KR880011362A - 장식 및 내마모 피막의 진공 아크 플라즈마 증착 방법 및 장치 - Google Patents

장식 및 내마모 피막의 진공 아크 플라즈마 증착 방법 및 장치 Download PDF

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KR880011362A
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에스 · 란다와 하바잔
알·에릭슨 로니
Original Assignee
마이클 에스 . 왈시
박-텍 시스템스.인크.
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Abstract

내용 없음

Description

장식 및 내마모 피막의 진공 아크 플라즈마 증착 방법 및 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제 1 도는 본 발명에 사용되는 음극 아크 플라즈마 증착 장치를 나타내는 개략도,
제 2 도는 본 발명의 음극 아크 플라즈마 증착 장치에 사용되는 아크 공급원을 나타내는 개략도,
제 3 도는 본 발명의 아크 공급원의 듀티사이클을 나타내는 타이밍도.

Claims (87)

  1. 목표 재표를 증발시키기 위해 목표에 대해 아크 펄스를 순차적으로 인가하는 단계, 및 증발된 재료를 기질상에 증착시켜 적어도 목표재료가 그위에 인가되는 피막을 제공하는 단계로 구성되는 기질 도포 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 피막의 두께가 50미크론 이하인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,상기 피막이 복수층으로 구성되는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,상기 각각의 층들이 동일재료로 구성되는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 층들중의 적어도 하나가 다른 층들과 다른 재료로 구성되는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 피막의 두께가 5미크론 이하인 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 두께가 0.1미크론 내지 5미크론 사이의 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 아크 펄스의 듀티 사이클이 상기 기질의 온도가 350℃이하가 되도록 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 지질의 온도가 약 50℃ 내지 약 150℃사이인 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 기질이 플래스틱 재료로 구성되는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기질의 온도가 약 50℃인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 목표가 티타늄으로 구성되는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 증발물을 가스와 반응시켜 화합물을 형성하여, 상기 화합물이 상기 피막으로 상기 기질상에 증착되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 화합물을 도핑제로 도핑시켜 증착된 피막이 상기 도핑제를 포함하도록 하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 도핑제가 산소, 탄소, 또는 그 혼합물인 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 도핑제가 피막의 약 2 내지 7%의 원자량을 구성하는 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 목표 재료를 티타늄, 지르코늄 및 지르코늄 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가스가 질소로 구성되어 상기 피막을 TiN, ZrN, 또는 TixZr1-xN(여기에서 0＜x＜1임)으로 구성하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 0.1＜x＜0.9인 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 피막이 TiN으로 구성되고, 상기 방법이 상기 TiN을 산소, 탄소, 또는 이들 혼합물로 구성되는 도핑제로 도핑하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제10항에 있어서, 상기 도핑제가 상기 피막의 약 2 내지 7%원자량을 구성하는 방법.
