TW202305179A - 陶瓷塗覆部件 - Google Patents

Abstract

提供防鏽性能優異的陶瓷塗覆部件。本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件具有於金屬基材上配置有多個陶瓷微粒子的陶瓷膜，其中陶瓷膜之一維表面峰態（Rku）為3以下，或二維表面峰態（Sku）為3以下，或者在將形成於陶瓷膜與金屬基材之界面的凹凸之一維界面峰態定為Rkub、將金屬基材之硬度定為Hvs、將陶瓷粒子硬度定為Hvp之時，1＜（Rkub∙Hvp）／Hvs＜6。

Description

陶瓷塗覆部件

本發明係關於陶瓷塗覆部件。本發明尤其係關於具有透過氣溶膠沉積法形成之防鏽能力的陶瓷塗覆部件。

以往一般使用鍍層作為金屬表面的防鏽加工。硬質鉻鍍層等多數鍍層係使用六價鉻，由於六價鉻係環境有害物質，故其使用受到諸多管制。在EU之RoHS規範（Restriction of Hazardous Substances（與危險物質有關的限制））或ELV指令（End-of-Life Vehicles Directive）中，以家電製品、汽車零件為對象已禁止六價鉻的使用。

是故，作為使用六價鉻的鍍層替代方案，研究了三價鉻鍍層、高速火焰熔射、電漿熔射等。在使用三價鉻鍍層的鍍層技術中，相比於使用六價鉻的鍍層，有防鏽能力下降的問題，因與金屬基材之界面會成為多孔質，故無法獲得充足之密合性，而有鍍層剝離的問題。是故，在使用三價鉻鍍層的鍍層技術中，在環境層面、經濟層面上，無法獲得大的優勢。並且，使用熔射法而成膜的覆膜之硬度與耐腐蝕性與鍍層相比較雖為優異，但密合性、耐磨耗性及膜厚控制與鍍層相比較為差。

現階段，對於使用六價鉻的鍍層，在功能層面及經濟層面上未發現呈同等程度的替代技術。

作為成為六價鉻鍍層之替代方案的覆膜形成技術，期望有對於具有三維形狀之大型部件的適用性、環境友善的乾塗覆（非溶液製程）、係為硬度900 HV以上且膜厚為數微米程度之覆膜同時具有抗腐蝕性能、優異密合性等的覆膜形成技術及同等於或優於硬質鉻鍍層的機械性能。

作為解決上述技術課題的手法，已知有將陶瓷微粒子維持固體狀態透過氣體輸送並噴向基材，使陶瓷微粒子破碎／變形至奈米尺寸為止，在常溫下成膜的氣溶膠沉積法等製作緻密之陶瓷塗覆的技術（專利文獻1）。氣溶膠沉積法與熔射相異，因不使噴向基材之陶瓷微粒子熔化，故不會發生伴隨凝固收縮的破裂，可期待在金屬基材上形成維持硬度及密合力同時具有高耐腐蝕性及耐磨耗性的陶瓷膜。並且，氣溶膠沉積法由於在原料及製造工序中亦完全不使用環境有害物質，故與鍍層處理相異而不會受到管制，是故，氣溶膠沉積法亦有不需要針對處理設備之設置場所之許可的優點。再者，氣溶膠沉積法之特徵在於，由於利用陶瓷微粒子之破碎變形現象，故可緻密形成薄於噴向基材的陶瓷微粒子之粒子徑的膜體。

另一方面，氣溶膠沉積法係使陶瓷微粒子向基材撞擊／破碎，破碎成奈米尺寸的微細結晶片，藉由與微細結晶之破碎粒子的物質流動的再鍵結來形成緻密之膜體的手法。是故，在破碎粒子之物質流動不充分的情況下，於破碎粒子間的鍵結易於產生間隙，就防鏽、耐磨耗性的觀點而言，於工業等級之寬廣面積形成無針孔或破裂的陶瓷膜並非易事。

舉例而言，就耐磨耗性的觀點而言，有研究使用氣溶膠沉積法之成膜技術的專利文獻2。在專利文獻2中，揭示了將應形成硬質覆膜之基材的表面粗糙度（Ra）做成0.15 μm以下，將此硬質覆膜的膜厚做成1 μm以上且5 μm以下，且將此膜厚以硬質覆膜之軸方向中央的膜厚為基準做成±2 μm以下的範圍，藉此降低軸承之磨耗的技術。

並且，於專利文獻3揭示了藉由陶瓷微粒子的平均粒子徑為0.1 μm～0.5 μm，基材表面的表面粗糙度Ra大於0.01 μm且未達0.5 μm，由於向基材上撞擊之陶瓷微粒子由基材表面之微小凸起部承受應力，故減緩伴隨收縮的剪切應力，成膜面可在基材表面一邊堆積一邊成長，故可提升成膜速度。

『專利文獻』 《專利文獻1》：日本專利公開第2001-348658號公報 《專利文獻2》：日本專利公開第2009-257568號公報 《專利文獻3》：日本專利公開第2008-111154號公報

『非專利文獻』 《非專利文獻1》：N. Seto et al., Journal of Thermal Spray Technology, Volume 23(8) December 2014, P1373-1381

本發明人等研究的結果，明白在專利文獻2及3所揭示之成膜方法中，於工業等級之寬廣面積形成無針孔或破裂之防鏽性能及耐磨耗性優異的陶瓷膜實屬困難。

本發明之一實施型態係解決上述問題者，以提供防鏽性能優異的陶瓷塗覆部件為目的。

本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件具有於金屬基材上配置有多個陶瓷微粒子的陶瓷膜，其中陶瓷膜之一維表面峰態（Rku）為3以下，或二維表面峰態（Sku）為3以下，或者在將形成於陶瓷膜與金屬基材之界面的凹凸之一維界面峰態定為Rkub、將金屬基材之硬度定為Hvs、將用以配置多個陶瓷微粒子之陶瓷粒子之硬度定為Hvp之時，1＜（Rkub∙Hvp）／Hvs＜6。

陶瓷膜之厚度亦可為1 μm以上且10 μm以下。

多個陶瓷微粒子亦可為陶瓷粒子材料經微細化的微粒子，於陶瓷粒子材料之維氏硬度（HvC）與金屬基材之維氏硬度（HvS）之間有2.5＜HvC／HvS＜10的關係。

陶瓷塗覆部件亦可為防鏽塗覆部件。

本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件的製造方法，準備具有滿足下述式之陶瓷粒子材料硬度（Hvp）的陶瓷粒子與具有硬度（Hvs）及一維表面峰態（Rkus）的金屬基材，對金屬基材噴出陶瓷粒子，使陶瓷粒子在金屬基材之表面破碎，使具有透過陶瓷粒子之破碎而生成之新生面的陶瓷微粒子中介新生面來鍵結。 Rkub／Rkus＝α∙Hvs／Hvp　　　（0.5＜α＜3）

亦可使所準備之陶瓷粒子之表面活性化以生成活性區域，對金屬基材噴出具備活性區域的陶瓷粒子，使具備活性區域的陶瓷粒子在金屬基材之表面破碎，使具有活性區域及新生面之陶瓷微粒子中介活性區域及新生面來鍵結。

