창 차에 의한 열응력이 완화되는 등의 이점을 기대할 수 있다.
상기한 특징적 사상에 의거하여, 과제를 해결하는 수단으로서 청구항 1에 기재된 발명은, 탄소원과 수소 등과의 혼합가스를 공급하여 CVD 법에 의해 기판상에 다이아몬드층을 피복하는 방법에 있어서, 최상면에 실질적으로 불순물 혼입이 없는 양질의 다이아몬드막을 얇게 성막 추가하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법이다.
또 청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 기판상에 고농도의 탄소원을 공급하여 고속으로 저질의 제 1 층 다이아몬드막을 두껍게 성막하는 제 1 공정과, 제 1 층 다이아몬드막의 위에 저농도의 탄소원을 공급하여 저속으로 양질의 제 2 층 다이아몬드막을 얇게 성막하는 제 2 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법이다.
또 청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, CVD 법이 열 필라멘트 CVD 또는 마이크로파 플라즈마 CVD이고, 탄소원이 메탄이며, 제 1 공정의 메탄농도를 1 ∼ 10%로 하고, 제 2 공정의 메탄농도를 1% 이하, 바람직하게는 0.3% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법이다.
또 청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 제 1 층 다이아몬드막의 두께를 1㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이상, 제 2 층다이아몬드막의 두께를 1㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법이다.
또 청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 기판의 재질을 흑연으로 하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법이다.
이상의 설명에서 분명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하기의 효과가 있다.
다이아몬드 전극 표면에는 저속으로 양질의 제 2 층 다이아몬드막이 얇게 성막되어 있기 때문에, OH 라디칼에 의한 막의 산화침식이나 전해액의 막 내부로의 침입이 저지되어, 다이아몬드 전극의 내구성이 높아진다. 제 2 층 다이아몬드막의 성막속도는 낮으나 막두께가 얇기 때문에, 비용부담은 적다.
또, 기판에 접하는 제 1 층 다이아몬드막은 고속으로 성막되기 때문에 흑연이나 무정형 탄소를 많이 함유하나, 다이아몬드막이 두껍기 때문에 막에 가해지는 외력이 분산되어 막강도가 향상되고, 또한 탄소의 접착효과로 기판에 대한 막의 부착력이 증강된다. 제 1 층 다이아몬드막의 막두께는 두꺼우나, 성막속도가 높기 때문에 비용부담은 적다.
또, 기판의 재질을 흑연으로 함으로써 기판의 저비용화 뿐만 아니라, 기판에 접하는 제 1 층 다이아몬드막 중의 흑연은 기판과 동일한 재질이기 때문에 막과 기판과의 접착성이 개선되고, 또한 막의 평균 열팽창율이 기판의 열팽창율에 근접하기 때문에 열팽창 차에 의한 열응력이 완화되는 등의 효과를 기대할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 원리설명도로서, 도 1a는 본 발명의 다이아몬드층의 단면을 확대한 모식도, 도 1b는 각 다이아몬드층의 성막시의 메탄농도를 나타내는 모식도,
도 2는 열 필라멘트 CVD 장치의 설명도이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 원리설명도로서, 도 1a는 본 발명의 다이아몬드층의 단면을 확대한 모식도, 도 1b는 각 다이아몬드층의 성막시의 메탄농도를 나타내는 모식도, 도 2는 열 필라멘트 CVD 장치의 설명도를 각각 나타낸다.
도 2에 나타내는 열 필라멘트 CVD 장치를 예로 들어 설명하면, CVD 감압용기(5)내에 미리 다이아몬드 미립자의 종결정을 표면에 문질러 바르고 있는 기판(3)을 두고, 감압용기(5)내를 진공펌프(6)로 흡인하여 1330 ∼ 13300 Pa(10∼100 Torr)의 감압하에서 원료기체(7)를 흘리고, 외부에 전기로(기재 생략)를 설치하여 기판(3)을 700∼1000℃의 온도로 유지한다. 도면에 있어서 8은 기판 홀더를 나타낸다. 원료기체(7)는 수소가스 중에 탄소원 및 도핑제로서 미량의 붕소원을 혼입한 혼합가스이고, 탄소원으로서는 통상 메탄이 사용되며, 붕소원으로서는 디보란이 사용된다. 기판의 윗쪽에 2000∼2200℃ 정도로 가열된 열 필라멘트(4)를 두면, 가열된 원료기체(7)는 반응성이 풍부한 생성물이 되어 확산되어, 기판(3)의 위에 붕소가 도핑된 다이아몬드막이 생성하여 성장한다.