  22. 제 8 항에 있어서, 상기 기질이 아연 또는 합금으로 구성되는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 강기 기질 온도가 약 100℃인 방법.
  24. 제22항에 있어서,상기 증발물을 가스와 반응시켜 화합물을 형성하여, 상기 화합물이 상기 피막으로 상기 기질상의 증착되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 화합물을 도핑제로 도핑시켜 증착된 피막이 상기 도핑제를 포함하도록하는 단계를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 도핑제가 산소, 탄소, 또는 그 혼합물인 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 도핑제가 피막의 약 2 내지 7%의 원자량을 구성하는 방법.
  28. 제24항에 있어서, 상기 목표재료를 티타늄, 지르코늄, 티타늄-지르코늄 합금, 및 티타늄-알루미늄 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 가스를 질소로 구성하여 상기 피막이 TiN, ZrN, TixZr1-xN, 또는 TixAl1-xN(여기에서 0＜x＜1 임)으로 구성되도록하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 0.1＜x＜0.9인 방법.
  31. 제29항에 있어서, 상기 피막이 TiN으로 구성되고, 상기 방법이 상기 TiN을 산소, 탄소, 또는 이들 혼합물로 구성되는 도핑제로 도핑하는 단계를 포함하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 도핑제가 상기 피막의 약 2 내지 7%원자량을 구성하는 방법.
  33. 제 8 항에 있어서, 상기 기질이 황동으로 구성되는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 기질 온도가 약 150℃인 방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 증발물을 가스와 반응시켜 화합물을 형성하며, 상기 화합물이 상기 피막으로 상기 기질상의 증착되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 화합물을 도핑제로 도핑시켜 증착된 피막이 상기 도핑제를 포함하도록 하는 단계를 포함하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 도핑제가 산소, 탄소, 또는 그 혼합물인 방법.
  38. 제36항에 있어서, 상기 도핑제가 피막의 약 2 내지 7%의 원자량을 구성하는 방법.
  39. 제35항에 있어서, 상기 목표재료를 티타늄, 지르코늄, 티타늄-지르코늄 합금, 및 티타늄-알루미늄 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택하는 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 가스를 질소로 구성하여 상기 피막이 TiN, ZrN, TixZr1-xN, 또는 TixAl1-xN(여기에서 0＜x＜1 임)으로 구성되도록하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 0.1＜x＜0.9인 방법.
  42. 제40항에 있어서, 상기 피막이 TiN으로 구성되고, 상기 방법이 상기 TiN을 산소, 탄소, 또는 이들 혼합물로 구성되는 도핑제로 도핑하는 단계를 포함하는 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 도핑제가 상기 피막의 약 2 내지 7%원자량을 구성하는 방법.
  44. 목표에 연속적으로 아크를 가하여 목표재료를 증발시키는 단계, 스테인레스 스틸로 구성된 기질을 제공하는 단계, 및 고급 반지, 만년필 뚜껑, 안경테 및 은 식기류로 되어지는 기질상에 증발물을 증착시켜 목표재료의 적어도 일부가 기질상에서 피막을 형성하도록 하는 단계로 구성되는 기질 도포 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 기질 온도가 400℃인 방법.