根據本發明之一實施型態，可提供防鏽性能優異的陶瓷塗覆部件。

以下參照圖式說明本發明相關之陶瓷塗覆部件。此外，本發明之陶瓷塗覆部件並非解釋成限定於以下所示之實施之型態及實施例之記載內容者。此外，在本實施之型態及於後所述之實施例參照之圖式中，於相同部分或具有相同功能之部分標註相同的符號，其重複的說明將省略。

本發明人等研究的結果，發現作為於陶瓷塗覆膜產生於上所述之針孔的條件，就氣溶膠沉積法之成膜原理而言，向基材——尤其金屬基材——撞擊之陶瓷粒子破碎成係為均質之奈米尺度之微細結晶片之陶瓷微粒子151的條件實屬重要。本發明人等首次發現，藉由將基材之表面粗糙度（凹凸形狀）、陶瓷塗覆膜之膜厚及基材之硬度設定成指定的關係，帶來抑制陶瓷塗覆膜之針孔或破裂之形成——即提升防鏽效果——的效果。本發明之一實施型態，係提供解決於上所述之課題，以量產等級低成本於金屬基材等的表面形成無針孔之陶瓷塗覆膜的陶瓷塗覆部件。

圖1係繪示本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件100的示意圖。圖1之（A）係一實施型態相關之陶瓷塗覆部件100的立體圖，圖1之（B）係在以圖1之（A）之線段AB剖切陶瓷塗覆部件100的剖切面中，針對以圖1之（A）之圓圈1圍繞之部分的剖面端圖。圖1之（B）係繪示金屬基材110與陶瓷膜150之界面的示意圖。陶瓷塗覆部件100具有於金屬基材110上配置有多個陶瓷微粒子151的陶瓷膜150。金屬基材110至少於與陶瓷膜150之界面具有微細的凹凸111。

在一實施型態中，陶瓷塗覆部件100在將形成於陶瓷膜150與金屬基材110之界面的凹凸111之一維界面峰態定為Rkub、將金屬基材之硬度定為Hvs、將陶瓷粒子硬度定為Hvp之時，滿足1＜（Rkub∙Hvp）／Hvs＜6的關係。

另一方面，形成於陶瓷膜150與金屬基材110之界面的凹凸111之形狀，亦會對陶瓷膜150之表面形狀造成影響。是故，在一實施型態中，在陶瓷塗覆部件100中，陶瓷膜150之表面之一維表面峰態（Rku）亦可為3以下。

或者，在一實施型態中，在陶瓷塗覆部件100中，二維表面峰態（Sku）亦可為2以下。

［峰態的定義］

茲說明在本說明書中的峰態。一維表面峰態（Rku）意謂係為陶瓷膜150之表面之銳度之尺度的尖度，表示高度分布的尖銳（銳度）。一維表面峰態（Rku）係針對陶瓷膜150之表面的凹凸，在藉由方均根高度（Rq）之四次方來無因次化的基準長度中，表示粗糙度曲線之高度Z（x）之四次方平均的參數。並且，一維界面峰態（Rkub）係針對形成於陶瓷膜150與金屬基材110之界面的凹凸111，在藉由方均根高度（Rq）之四次方來無因次化的基準長度中，表示粗糙度曲線之高度Z（x）之四次方平均的參數。峰態（Rku）由下述式表示。在下述式（1）中，L表示基準長度。

『數1』

Rku＝3：常態分布 Rku＞3：表面凹凸之高度分布尖銳 Rku＜3：表面凹凸之高度分布成為崩塌般的形狀

並且，二維表面峰態（Sku）表示如下述式（2）所示將係為二維參數之一維表面峰態（Rku）擴展成三維的尖度。

『數2』

S＝L1×L2：基準面積 Sku＝3：常態分布 Sku＞3：表面凹凸之高度分布尖銳 Sku＜3：表面凹凸之高度分布成為崩塌般的形狀

此外，在上述式（2）中，構成基準面積S的縱向長度L1與橫向長度L2可相同，亦可相異。並且，基準面積S不受限於矩形的面積，亦可為例如圓形的面積。

［高原結構表面參數的定義］

在凹凸111之輪廓曲線中，可求出將於在某高度c剖切之時所呈現之實體部的比例以c之函數之形式來表示的負荷曲線。由相當於負荷曲線之40%的區間之斜率變得最小的直線（等效直線），可求出核心部之程度差（Rk）、凸出山部高度側之核心部的負荷長度率（Mr1）及凸出谷部深度側之核心部的負荷長度率（Mr2）。考量與以Rk之幅寬分割的負荷曲線之凸出部分的面積成為相等的三角形，由此三角形求出凸出山部高度（Rpk）、凸出谷部深度（Rvk）。

［陶瓷膜的膜厚］

在一實施型態中，陶瓷膜150之厚度為1 μm以上且10 μm以下。關於可獲得防鏽效果之陶瓷膜之厚度，在作為陶瓷微粒子151之原料使用的陶瓷粒子因金屬基材110之表面的凹凸111而未充分破碎的情況下，於構成陶瓷膜150之經破碎的陶瓷微粒子151間，會產生自陶瓷膜150之表面貫通至金屬基材110之表面的間隙，故無法獲得充足的防鏽力。並且，若陶瓷膜150過厚則膜內之壓縮應力會增大，故膜內之壓縮應力超過經破碎之陶瓷微粒子151相對於金屬基材110的密合力時，於陶瓷膜150內會發生微細的剝離或破損，而產生針孔。

如於後所述之實施例所示，若Rku值為Rku＜3，或Rpk值為Rpk＜0.5且陶瓷膜150之厚度（t）為1 μm＜t＜10 μm的範圍，則可形成量產性高且得承受實際使用之程度的無針孔之陶瓷膜150，可獲得充足的防鏽效果。尤其著眼於Rpk值時，生鏽頻繁呈現之處與不會生鏽之處相比較，Rpk值成為10倍以上。

並且，在陶瓷塗覆部件100中，陶瓷微粒子151係作為原料使用之陶瓷粒子經微細化的微粒子，於陶瓷粒子材料之維氏硬度（HvC）與金屬基材之維氏硬度（HvS）之間具有2.5＜HvC／HvS＜10的關係。

圖2之（A）係說明作為原料使用之陶瓷粒子的尺寸（D）與凹凸111的週期（dr）接近之情形（0.5＜D／dr＜1.5）的示意圖。作為原料使用之陶瓷粒子153的硬度高於金屬基材110的硬度，陶瓷粒子153向金屬基材110之表面之尖銳的凸（山）部撞擊時，凸部會大幅塑性變形。藉由此變形，陶瓷粒子相關之壓縮反作用力會減緩，變得不會進行充分均質的粒子破碎。在氣溶膠沉積法中，必須藉由作為原料使用之陶瓷粒子153向金屬基材110撞擊，陶瓷粒子153破碎成係為均質之奈米尺度之微細結晶片的陶瓷微粒子151，於陶瓷微粒子151之表面形成有活性的新生面。藉由於此新生面所產生的鍵結力，會產生陶瓷微粒子151之表面與金屬基材110之表面的鍵結及在陶瓷微粒子151彼此之表面的鍵結，進而形成陶瓷膜150，故陶瓷粒子之破碎係在氣溶膠沉積法中之重要的製程之一。