이상의 프로세스에 있어서, 원료기체(7)중의 메탄농도는 기판(3)상에 생성되는 다이아몬드막의 성막속도 및 막 중에 생성되는 흑연·무정형 탄소·기판 탄화물등의 불순물이나 결정결함의 양을 좌우하는 중요한 인자로서, 메탄농도가 높으면 성막속도는 상승하나 불순물이나 결함이 증가하고, 메탄농도가 낮으면 불순물이나 결함은 감소하나 성막속도는 감소된다. 원료기체 중의 메탄농도가 약 0.3∼5%이면, 다이아몬드막의 성막속도는 약 1∼5㎛/시가 되나, 양질의 다이아몬드막을 성막하기 위해서는 메탄농도는 1% 이하, 바람직하게는 0.3% 정도로 할 필요가 있다.
본 법은 도 1a 및 도 1b에 나타내는 바와 같이 제 1 공정에서는 메탄농도(V1)를 1∼10%로 하는 고농도 메탄의 원료기체(7)를 공급하여, 기판(3)에 접하는 제 1 층 다이아몬드막(1)의 두께(T1)를 5㎛ 이상으로 두껍게 성막한다. 다음에 제 2 공정에서는 제 1 층 다이아몬드막(1)의 위에, 메탄농도(V2)를 0.3% (< 1%)정도로 하는 저농도 메탄의 원료기체(7)를 공급하여, 두께(T2)가 1㎛ 이하가 되는 얇은 막 두께로 제 2 층 다이아몬드막(2)을 성막한다. 제 1 공정에 있어서의 메탄농도(V1)를 5%라 하면 대응하는 성막속도는 약 5㎛/시 이기 때문에, 막두께(T1)를 5㎛ 이상으로 두껍게 성막하여도 성막시간은 1시간보다 약간 많은 정도이고, 또 제 2 공정에 있어서 0.3% 정도의 메탄농도 (V2)에 대응하는 성막속도는 약 1㎛/시 이기 때문에, 막두께(T2)를 1㎛ 이하로 얇게 하면 성막시간은 1시간보다 약간 적은 정도가 되어, 전공정의 소요 성막시간은 2시간의 오더가 되어 산업적으로 실용성 있는 시간으로 양질의 다이아몬드 전극를 얻을 수 있게 된다.
이상의 성막법에 의하여 다이아몬드 전극 표면에는 얇더라도 양질이고 치밀한 제 2 층 다이아몬드막(2)이 성막되어 있기 때문에, OH 라디칼에 의한 막의 산화침식이나 전해액의 막 내부로의 침입이 저지되어 내구성이 높아진다. 또 제 1 층 다이아몬드막(1)은 흑연이나 무정형 탄소를 많이 포함하나 두껍게 성막되어 있기 때문에, 막에 가해지는 외력이 분산되어 막 강도가 향상되고, 또한 탄소의 접착효과로 기판(3)에 대한 다이아몬드막 부착력은 증강된다.
기판의 재질로서는, 열팽창율이 낮아 기판과의 부착성이 좋은 Si가 채용되는 케이스가 많으나, 본 법은 하기의 이유로 저비용의 흑연을 채용한다. 즉 본 법에서는 기판(3)에 접하는 제 1 층 다이아몬드막(1)에는 흑연의 함유량이 많기 때문에, 기판(3)을 흑연으로 함으로써 다이아몬드막에 함유되어 있는 동일한 재질의 흑연 불순물에 의해 접착성이 개선되는 것 및 막의 평균 열팽창율이 기판의 열팽창율에 근접하기 때문에 열팽창 차에 의한 악영향이 완화되는 등이 효과를 기대할 수 있다.