  46. 제44항에 있어서, 상기 증발물을 가스와 반응시켜 화합물을 형성하며, 상기 화합물이 상기 피막으로 상기 기질상의 증착되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 목표 재료를 티타늄, 지르코늄 및 티타늄-지르코늄 합금, 및 티타늄-알루미늄 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택하는 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 가스를 질소로 구성하여 상기 피막이 TiN, ZrN, TixZr1-xN, 또는 TixAl1-xN(여기에서 0＜x＜1 임)으로 구성되도록하는 방법.
  49. 제48항에 있어서, 0.1＜x＜0.9인 방법.
  50. 티타늄, 티타늄-지르코늄 합금, 및 티타늄-알루미늄 합금으로부터 구성되는 목표에 연속적으로 아크를 인가하여 목표재료를 증발시키는 단계, 공구강으로 구성되는 기질을 제공하는 단계, 상기 증발물을 질소 또는 탄소 함유 가스와 반응시켜 화합물을 형성하는 단계, 및 화합물을 기질상에 증착하여 목표재료의 적어도 일부로 되어지는 피막을 기질에 제공하되, 상기 피막을 TiN, ZrN, TixZr1-xN, 또는 TixAl1-xN(여기에서 0＜x＜1 임)으로 구성되는 그룹으로부터 선택하는 단계로 구성되는 기질 도포 방법.
  51. 제50항에 있어서, 0.1＜x＜0.9인 방법.
  52. 제50항에 있어서, 기질 온도가 약 450℃ 또는 그 이상인 방법.
  53. 목표재료를 증발시키도록 목표에 아크 펄스를 순차적으로 인가하는 장치, 및 목표 재료의 적어도 일부로 되어지는 피막을 가질상에 마련하도록 증발물을 기질상에 증착하는 장치로 구성되는 기질 도포 장치.
  54. 제53항에 있어서, 상기 아크 펄스의 듀티 사이클이 상기 기절의 온도를 350℃이하로 유지할 수 있도록 되어 있는 장치.
  55. 제54항에 있어서, 상기 기질의 온도가 약 50℃ 내지 150℃사이인 장치.
  56. 제53항에 있어서, 상기 기질이 플래스틱 재료로 구성되는 장치.
  57. 제53항에 있어서, 상기 기질이 아연 또는 아연 합금인 장치.
  58. 제53항에 있어서, 상기 기질이 황동으로 구성되는 장치.
  59. 목표재료를 증발시키도록 목표에 아크를 연속적으로 인가하는장치, 스테인레스 스틸로 구성되는 기질을 마련하는 장치, 및 고급 반지, 만년필 뚜껑, 안경테, 시계 케이스 및 시계줄, 라이터 케이스, 및 은 식기류로 되어지는 기질상에 목표 재표의 적어도 일부로 되어지는 피막을 제공하도록 증발물을 기질상에 증착하는 장치로 구성되는 기질 도포 장치.
  60. 티타늄, 티타늄-지르코늄 합금, 및 티타늄-알루미늄 합금으로 구성되는 목표에 아크를 연속적으로 인가하여 목표재료를 증발시키는 장치, 공구강으로 구성되는 기질을 제공하는 장치, 증발물을 가스와 반응시켜 화합물을 형성하는 장치, 및 화합물을 기질상에 목표 재표의 적어도 일부로 되어지는 피막을 기질에 제공하되, 상기 피막은 TiC, TiCxN1-x, TixZr1-xN, 및 TixAl1-xN(여기에서 0＜x＜1 임)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되도록 하는 장치로 구성되는 기질 도포 장치.
  61. 티타늄, 티타늄-알루미늄, 지르코늄, 또는 티타늄-지르코늄 중의 적어도 하나로 구성되는 목표에 아크를 인가하여 목표를 증발시키는 단계, 플래스틱, 아연, 아연 합금, 황동 및 스테인레스 스틸로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 상기 기질에 장식 부분을 제공하는 단계, 질소 또는 탄소 함유 가스의 적어도 하나를 포함하는 가스와 증발물을 반응시키는 단계, 및 반응 생성물을 피막으로서 상기 기질상에 증착하는 단계로 구성되는 기질 도포 방법.
  62. 제61항에 있어서, 상기 장식 부분들이 고급 반지, 시계 케이스, 시계줄, 은 식기류, 안경테, 만년필 뚜껑, 라이터로 구성되는 방법.
  63. 제61항에 있어서, 상기 기질이 티타늄-지르코늄 합금으로 구성되고 상기 가스는 질소로 구성되어 기질상에 TixZr1-xN(여기에서 0＜x＜1 임)으로 구성되는 금색 피막을 제공하고 금색은 x가 증가됨에 따라 K가 증가되는 상태로 10K에서 부터 24K까지의 색상으로 가변되는 방법.
  64. 제63항 있어서, 상기 금색이 약 10K이고 x는 약 0.15 내지 0.20사이에서 가변되는 방법.
  65. 제63항에 있어서, 상기 금색이 약 14K이고 x는 약 0.25 내지 0.30사이에서 가변되는 방법.
  66. 제63항에 있어서, 상기 금색이 약 18K이고 x는 약 0.40 내지 0.45사이에서 가변되는 방법.
  67. 제63항에 있어서, 상기 금색이 약 24K이고 x는 약 0.50 내지 0.55사이에서 가변되는 방법.
  68. 제61항에 있어서, 상기 기질이 티타늄이고 상기 가스가 상기한 탄소함유 가스로 구성되어 기질상에 TiC로 구성되는 회색 피막을 제공하는 방법.
  69. 제61항에 있어서, 상기 기질이 티타늄이고 상기 가스는 질소 및 상기한 탄소 함유가스의 혼합물로 구성되어 기질상에 TiCxN1-x(여기에서 0＜x＜1 임)로 구성되는 색상의 피막을 제공하고, 상기 피막의 색상은 x의 값에 따라 갈색, 청동색, 암갈색으로 되는 방법.
  70. 제61항에 있어서, 상기 기질이 티타늄-알루미늄 합금으로 구성되고 상기 가스는 질소로 구성되고 기질상에 TixAl1-xN(여기에서 0＜x＜1 임)으로 구성되는 색상의 피막을 제공하고, 상기 피막의 색상은 x의 값에 따라 암갈색 또는 흑색인 방법.
  71. 제61항에 있어서, 상기 피막을 O2또는 C또는 이들 혼합물로 도핑하는 방법.
  72. 제71항에 있어서, 상기 목표가 티타늄으로 구성되고 상기 가스가 질소로 구성되어 상기 피막이 도핑된 TiN으로 되는 방법.
  73. 제72항에 있어서, 상기 도핑된 TiN의 색상이 금색으로서 C 및 O2도핑제의 상대비율에 따라 10K 내지 24K사이에서 가변되는 방법.
  74. 제73항에 있어서,상기 금색이 약10K이고 상기 O2도핑제의 양은 약 4원자 퍼센트이고 상기 C도핑제의 양은 약 3원자 퍼센트인 방법.
  75. 제74항에 있어서, 상기 Ti의 양이 N의 매 원자 %당 약 1.25 내지1.40 원자비인 방법.
  76. 제74항에 있어서, 상기 금색이 약 14K이고 상기 O2도핑제의 양이 약 4원자 퍼센트인 방법.
  77. 제76항에 있어서, 상기 Ti의 양이 N의 매 원자 %당 약 1.15 내지 1.20원자비인 방법.
  78. 제73항에 있어서, 상기 금색이 약 18K이고 상기 O2도핑제의 양이 약 2원자 퍼센트이고 상기 C도핑제의 양이 약 5원과 퍼센트인 방법.
  79. 제71항에 있어서, 상기 목표가 지르코늄으로 구성되고 상기 가스가 질소로 구성되어 상기 피막이 도핑된 ZrN으로 되는 방법.
  80. 제79항에 있어서, 상기 도핑된 ZrN의 색상이 화이트 골드로서 C 및 O2도핑제의 상대 비율에 따라 10K 내지 24K사이에서 가변되는 방법.
  81. 제80항에 있어서, 상기 금색이 약 10K이고 O2도핑제의 양은 약 2원자 퍼센트인 방법.
  82. 제80항에 있어서, 상기 금색이 약 14K이고 O2도핑제의 양은 약 1원자 퍼센트이고 상기 C도핑제의 양은 약 4원자 퍼센트인 방법.
  83. 제79항에 있어서, 도핑된 ZrN의 색상이 화이트골드인 방법.
  84. 제83항에 있어서, 도핑제의 양이 약 5원자 퍼센트 O2인 방법.
  85. 티타늄, 티타늄-알루미늄, 지르코늄, 또는 티타늄-지르토늄의 적어도 하나로 구성되는 목표에 아크를 인가하여 목표를 증발시키는 장치, 플래스틱, 아연 또는 아연 합금, 황동 및 스테인레스 스틸로 되어지는 상기 기질로 구성되는 장식부, 적어도 질소 또는 탄소 함유가스의 하나를 포함하는 가스와 증발물을 반응시키는 장치 및 반응 생성물을 상기 기질상에 피막으로서 증착시키는 장치로 구성되는 기질 도포 장치.
  86. 제85항에 있어서, 상기 장식 부분드리 고급링, 시계 케이스, 시계줄 은 식기류, 안경테, 만년필 뚜껑, 및 라이터로 구성되는 장치.
  87. 제85항에 있어서, 상기 피막을 O2또는 C 또는 이들 혼합물로 도핑하는 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR870012679A 1987-03-12 1987-11-11 장식 및 내마모 피막의 진공 아크 플라즈마 증착 방법 및 장치 KR880011362A (ko)

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