並且，陶瓷粒子153向金屬基材110之驟凹的凹（谷）部撞擊時，陶瓷粒子153會破碎，但於金屬基材110之凹部的谷之部分與陶瓷粒子153之間會產生間隙，經破碎之陶瓷微粒子151與金屬基材110的接合面積變小，故陶瓷微粒子151不會充分密合於金屬基材110。其結果，在無法於金屬基材110形成均質密合的緻密之陶瓷膜150而陶瓷膜150之膜厚薄的情況下，變得易於產生針孔。尤其，隨著陶瓷膜150之膜厚的增加，膜內部之應力亦增加。其結果，若在金屬基材110與陶瓷膜150之界面局部存在無法密合之處，則會以此為起點發生陶瓷膜150之部分的剝離或於陶瓷膜150發生破裂，防鏽效果反而會下降。因此，若有金屬基材110與陶瓷膜150之密合不足之處，則變得難以形成防鏽效果同時機械強度或電性絕緣性高的陶瓷膜150。

並且，圖2之（B）係說明相對於凹凸111的週期，作為原料使用之陶瓷粒子153的尺寸夠小之情形（D／dr＜0.5）的示意圖。在粒子向凹凸111之頂點或其附近撞擊的情況下，粒子對於凹凸111之斜面自斜向撞擊，故相比於陶瓷粒子153垂直於金屬基材110之表面撞擊之情形，由撞擊所致之陶瓷粒子153的壓縮應力會變小，陶瓷粒子153變得難以破碎。是故，變得難以獲得緻密之粒子間鍵結或鍵結力強之粒子間鍵結。其結果，形成於基板表面的陶瓷膜150變得易於形成有細孔或破裂，防鏽效果下降。再者，可想見相較於陶瓷微粒子151於凹凸111之深谷間不密合的效果，陶瓷粒子153向凹凸111之山之部分撞擊而粒子破碎變得不充分且不均勻的效果較大。

並且，配置於金屬基材110與陶瓷膜150之界面之滿足於上所述之條件的凹凸，由於硬於金屬基材110的陶瓷粒子撞擊而變形，故雖亦取決於金屬基材110之硬度，但於此成膜時形成的界面之凹凸（錨定層）111的一維界面峰態（Rkub）會變得小於成膜前之金屬基材110的一維表面峰態（Rkus）。是故，陶瓷粒子材料之硬度（Hvp）與金屬基材110之硬度（Hvs）滿足下述關係。 Rkub／Rkus＝α∙Hvs／Hvp　　　（0.5＜α＜3）

［金屬基材］

在本實施型態中，金屬基材110之材料雖只要滿足上述關係式即不特別受限，但可使用例如鐵或包含銅、鎳或鐵的合金。舉例而言，可使用符合日本工業規格（JIS）的碳鋼（S45C、SD295A、SWRM、STKM11A、STKM13A、STK400）。並且，可使用符合JIS的特殊鋼（DC53）。並且，可使用符合JIS的鉻鉬鋼（SCM435、SCM440、SCM415、SNCM439、SNCM420）。並且，可使用符合JIS的工具鋼／模具銅（SUJ2、SKS3、SKD11、SKH51、SKS93）。並且，可使用符合JIS的黃銅（C2700、C3604、C4641、C6782）。並且，可使用符合JIS的銅（ABB2、PBC2、BC6、BECU25、BECU50、C1020、C1100、C1220、C5191、CRCUP）。並且，可使用符合JIS的預硬化鋼（NAK55、NAK80）。並且，可使用符合JIS的不鏽鋼（SUS3003、SUS304、SUS310S、SUS316、SUS403、SUS420J2、SUS440C、SUS630）。並且，可使用符合JIS鋁合金（A1050、A1070、A2014、A2017、A2024、A5052、A5056、A5083、A6061、A6063）。此外，金屬基材110之材料並非受限於此等者。

並且，在一實施型態中，藉由將金屬基材110之欲形成陶瓷膜150之面以滿足上述關係式的方式切削或者磨削或研磨，可在量產等級上獲得防鏽效果。

並且，作為此時之基材的研磨、磨削方法，亦能夠使用日本專利第3740523號公報所記載之超微粒子材料平坦化成膜方法所揭示的氣溶膠沉積法，將研磨／磨削用之陶瓷粒子自噴嘴自斜向噴向金屬基材110，藉此磨削或者研磨金屬基材110的表面，將Rku值、Sku值調整成3以下，之後，將成膜用之陶瓷粒子噴向基材，形成陶瓷膜。或者，亦可將研磨／磨削用之陶瓷粒子自噴嘴以扇形噴向金屬基材110，藉此磨削或者研磨金屬基材110之表面，來將Rku值、Sku值調整成3以下。

［陶瓷粒子］

在本實施型態中，成為用以形成陶瓷膜150之原料的陶瓷粒子153，只要滿足上述關係式即不特別受限，可使用例如：氧化鋁（Al ₂O ₃）或氧化矽（SiO ₂）、氧化鋯（ZrO ₂）、部分穩定化氧化鋯（YSZ）、氧化釔（Y ₂O ₃）、氮化矽（Si ₃N ₄）、氮化鋁（AlN）、碳化鎢（WC）、SiAlON陶瓷（Si ₃N ₄－Al ₂O ₃）、陶金（TiC－20TiN－15WC－10Mo ₂C－5N）等。在一實施型態中，成為原料的陶瓷粒子153以平均粒子徑為50 nm～10 μm的氧化鋁為佳。

［陶瓷塗覆部件的製造方法］

本發明相關之陶瓷塗覆部件100可使用氣溶膠沉積法來製造。關於氣溶膠沉積法，可遵循例如專利文獻1或非專利文獻1之記載來實施。此外，在非專利文獻1中，僅著眼於金屬輥的表面粗糙度（Ra），透過氣溶膠沉積法形成陶瓷膜。另一方面，本申請著眼於表面峰態，在陶瓷塗覆部件中實現工業上有效的防鏽效果。

圖3係繪示使用於本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件100的製造之製造裝置1000的示意圖。製造裝置1000，舉例而言，具備氣融膠化腔1030及成膜腔1050。在製造裝置1000中，輸送氣瓶1020中介輸送管1010而接續至氣融膠化腔1030。於輸送氣瓶1020容納有例如氬或氦等惰性氣體（inert gas）。於氣融膠化腔1030容納有成為陶瓷膜150之原料的陶瓷粒子153。自輸送氣瓶1020供應的輸送氣體與陶瓷粒子153混合／攪拌，並予以氣融膠化。

經氣融膠化之陶瓷粒子153中介輸送管1011通過分級裝置1035將粗粒子過濾之後，輸送至成膜腔1050，自成膜噴嘴1060噴向金屬基材110之表面。噴向金屬基材110之表面的陶瓷粒子153向金屬基材110之表面撞擊，粉碎成係為均質的奈米尺度之微細結晶片的陶瓷微粒子151，堆積於金屬基材110之表面，形成陶瓷膜150。於陶瓷微粒子151之表面形成有活性的新生面，產生陶瓷微粒子151之表面與金屬基材110之表面的鍵結及在陶瓷微粒子151彼此之表面的鍵結。中介透過金屬基材110之撞擊破碎而生成之陶瓷微粒子151的新生面，陶瓷微粒子151之表面與金屬基材110之表面形成鍵結及陶瓷微粒子151彼此形成鍵結。藉此，陶瓷微粒子151堆積於金屬基材110之表面，形成陶瓷膜150。如此為之，可製造針孔的生成受抑制且防鏽性能優異的陶瓷塗覆部件100。

在成膜腔1050於與成膜噴嘴1060相向而對的位置配置有X－Y－Z機臺1080。金屬基材110配置於X－Y－Z機臺1080上，透過驅動X－Y－Z機臺1080，可使陶瓷微粒子151堆積於金屬基材110之表面的期望位置，形成陶瓷膜150。於成膜腔1050中介輸送管1012而接續有將成膜腔1050之內部減壓、脫氣的真空排氣系統1090。真空排氣系統1090，舉例而言，可具備機械升壓泵1091及旋轉泵1093。

運送至經減壓之成膜腔1050的陶瓷粒子153之氣融膠，自細開口的成膜噴嘴1060噴向金屬基材110，藉此形成陶瓷膜150。此時，若成膜腔1050內為0.1 Torr以上且10 Torr以下的壓力，則所輸送之陶瓷粒子153可輕易加速至數百m／sec。噴向金屬基材110上之氣融膠的速度以150 m／sec以上且400 m／sec以下為佳。藉由所使用之陶瓷粒子153的調整與陶瓷粒子153的粒徑分布、加速條件、成膜氣體環境等，陶瓷粒子153可在室溫下形成經堆積、固化的陶瓷膜150。

圖4係繪示使用於本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件100的製造之製造裝置2000的示意圖。製造裝置2000，舉例而言，具備氣融膠化腔2030、電漿產生裝置2040及成膜腔2050。在製造裝置2000中，輸送氣瓶2020中介輸送管2010而接續至氣融膠化腔2030。輸送氣瓶2020及氣融膠化腔2030的構造亦可為與輸送氣瓶1020及氣融膠化腔1030相同的構造，詳細的說明將省略。

經氣融膠化之陶瓷粒子153中介輸送管2011而輸送至電漿產生裝置2040。作為電漿產生裝置2040，可使用例如感應線圈。藉由於電漿產生裝置2040內產生的非熱平衡電漿，在陶瓷粒子153之熔點以下的溫度範圍中，陶瓷粒子153之表面受電子激發，於陶瓷粒子153的最表層連續生成活性區域。

表面經活性化的陶瓷粒子153輸送至成膜腔2050，自成膜噴嘴2060噴向金屬基材110之表面。噴向金屬基材110之表面的陶瓷粒子153向金屬基材110之表面撞擊，粉碎成係為均質的奈米尺度之微細結晶片的陶瓷微粒子151，堆積於金屬基材110之表面，形成陶瓷膜150。於陶瓷微粒子151之表面形成有活性的新生面，產生陶瓷微粒子151之表面與金屬基材110之表面的鍵結及在陶瓷微粒子151彼此之表面的鍵結。陶瓷微粒子151之表層之活性區域之生成所利用的電漿，雖具有陶瓷微粒子151到達金屬基材110的電漿焰，但以對金屬基材110不會造成熱損傷為佳。藉由電漿而生成之陶瓷粒子之表層的活性區域，維持至陶瓷粒子飛行於電漿焰中並到達金屬基材110為止，中介藉由電漿生成之活性區域及藉由與金屬基材110之撞擊破碎生成之陶瓷微粒子151的新生面，陶瓷微粒子151之表面與金屬基材110之表面形成鍵結及陶瓷微粒子151彼此形成鍵結。藉此，陶瓷微粒子151堆積於金屬基材110之表面，形成陶瓷膜150。如此為之，可製造針孔的生成受抑制且防鏽性能優異的陶瓷塗覆部件100。

在成膜腔2050於與成膜噴嘴2060相向而對的位置配置有X－Y－Z機臺2080。金屬基材110配置於X－Y－Z機臺2080上，透過驅動X－Y－Z機臺2080，可使陶瓷微粒子151堆積於金屬基材110之表面的期望位置，形成陶瓷膜150。於成膜腔2050中介輸送管2012而接續有將成膜腔2050之內部減壓、脫氣的真空排氣系統2090。真空排氣系統2090，舉例而言，可具備機械升壓泵2091及旋轉泵2093。

在氣融膠化腔2030與輸送氣體混合的陶瓷粒子153，通過分級裝置2035將粗粒子過濾之後，運送至經減壓的成膜腔2050，以陶瓷粒子153之氣融膠的形式自細開口的成膜噴嘴2060噴向金屬基材110，藉此形成陶瓷膜150。此時，若成膜腔2050內為0.1 Torr以上且100 Torr以下的壓力，則所輸送之陶瓷粒子153可輕易加速至數百m／sec。噴向金屬基材110上之氣融膠的速度以150 m／sec以上且400 m／sec以下為佳。藉由所使用之陶瓷粒子153的調整與陶瓷粒子153的粒徑分布、加速條件、成膜氣體環境等，陶瓷粒子153可在室溫下形成經堆積、固化的陶瓷膜150。

準備陶瓷粒子材料之硬度（Hvp）與金屬基材110之硬度（Hvs）滿足下述關係的陶瓷粒子與金屬基材110。在一實施型態中，因應所使用的基材，可選擇滿足下述關係式的陶瓷粒子。 Rkub／Rkus＝α∙Hvs／Hvp　　　（0.5＜α＜3）

並且，在一實施型態中，藉由將金屬基材110之欲形成陶瓷膜150之面以滿足上述關係式的方式切削或者磨削或研磨，可在量產等級上獲得防鏽效果。此時，成為原料的陶瓷粒子153以平均粒子徑為50 nm～10 μm的氧化鋁為佳。

『實施例』

以下，雖依據實施例具體說明本發明，但本發明並非受限於此等實施例者。

此外，在以下實施例的Rku值、Rpk值之基準長度（L）為100 μm以上且20 mm以下，在Sku值的基準面積（S）為100 μm見方以上且20 mm見方以下。

［實施例1］

準備表面粗糙度（Ra）為2 μm～3 μm的鐵系之金屬基材（SS400，維氏硬度：200 Hv～400 Hv）與粒子徑分布為0.08 μm～10 μm的α-氧化鋁（維氏硬度：1000 Hv～2000 Hv）。以轉盤加工金屬基材，利用被削物之圓周速率自旋轉中心朝向外周部增加一事，使刀具與被削物的相對速度改變，而使金屬基材之表面粗糙度改變。使用所準備的金屬基材與α-氧化鋁粒子，使用氣溶膠沉積法或電漿輔助氣溶膠沉積法，於金屬基材上形成陶瓷膜。作為成膜條件，設定成真空度：100 Pa～500 Pa，承載氣體：空氣，承載氣體流量：2 L／分鐘～40 L／分鐘，形成具有約1～10 μm之膜厚之陶瓷膜的陶瓷塗覆部件。

遵循作為在塗裝或鍍層等表面處理之評價方法廣泛使用的鹽水噴霧試驗（JIS Z 2371:2015），進行陶瓷塗覆部件的防鏽評價。具體內容如下所述。

JIS Z 2371　鹽水噴霧試驗　概要

〈裝置〉

由具備噴霧塔或噴霧噴嘴、鹽溶液貯藏槽、試片握持器、噴霧採取容器等的噴霧室、鹽溶液補給槽、壓縮空氣供應器、空氣飽和器、溫度調節裝置、排氣管道等構成。

〈試驗條件等〉 鹽溶液　50 g／L±5 g／L，pH6.5～7.2（25℃±2℃） 試驗裝置內溫度　35℃±2℃ 噴霧裝置　98 kPa±10 kPa 噴霧量　對於80 cm ²以1.5±0.5 mL／hr.噴霧。 噴霧採取容器（如同漏斗）　直徑100 mm，面積約80 cm ²，設置於2處以上（靠近與遠離噴霧器）。 空氣不含油脂及塵埃　為0.098±0.010 MPa。

為了防止水自噴霧液蒸發，使送往噴霧塔或成膜噴嘴的壓縮空氣通過加濕器或空氣飽和器之中。

在試驗經過時間中，藉由目視或藉由光學顯微鏡或者電子顯微鏡確認在陶瓷塗覆部件之陶瓷膜之表面的生鏽之有無與大小，以及由生鏽所致之表面腐蝕的進行程度。

表面粗糙度係使用共焦顯微鏡（Lasertec股份有限公司，OPTELICS（註冊商標）HYBRID＋）遵循表面粗糙度（JIS B 0601:1994）的評價方法進行量測及算出。作為量測面，使用成膜前之金屬基材之表面及成膜後之陶瓷膜之表面。

圖5係繪示將鹽水噴霧8小時之後之陶瓷塗覆部件的圖。在圖5中，以虛線圍繞的部分表示陶瓷塗覆部件之未噴霧鹽水的部位。圖5的右側表示經噴霧的部位。並且，在圖5之各量測位置中之各量測值揭示於表1。表1中，Ra表示表面粗糙度，Rv表示最大谷深度，Rz表示最大高度，Rku表示一維表面峰態，Rdq表示方均根斜率，Rk表示核心部之程度差，Rpk表示凸出山部高度，Rvk表示凸出谷部深度。

『表1』

		Ra	Rv	Rz	Rku	Rdq	Rk	Rpk	Rvk
鹽水噴霧部位	No. 1-1	2.484	4.016	13.208	3.495	0.269	6.331	3.758	2.763
No. 2-1	0.806	2.050	3.248	1.725	0.121	1.738	0.037	1.381
No. 3-1	1.367	2.951	8.730	4.406	0.221	5.074	4.427	0.335
No. 4-1	1.146	2.353	4.270	1.509	0.175	2.920	0.239	1.177
鹽水未噴霧部位	No. 1-2	1.661	3.698	9.926	3.382	0.235	7.424	2.835	4.517
No. 2-2	0.767	1.963	3.23	2.077	0.135	1.589	0.173	1.665
No. 3-2	1.311	2.878	7.587	2.781	0.333	2.907	1.976	1.913
No. 4-2	1.105	2.637	4.254	1.706	0.157	2.466	0.142	1.791

由圖5及表1的結果，在表面粗糙度（Ra）為2.484之No. 1-1的部位中，一維表面峰態（Rku）為3.495，在Ra為1.367之No. 3-1的部位中，Rku為4.406。若比較此2個部位，Rku大之No. 3-1的部位發生較多的生鏽。由此等結果可明白，在陶瓷膜之緻密度或針孔的產生、防鏽效果之方面上，在金屬基材表面之大凹凸的指標之中，一維表面峰態（Rku）或高原結構表面參數（Rpk）的影響較表面粗糙度（Ra）還大。尤其可明白，若陶瓷膜之一維表面峰態（Rku）為3以下則表現出防鏽效果。

圖6之（A）～圖8係繪示對於陶瓷塗覆部件之陶瓷膜之表面之凹凸之狀態的一維之剖面輪廓及二維之剖面輪廓與利用鹽水噴霧試驗之防鏽效果之確認結果的圖。在圖6之（A）～圖8中，上段之左側的圖係以雷射共焦顯微鏡觀察樣品表面的圖，上段之右側的圖係光學顯微鏡照片，下段之左側的圖係二維之剖面輪廓，下段之右側的圖係一維之剖面輪廓。

在圖6之（A）之標註線段之位置中的Ra為1.36，Rku為4.09，Rpk為1.71。並且，在圖6之（B）之標註線段之位置中的Ra為1.11，Rku為1.66，Rpk為0.645。在圖7之（A）之標註線段之位置中的Ra為1.36，Rku為4.09，Rpk為1.71。並且，在圖7之（B）之標註線段之位置中的Ra為1.65，Rku為2.74，Rpk為2.91。在圖8之標註線段之位置中的Ra為1.19，Rku為5.68，Rpk為0.941。各陶瓷塗覆部件之陶瓷膜的表面粗糙度（Ra值）為1 μm～1.3 μm左右，其中於Rku值超過3者確認到有明顯的生鏽。

［實施例2］

進一步研究在陶瓷膜之表面的Ra值為相同程度之情形中之由Rku值之相異所致的防鏽效果。對於已形成約4 μm之陶瓷膜之陶瓷塗覆部件進行12小時的鹽水噴霧試驗。圖9之（A）之上段的圖係在12小時之鹽水噴霧試驗中未生鏽之部分的光學顯微鏡照片，下段的圖係其一維之剖面輪廓。並且，圖9之（B）之上段的圖係在相同條件下生鏽之部分的光學顯微鏡照片，下段的圖係其一維之剖面輪廓。

在圖9之（A）之上段的圖之標註線段之位置（基準長度（L）：約1000 μm（白線），基準面積（S）：約1400 μm見方（白框內））中的試驗前之算術平均粗糙度（Sa）為1.17，最大高度（Sz）為16.49，二維表面峰態（Sku）為2.11，表面粗糙度（Ra）為1.09，一維表面峰態（Rku）為1.86。並且，在圖9之（B）之上段的圖之標註線段之位置（基準長度（L）：約1000 μm（白線），基準面積（S）：約1400 μm見方（白框內））中的試驗前之Sa為1.05，Sz為15.34，Sku為6.44，Ra為1.09，Rku為6.26。

在圖9之（A）之量測線L1（基準長度（L））及圖9之（B）之量測線L2（基準長度（L））的鹽水噴霧試驗前之Ra值皆為1 μm左右，相對於此，量測線L1的鹽水噴霧試驗前之Rku值為1.86，與量測線L2的Rku值為6.26差異甚大。此事在於照片之觀察區域量測的二維之表面峰態（Sku）值中亦然。此係因於量測線L2之剖面輪廓存在可觀看到之尖銳的谷的部分（以圈圍繞的部分）。簡言之，可明白在利用氣溶膠沉積法的陶瓷成膜中，為了實現無針孔之優異被覆，減小凹凸之銳度狀況一事較金屬基材之凹凸的深度還重要。

［實施例3］

針對圖10所示之陶瓷塗覆部件之陶瓷膜的表面，對於陶瓷膜之厚度分別為0.9 μm（圖10之（A）及圖10之（B））、4 μm（圖10之（C）及圖10之（D））及6 μm（圖10之（E）及圖10之（F））的3種陶瓷塗覆部件，使用共焦顯微鏡量測二維表面峰態（Sku值），調查與鹽水噴霧後之生鏽之發生狀態的關係。此外，對於陶瓷膜之厚度為0.9 μm及4 μm的陶瓷塗覆部件進行12小時之鹽水噴霧試驗，對於陶瓷膜之厚度為6 μm的陶瓷塗覆部件進行8小時之鹽水噴霧試驗。

在陶瓷膜之厚度為0.9 μm的陶瓷塗覆部件（圖10之（A））中，對於基準長度（L）：約1000 μm（白線）、基準面積（S）：約1400 μm見方（白框內），Sa為1.20，Sz為12.0，Sku為1.80，Ra為1.22，Rku為1.75。並且，在圖10之（B）中，對於基準長度（L）：約1000 μm（白線）、基準面積（S）：約1400 μm見方（白框內），Sa為1.20，Sz為13.0，Sku為1.83，Ra為1.21，Rku為1.82。在陶瓷膜之厚度為4 μm的陶瓷塗覆部件（圖10之（C））中，對於基準長度（L）：約1000 μm（白線）、基準面積（S）：約1400 μm見方（白框內），Sa為1.16，Sz為14.7，Sku為2.98，Ra為1.21，Rku為2.65。並且，在圖10之（D）中，對於基準長度（L）：約1000 μm（白線）、基準面積（S）：約1400 μm見方（白框內），Sa為1.10，Sz為13.63，Sku為3.06，Ra為1.11，Rku為4.14。在陶瓷膜之厚度為6 μm的陶瓷塗覆部件（圖10之（E））中，對於基準長度（L）：約1000 μm（白線）、基準面積（S）：約1400 μm見方（白框內），Sa為1.27，Sz為16.2，Sku為2.98，Ra為1.46，Rku為2.96。並且，在圖10之（F）中，對於基準長度（L）：約1000 μm（白線）、基準面積（S）：約1400 μm見方（白框內），Sa為1.33，Sz為21.6，Sku為3.23，Ra為1.28，Rku為3.11。

在陶瓷膜的膜厚為4 μm及6 μm之陶瓷塗覆部件之量測範圍內的二維表面峰態（Sku）為3以下的情況下， 在8～12小時之鹽水噴霧試驗後之表面觀察中，未觀察到生鏽。在另一方面，在陶瓷膜的膜厚為0.9 μm的陶瓷塗覆部件中，在二維表面峰態（Sku）為1.83的情況下，於12小時之鹽水噴霧試驗後，相比於陶瓷膜的膜厚為4 μm及6 μm的陶瓷塗覆部件，雖僅些微但有觀察到生鏽。相對於此，在二維表面峰態（Sku）為1.80以下的陶瓷塗覆部件中，於12小時之鹽水噴霧試驗後完全未觀察到生鏽，相比於陶瓷膜的膜厚為4 μm及6 μm的陶瓷塗覆部件，用以施予良好之防鏽的二維表面峰態（Sku）自2減少至1.80。由此等結果可明白，量產性優異並能夠利用於工業上的陶瓷膜之膜厚，以1 μm以上為佳，二維表面峰態（Sku）必須為3以下。並且，可明白二維表面峰態（Sku）以2以下為較佳。

在氣溶膠沉積法中，基材之具有表面粗糙度（Ra）小之鏡面者，可形成硬度高的膜體一事，亦揭示於專利文獻2及3。然而，即使在基材之表面粗糙的情況下，用以消除針孔至可充分確保防鏽效果之程度的成膜機制或進程主要因素尚不明朗。舉例而言，在專利文獻2及3中，揭示為了獲得充足的陶瓷膜之密度、硬度，必須為Ra＜0.5 μm。另一方面，由於上所述之本發明之實施例，可明白即使在Ra為0.5 μm以上的情況下，若Rku值、Sku值、Rpk值滿足上述條件，則可確保充足的防鏽效果或膜硬度。

［實施例4］

圖11及圖12係繪示對於以厚度3 μm之氧化鋁膜被覆於鐵基材上的陶瓷塗覆部件進行7小時之鹽水噴霧試驗之結果的圖。圖11之（A）繪示未生鏽之Rku值為2以下之陶瓷塗覆部件的剖面SEM照片，圖11之（B）係針對此陶瓷塗覆部件之鋁的元素分析映像，圖11之（C）繪示以共焦顯微鏡觀察之陶瓷塗覆部件的剖面輪廓。並且，圖12之（A）繪示已生鏽之Rku值為5以上之陶瓷塗覆部件的剖面SEM照片，圖12之（B）係針對此陶瓷塗覆部件之鋁的元素分析映像，圖12之（C）繪示以共焦顯微鏡觀察之陶瓷塗覆部件的剖面輪廓。

在鋁的元素分析映像（圖11之（B）及圖12之（B）），鋁的元素密集出現之處表示被覆有氧化鋁膜的區域。在圖12之（B）所示之鹽水噴霧試驗看到有生鏽之Ra值＝2.18、Rku＞5以上的剖面中，在以箭號標示的3處中，可確認到鐵基材之凹凸的凸部變得銳利。此一結果表示氧化鋁之被覆中斷而鐵基材露出，確認到自此處生鏽一事。在另一方面，在圖10之（B）所示之Ra值＝0.92、Rku值＜2以下之陶瓷塗覆部件的剖面中，可觀察到氧化鋁膜以幾乎一致的厚度被覆鐵基材的凹凸，即使於7小時之鹽水噴霧試驗亦未觀看到生鏽的發生。因此，在利用氣溶膠沉積法的陶瓷成膜中，可明白基材的凹凸不僅其深度還有凹凸的銳度皆大幅影響被覆於其上之氧化鋁膜的被覆能力。

［實施例5］

圖13係於複雜之3維形狀之結構物（金屬基材）的表面透過氣溶膠沉積法塗覆氧化鋁膜（陶瓷膜）之例。圖13之（A）之結構物的表面粗糙度Ra為1.5 μm，圖13之（B）之結構物的表面粗糙度Ra為1.1 μm，兩者之表面粗糙度Ra皆為1 μm左右，但圖13之（A）之結構物係Rku值為3以下的樣品，圖13之（B）之結構物係Rku值為3以上的樣品。對於此等結構物，進行於上所述之鹽水噴霧試驗12小時。其結果，在Rku值為3以下之圖13之（A）之結構物中未於表面生鏽，但在Rku值為3以上之圖13之（B）之結構物中在多處觀看到生鏽。在此種複雜之3維形狀的結構物中，將其表面粗糙度Ra均勻機械加工、研磨加工成0.5 μm以下之鏡面狀並非易事。是故，於角隅部等必然會產生切削殘骸或研磨殘骸，在塗覆於此處之陶瓷膜會產生針孔或破裂而生鏽。相對於此，即使Ra值為1 μm以上，若以Rku值成為3以下的方式機械加工，則不生鏽的陶瓷塗覆成為可能，透過著眼於Rku值之基材的精加工，可提升生產性、減低加工成本。

［實施例6］

圖14係繪示於鐵系基材形成氧化鋁膜作為膜厚（t）為6 μm或8 μm之陶瓷膜之陶瓷塗覆部件的圖。圖15係繪示針對此陶瓷塗覆部件比較實施了於上所述之鹽水噴霧試驗8小時之時的防鏽效果之結果的圖。此外，各圖之左側以虛線圍繞的區域表示未實施鹽水噴霧試驗的區域。

在以膜厚6 μm之氧化鋁膜塗覆之區域A之於轉盤面直行之約1000 μm之基準長度（L）中的表面粗糙度（Ra）為0.89，一維表面峰態（Rku）為4.28，算術平均粗糙度（Sa）為1.07，最大高度（Sz）為17.7，二維表面峰態（Sku）為4.24。並且，以膜厚8 μm之氧化鋁膜塗覆之區域B的Ra為1.14，Rku為3.20，Sa為1.38，Sz為16.2，Sku為2.93。再者，以膜厚8 μm之氧化鋁膜塗覆之區域C的Ra為1.14，Rku為3.33，Sa為1.00，Sz為14.4，Sku為3.33。

區域A、區域B及區域C之全部，係一維表面峰態（Rku）及二維表面峰態（Sku）幾乎皆超過3之生鏽的條件，但在以膜厚8 μm之氧化鋁膜塗覆的之區域B及區域C中，生鏽之尺寸或發生頻率大，相對於此，在以膜厚6 μm之氧化鋁膜塗覆的區域A中，生鏽之尺寸或發生頻率顯著變小。若陶瓷膜的膜厚變大，則陶瓷膜的內部應力會變大。並且，若成為Rku值或Sku值為3以上之粗糙表面，則陶瓷膜與基材的密合力亦下降。是故，微細的剝離或破裂容易發生於陶瓷膜，可想見會自此生鏽。由以上可明白，在工業的量產等級上可充分獲得防鏽效果的陶瓷膜之最佳膜厚（t）範圍為1 μm＜t＜10 μm，以1 μm＜t＜6 μm為佳。

［參考例1］

茲證實即使在於陶瓷膜有針孔的情況下，於上所述之實施型態相關之陶瓷膜較以往之硬質鉻鍍層膜還能夠抑制自針孔之生鏽的擴散。作為參考例1，使用於鐵系基材形成氧化鋁膜並存在針孔的陶瓷塗覆部件。具體而言，準備表面粗糙度（Ra）為2 μm～3 μm之鐵系的金屬基材（SPCC，維氏硬度：150 Hv～200 Hv）與粒子徑分布為0.1 μm～10 μm的α-氧化鋁（維氏硬度：1000 Hv～2000 Hv）。使用所準備之金屬基材與α-氧化鋁粒子，使用氣溶膠沉積法，於金屬基材上形成氧化鋁膜。作為成膜條件，設定成真空度：100 Pa～500 Pa，承載氣體：空氣，承載氣體流量：10 L／分鐘～40 L／分鐘，形成具有約3 μm之膜厚之氧化鋁膜的陶瓷塗覆部件。參考例1之陶瓷塗覆部件之氧化鋁膜的一維表面峰態（Rku）為3.5，二維表面峰態（Sku）為4.6，形成於氧化鋁膜與鐵系基材之界面的凹凸之一維界面峰態（Rkub）為2.6，確認到產生有針孔之陶瓷塗覆部件與本申請實施例之陶瓷塗覆部件的一維表面峰態等的數值稍有偏差。

（比較例1）

作為比較例1，於在參考例1使用之鐵系基材形成以往的硬質鉻鍍層膜。具體而言，於在參考例1使用之鐵系基材形成具有約500 μm之膜厚之硬質鉻鍍層膜的比較例1之硬質鉻鍍層塗覆部件。

對於參考例1及比較例1的塗覆部件，遵循鹽水噴霧試驗（JIS Z 2371:2015），在與實施例1相同的條件下，進行參考例1及比較例1之塗覆部件的防鏽評價。

圖16繪示對於參考例1之陶瓷塗覆部件將鹽水噴霧3小時、7小時及24小時之後的參考例1之陶瓷塗覆部件的俯視圖。在圖16中，以圓圈圍繞的部分表示於針孔發生生鏽的部分。並且，圖17係說明在參考例1之陶瓷塗覆部件中之生鏽擴散的示意圖。在參考例1之陶瓷塗覆部件100A中，自在針孔190之鐵系基材110A發生的生鏽，並未在氧化鋁膜150A內沿橫向（平行於鐵系基材110A的方向）擴散。在透過氣溶膠沉積法形成之參考例1的氧化鋁膜150A中，由於在鐵系基材110A之界面有錨定層111A，故在此界面部分之生鏽往橫向的擴散會受到抑制，自針孔190之生鏽的擴散會大幅受到抑制。

圖18之（A）繪示將鹽水噴霧3小時及7小時之後的比較例1之硬質鉻鍍層塗覆部件的俯視圖，圖18之（B）繪示由生鏽往硬質鉻鍍層膜與鐵系基材之界面進展所致之硬質鉻鍍層膜的浮起。並且，圖19係說明在比較例1之硬質鉻鍍層塗覆部件中之生鏽之擴散的示意圖。在比較例1之硬質鉻鍍層塗覆部件200中，硬質鉻鍍層膜250自身亦逐漸生鏽，生鏽以針孔290為中心沿橫向大幅擴散。並且，在硬質鉻鍍層膜250與鐵系基材110A之界面亦進行有橫向的侵蝕，亦發生硬質鉻鍍層膜250自鐵系基材110A剝離而局部浮起的情況（圖18之（B））。

由比較例1的結果可明白，在以往之硬質鉻鍍層膜中，由於硬質鉻鍍層與鐵系基材之界面為平滑，故生鏽易於沿著界面擴散。另一方面，在參考例1之陶瓷塗覆部件100A中可明白，即使在於氧化鋁膜150A存在針孔190的情況下，由於於氧化鋁膜150A與鐵系基材110A之界面具有錨定層111A，故在界面部分之生鏽往橫向的擴散亦會受到抑制，自針孔190之生鏽的擴散會大幅受到抑制。於上所述之實施例的陶瓷塗覆部件雖針孔的生成受到抑制，但由參考例1的結果可明白，即使在於實施例之陶瓷塗覆部件產生針孔的情況下，由於於氧化鋁膜與金屬基材之界面有錨定層，故自針孔之生鏽的擴散亦能夠大幅受到抑制。

本發明相關之陶瓷塗覆部件可合適使用作為成為自以往在產業界成為環境問題之六價鉻功能鍍層部件之替代方案的防鏽塗覆部件、耐磨耗部件。

1:圓圈 100:陶瓷塗覆部件 100A:陶瓷塗覆部件 110:金屬基材 110A:鐵系基材 111:凹凸（錨定層） 111A:錨定層 150:陶瓷膜 150A:氧化鋁膜 151:陶瓷微粒子 153:陶瓷粒子 190:針孔 1000:製造裝置 1010:輸送管 1011:輸送管 1012:輸送管 1020:輸送氣瓶 1030:氣融膠化腔 1035:分級裝置 1050:成膜腔 1060:成膜噴嘴 1080:機臺 1090:真空排氣系統 1091:機械升壓泵 1093:旋轉泵 200:硬質鉻鍍層塗覆部件 250:硬質鉻鍍層膜 290:針孔 2000:製造裝置 2010:輸送管 2011:輸送管 2012:輸送管 2020:輸送氣瓶 2030:氣融膠化腔 2035:分級裝置 2040:電漿產生裝置 2050:成膜腔 2060:成膜噴嘴 2080:機臺 2090:真空排氣系統 2091:機械升壓泵 2093:旋轉泵

〈圖1〉係繪示本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件100的示意圖，（A）係一實施型態相關之陶瓷塗覆部件100的立體圖，（B）繪示表示金屬基材110與陶瓷膜150之界面的剖面圖。

〈圖2〉之（A）係說明作為原料使用之陶瓷粒子的尺寸（D）與凹凸111的週期（dr）接近之情形（0.5＜D／dr＜1.5）的示意圖，（B）係說明相對於凹凸111的週期，作為原料使用之陶瓷粒子的尺寸夠小之情形（D／dr＜0.5）的示意圖。

〈圖3〉係繪示使用於本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件100的製造之製造裝置1000的示意圖。

〈圖4〉係繪示使用於本發明之一實施型態相關之陶瓷塗覆部件100的製造之製造裝置2000的示意圖。

〈圖5〉係繪示本發明之一實施例相關之8小時後之陶瓷塗覆部件的圖。

〈圖6〉之（A）及（B）係繪示本發明之一實施例相關之對於陶瓷塗覆部件之陶瓷膜之表面之凹凸之狀態的Ra、Rku、一維之剖面輪廓及二維之剖面輪廓與利用鹽水噴霧試驗之防鏽效果之確認結果的圖。

〈圖7〉之（A）～（B）係繪示本發明之一實施例相關之對於陶瓷塗覆部件之陶瓷膜之表面之凹凸之狀態的Ra、Rku、一維之剖面輪廓及二維之剖面輪廓與利用鹽水噴霧試驗之防鏽效果之確認結果的圖。

〈圖8〉係繪示本發明之一實施例相關之對於陶瓷塗覆部件之陶瓷膜之表面之凹凸之狀態的Ra、Rku、一維之剖面輪廓及二維之剖面輪廓與利用鹽水噴霧試驗之防鏽效果之確認結果的圖。

〈圖9〉繪示對於本發明之一實施例相關之陶瓷塗覆部件進行12小時之鹽水噴霧試驗的結果，（A）之上段的圖係未生鏽之部分的光學顯微鏡照片，下段的圖係其一維的剖面輪廓，（B）之上段的圖係已生鏽之部分的光學顯微鏡照片，下段的圖係其一維的剖面輪廓。

〈圖10〉之（A）～（F）係繪示本發明之一實施例相關之陶瓷膜之表面的圖。

〈圖11〉之（A）繪示未生鏽之Rku為2以下之陶瓷塗覆部件的剖面SEM照片，（B）係針對此陶瓷塗覆部件之鋁的元素分析映像，（C）繪示以共焦顯微鏡觀察之陶瓷塗覆部件的剖面輪廓。

〈圖12〉之（A）繪示已生鏽之Rku值為5以上之陶瓷塗覆部件的剖面SEM照片，（B）係針對此陶瓷塗覆部件之鋁的元素分析映像，（C）繪示以共焦顯微鏡觀察之陶瓷塗覆部件的剖面輪廓。

〈圖13〉繪示於複雜之3維形狀的表面透過氣溶膠沉積法塗覆氧化鋁膜的結構物。

〈圖14〉繪示於鐵系基材形成氧化鋁膜作為膜厚（t）為6 μm或8 μm之陶瓷膜的陶瓷塗覆部件。

〈圖15〉繪示針對陶瓷塗覆部件比較實施了鹽水噴霧試驗8小時之時之防鏽效果的結果。

〈圖16〉繪示針對參考例1之陶瓷塗覆部件將鹽水噴霧3小時、7小時及24小時之後的參考例1之陶瓷塗覆部件的俯視圖。

〈圖17〉係說明在參考例1之陶瓷塗覆部件中之生鏽擴散的示意圖。

〈圖18〉之（A）繪示將鹽水噴霧3小時及7小時之後的比較例1之硬質鉻鍍層塗覆部件的俯視圖，（B）繪示由生鏽往硬質鉻鍍層膜與鐵系基材之界面進展所致之硬質鉻鍍層膜的浮起。

〈圖19〉係說明在比較例1之硬質鉻鍍層塗覆部件中之生鏽擴散的示意圖。

1:圓圈

100:陶瓷塗覆部件

110:金屬基材

111:凹凸(錨定層)

150:陶瓷膜

151:陶瓷微粒子

Claims (6)

1. 一種陶瓷塗覆部件，其具有：於金屬基材上配置有多個陶瓷微粒子的陶瓷膜，其中前述陶瓷膜之一維表面峰態（Rku）為3以下，或二維表面峰態（Sku）為3以下，或者在將形成於前述陶瓷膜與前述金屬基材之界面的凹凸之一維界面峰態定為Rkub、將前述金屬基材之硬度定為Hvs、將陶瓷粒子之硬度定為Hvp之時，1＜（Rkub∙Hvp）／Hvs＜6。
2. 如請求項1所述之陶瓷塗覆部件，其中前述陶瓷膜之厚度為1 μm以上且10 μm以下。
3. 如請求項1所述之陶瓷塗覆部件，其中前述多個陶瓷微粒子係陶瓷粒子材料經微細化的微粒子，於陶瓷粒子材料之維氏硬度（HvC）與前述金屬基材之維氏硬度（HvS）之間，有2.5＜HvC／HvS＜10的關係。
4. 如請求項1或2所述之陶瓷塗覆部件，其中前述陶瓷塗覆部件係防鏽塗覆部件。
5. 一種陶瓷塗覆部件的製造方法，準備具有滿足下述式之陶瓷粒子材料之硬度（Hvp）的陶瓷粒子與具有硬度（Hvs）及一維表面峰態（Rkus）的金屬基材，Rkub／Rkus＝α∙Hvs／Hvp　　　（0.5＜α＜3）對前述金屬基材噴出前述陶瓷粒子，使前述陶瓷粒子在前述金屬基材之表面破碎，使具有透過前述陶瓷粒子之破碎而生成之新生面的陶瓷微粒子中介前述新生面來鍵結。
6. 如請求項5所述之陶瓷塗覆部件的製造方法，其中使所準備之前述陶瓷粒子之表面活性化以生成活性區域，對於前述金屬基材噴出具備前述活性區域的前述陶瓷粒子，使具備前述活性區域的陶瓷粒子在前述金屬基材之表面破碎，使具有前述活性區域及前述新生面之陶瓷微粒子中介前述活性區域及前述新生面來鍵結。

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