본 법에 의하여 다이아몬드 전극이 장수명화되고, 저비용화되면, 음료수나 수영장의 살균처리 등의 종래의 용도 외에, 난분해성 물질을 함유하는 물이나 폐액 등의 전해처리장치, 수용액 중의 미량 물질의 센서 등등, 넓은 용도로 이용될 가능성이 있다.

Claims (5)

  1. 탄소원과 수소 등과의 혼합가스를 공급하여 CVD 법에 의해 기판상에 다이아몬드층을 피복하는 방법에 있어서,
    최상면에 실질적으로 불순물 혼입이 없는 양질의 다이아몬드막을 성막 추가하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    기판상에 고농도의 탄소원을 공급하여 고속으로 저질의 제 1 층 다이아몬드막을 두껍게 성막하는 제 1 공정과, 제 1 층 다이아몬드막의 위에 저농도의 탄소원을 공급하여 저속으로 양질의 제 2 층 다이아몬드막을 얇게 성막하는 제 2 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    CVD 법이 열 필라멘트 CVD 또는 마이크로파 플라즈마 CVD이고, 탄소원이 메탄 이며, 제 1 공정의 메탄농도를 1∼10%로 하고, 제 2 공정의 메탄농도를 1% 이하, 바람직하게는 0.3% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    제 1 층 다이아몬드막의 두께를 1㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이상, 제 2 층 다이아몬드막의 두께를 1㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    기판의 재질을 흑연으로 하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 전극의 성막방법.
KR1020067002497A 2003-08-07 2004-07-21 다이아몬드 전극의 성막방법 KR20060058099A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003319016A JP2005054264A (ja) 2003-08-07 2003-08-07 ダイアモンド電極の成膜方法
JPJP-P-2003-00319016 2003-08-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060058099A true KR20060058099A (ko) 2006-05-29

Family

ID=34132014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067002497A KR20060058099A (ko) 2003-08-07 2004-07-21 다이아몬드 전극의 성막방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080268150A1 (ko)
EP (1) EP1662023A4 (ko)
JP (1) JP2005054264A (ko)
KR (1) KR20060058099A (ko)
WO (1) WO2005014886A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101480023B1 (ko) * 2014-05-29 2015-01-07 주식회사 아벡테크 다이아몬드 전극 및 그 제조 방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3893397B2 (ja) * 2005-03-14 2007-03-14 ペルメレック電極株式会社 電解用陽極および該電解用陽極を使用するフッ素含有物質の電解合成方法
CN101058894B (zh) * 2006-04-19 2010-08-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 去除类金刚石碳膜的方法
JPWO2009038193A1 (ja) * 2007-09-20 2011-01-13 東洋炭素株式会社 炭素材料及びその製造方法
US20100101010A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Watkins Manufacturing Corporation Chlorinator for portable spas
US8266736B2 (en) * 2009-07-16 2012-09-18 Watkins Manufacturing Corporation Drop-in chlorinator for portable spas
EP3067324B1 (en) * 2015-03-11 2019-09-18 Politechnika Gdanska Method for the preparation of electrodes of boron-doped nanocrystalline diamond
CN107282677A (zh) * 2017-05-25 2017-10-24 爱康企业集团(上海)有限公司 一种具有镀膜层的管材挤出口模及其制备方法
CN110318030B (zh) 2018-03-29 2021-10-22 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种自支撑超细纳米晶金刚石厚膜
CN108505016B (zh) * 2018-04-08 2020-04-17 河南佰特科技有限公司 一种cvd金刚石厚膜的沉积方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01317197A (ja) * 1988-06-16 1989-12-21 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd ダイヤモンド薄膜基板およびその製法
JP2730271B2 (ja) * 1990-03-07 1998-03-25 住友電気工業株式会社 半導体装置
US5114696A (en) * 1990-08-06 1992-05-19 Texas Instruments Incorporated Diamond growth method
US5399247A (en) * 1993-12-22 1995-03-21 Eastman Kodak Company Method of electrolysis employing a doped diamond anode to oxidize solutes in wastewater
US5602439A (en) * 1994-02-14 1997-02-11 The Regents Of The University Of California, Office Of Technology Transfer Diamond-graphite field emitters
JP3125046B2 (ja) * 1997-11-21 2001-01-15 工業技術院長 ダイヤモンド単結晶薄膜製造方法
JP4157615B2 (ja) * 1998-03-18 2008-10-01 ペルメレック電極株式会社 不溶性金属電極の製造方法及び該電極を使用する電解槽
JP4116726B2 (ja) * 1999-02-04 2008-07-09 ペルメレック電極株式会社 電気化学的処理方法及び装置
DE19911746A1 (de) * 1999-03-16 2000-09-21 Basf Ag Diamantelektroden
US6605352B1 (en) * 2000-01-06 2003-08-12 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Corrosion and erosion resistant thin film diamond coating and applications therefor
JP4009090B2 (ja) * 2001-11-08 2007-11-14 株式会社神戸製鋼所 ダイヤモンド被覆非ダイヤモンド炭素部材の製造方法
JP2004210559A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Kobe Steel Ltd ダイヤモンド積層膜及びその製造方法
JP2004231983A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Sumitomo Electric Ind Ltd ダイヤモンド被覆電極

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101480023B1 (ko) * 2014-05-29 2015-01-07 주식회사 아벡테크 다이아몬드 전극 및 그 제조 방법
US10487396B2 (en) 2014-05-29 2019-11-26 Techwin Co., Ltd. Diamond electrode and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005054264A (ja) 2005-03-03
WO2005014886A1 (ja) 2005-02-17
EP1662023A4 (en) 2007-05-09
US20080268150A1 (en) 2008-10-30
EP1662023A1 (en) 2006-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1640479B1 (en) Conductive diamond electrode and process for producing the same
US7314540B2 (en) Diamond-coated electrode and method for producing same
US8338323B2 (en) Electrode for electrochemical reaction and production process thereof
Mahé et al. Electrochemical reactivity at graphitic micro-domains on polycrystalline boron doped diamond thin-films electrodes
US7468121B2 (en) Conductive diamond electrode and process for producing the same
Lu et al. Comparative study on stability of boron doped diamond coated titanium and niobium electrodes
KR20060058099A (ko) 다이아몬드 전극의 성막방법
US8226806B2 (en) Electrode for electrolysis
CN108486546B (zh) 一种bdd膜电极材料及其制备方法
US6569308B2 (en) Fabrication of a high surface area diamond-like carbon or dirty diamond coated metal mesh for electrochemical applications
JP2004231983A (ja) ダイヤモンド被覆電極
JP2008063607A (ja) ダイヤモンド被覆基板、電気化学的処理用電極、電気化学的処理方法及びダイヤモンド被覆基板の製造方法
Pleskov The electrochemistry of diamond
Mosinska et al. Undoped CVD diamond films for electrochemical applications
Yanagisawa et al. Surface morphology and electrochemical properties of highly boron-doped homoepitaxial diamond films
JP5172084B2 (ja) ダイヤモンド被覆基板、濾過フィルター及び電極
JP3554630B2 (ja) 耐久性を有する電解用電極
JP2006045026A (ja) 導電性ダイヤモンド被覆基板
Alves et al. Electrochemical and morphology study of the BDD/Ti electrodes with different doping levels
Shaw et al. Electrochemical behaviour of graphite-and molybdenum electrodes modified with thin-film diamond
JP5386324B2 (ja) 電解用電極の製造方法
JP2005320614A (ja) 電解用電極の製造方法
JP4205909B2 (ja) ダイヤモンド薄膜製造用シリコン基板およびダイヤモンド薄膜電極
Duan et al. The characteristics of porous BDD electrode and its degradation of dye wastewater
Granger et al. ELECTRON TRANSFER REACTIONS AT DIAMOND THIN FILM ELECTRODES

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid