JP2002256415A - ダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成形体およびその製造方法 - Google Patents
ダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成形体およびその製造方法Info
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Abstract
て比較的厚く形成しても優れた密着性を発揮することの
できるDLC膜を最表面層として形成した硬質多層膜形
成体、およびその様な硬質多層膜形成体を形成する為の
有用な方法を提供する 【解決手段】 ダイヤモンドライクカーボン膜を最表面
層とし、更に中間層および基材を含んでなり、前記基材
は鉄系材料からなると共に、前記中間層は、Crおよび
/またはAlの金属からなる基材側の第1層と、Crお
よび/またはAlの金属と炭素を含む非晶質層からなる
最表面層側の第2層からなる2層構造である。
Description
具類、耐摩耗性機械部品、研磨剤、磁気・光学部品、お
よびプリンタヘッド等の摺動部材等において、特に耐摩
耗性および表面平滑性が求められる部材の表面保護膜に
適し、しかも基材としての鉄系材料に対して優れた密着
性を示すダイヤモンドライクカーボン膜を表面層とする
硬質多層膜形成体、およびその製造方法に関するもので
ある。
ライクカーボン(以下、「DLC」と略称することがあ
る)と呼ばれている硬質の物質である。硬質カーボンは
その他にも、硬質非晶質炭素、無定型炭素、硬質無定型
炭素、i−カーボン、ダイヤモンド状炭素等、様々な呼
称が与えられているが、これらの用語には明確に区別さ
れている訳ではない。
本質は、構造的にはダイヤモンドとグラファイトが混ざ
り合った両者の中間の構造を有するものであり、ダイヤ
モンドと同様に、硬度が高く、耐摩耗性、固体潤滑性、
熱伝導性、化学的安定性に優れていることから、例えば
摺動部材、金型、切削工具類、耐摩耗性機械部品、研磨
材、磁気・光学部品等の各種部品の保護膜として利用さ
れつつある。
は、スパッタリング法やイオンプレーティング法等の物
理的蒸着法(PVD法)、および化学的蒸着法(CVD
法)等が採用されているが、通常DLC膜は膜形成時に
極めて大きな内部応力が発生し、また高い硬度とヤング
率を持つ反面、変形能が極めて小さいことから、基材と
の密着性が弱く、剥離し易いという欠点をもっている。
れまでにも様々提案されているが、こうした技術を大別
すると、(1)膜応力を制御する方法、(2)基材と炭
素膜との間に中間層を設ける方法、の2つが挙げられ
る。しかしながら、これらの技術では、以下に示す問題
があり、改善されることが望まれているのが実状であ
る。まず上記(1)の方法では、基本的に基材と炭素膜
との異種界面における密着性の不安定性は解決されてい
ない。また上記(2)の方法においては、基本的には基
材とDLC膜を、組織および機械的特性において両者の
中間的な特性を持つ層をもって糊付け層として結合する
という観点から、その中間層として硬質の脆性材料を含
むものを採用するものであるが、前記CVD法やPVD
法によって作製したDLC膜における巨大な内部応力に
よって、特に数μmにおよぶ厚膜を形成した場合や、ダ
イヤモンド成分の多い硬度40GPaを超える様な硬い
膜を形成した場合には、密着性不良の問題は顕著であ
る。
を改善するという観点から、かねてより検討しており、
その研究の一環として、特開2000−119843号
の様な技術を提案している。この技術では、DLC膜を
最表面層とし、基材と最表面層の間の中間層として、
W,Ta,MoおよびNbよりなる群から選択される1
種以上の金属層からなる基材側の第1層と、W,Ta,
MoおよびNbよりなる群から選択される1種以上の金
属元素と炭素を含む非晶質層からなる最表面層側の第2
層からなる2層構造としたDLC硬質多層膜成形体であ
る。そして、こうした膜構造を有するDLC硬質多層膜
成形体では、WC−Co等の超硬合金製基材に対するD
LC膜の良好な密着性が達成されたのである。しかしな
がら、この技術においても解決すべき若干の問題があ
る。
WC−Co等の超硬合金を基材として使用する場合を想
定したものであり、上記WC−Co系超硬合金およびS
iやAl2O3等の絶縁材を基材として用いた場合には、
上記中間層は基材との良好な密着性を確保できたのであ
るが、高速度鋼のような鉄系材料を基材として用いた場
合には、上記中間層と基材との相性が必ずしも良好であ
るとは限らず、中間層と基材との間で密着性が悪くな
り、DLC膜の剥離が生じやすいという問題があった。
記の様な多層膜を形成するに際して、最表面層のDLC
膜の内部応力が大きいので、中間層とDLC膜との密着
性が悪くなり、特に高硬度で膜厚が3μmを超える様な
厚いDLC膜では十分な密着性を確保することが困難で
あった。
り、超硬合金と比べて安価で靭性に優れているという有
用性があり、こうした鉄系材料にDLC膜を密着性良く
被覆する技術の確立が望まれているのが実状である。
たものであって、その目的は、鉄系材料を基材として用
い、この基材に対して比較的厚く形成しても優れた密着
性を発揮することのできるDLC膜を最表面層として形
成した硬質多層膜形成体、およびその様な硬質多層膜形
成体を形成する為の有用な方法を提供することにある。
のできた本発明に係るDLC硬質多層膜形成体とは、ダ
イヤモンドライクカーボン膜を最表面層とし、更に中間
層および基材を含んでなり、前記基材は鉄系材料からな
ると共に、前記中間層は、Crおよび/またはAlの金
属からなる基材側の第1層と、Crおよび/またはAl
の金属と炭素を含む非晶質層からなる最表面層側の第2
層からなる2層構造である点に要旨を有するものであ
る。
いては、前記第2層は、最表面層側に向けて前記金属が
減少する傾斜組成を有し、且つ基材側第1層近傍では第
1層に近い硬度を有し、最表面層側に向けて段階的また
は連続的に硬度が上昇し、最表面層近傍ではダイヤモン
ドライクカーボン膜と近い硬度を有する様に構成された
ものであることが好ましい。具体的には、最表面層のビ
ッカース硬度H2と、第2層の最表面層側界面のビッカ
ース硬度H1との差ΔH(=H2−H1)が1000以下
であることが好ましい。また、前記中間層の厚み(第1
層+第2層の厚み)は、多層膜成形体全体の厚みの5〜
50%を占めるものであることが好ましい。
は、前記第2層と最表面層との間に、炭素からなる応力
緩和層を形成することも有効であり、この応力緩和層
は、前記第2層側の界面では第2層に近い硬度を有し、
最表面層側になるにつれて段階的または連続的に硬度が
上昇し、最表面層近傍ではダイヤモンドライクカーボン
膜に近い硬度を有する様に構成されたものであることが
好ましい。
合には、(1)前記第2層は、応力緩和層の第2層側界
面のビッカース硬度H4と、第2層応力緩和層側界面の
ビッカース硬度H3との差ΔH(=H4−H3)が100
0以下であること、(2)前記応力緩和層は、最表面層
のビッカース硬度H2と、応力緩和層の最表面層側界面
のビッカース硬度H5との差ΔH(=H2−H5)が10
00以下であること、(3)前記応力緩和層の厚みd1
が、最表面層の厚みd2との比(d1:d2)で1:4
〜4:1である、等の要件を満足することが好ましい。
の密着性を更に高めるという観点から、(a)前記基材
の表面部に、第1層を構成する金属元素が基材に拡散し
た拡散層が形成されたものであることや、(b)前記基
材と前記第1層との間に、第1層を構成する金属元素と
基材を構成する元素が混合したミキシング層が形成され
たものであることが好ましい。また、前記中間層の厚み
(第1層+第2層の厚み)は、多層膜成形体全体の厚み
の5〜50%を占めるものであることが好ましい。
ン硬質多層膜成形体を製造するに当たり、前記ダイヤモ
ンドライクカーボン膜はアンバランスド・マグネトロン
・スパッタリング法(以下、「UBMスパッタリング
法」と略称することがある)によって形成することが好
ましい。
クカーボン硬質多層膜成形体を製造するに当たっては、
前記第2層における金属元素と炭素の組成比(即ち、第
2層における硬度分布)を調整するに際しては、スパッ
タ法によって第2層を形成すると共に、スパッタ電力を
制御する様にすれば良い。
ライクカーボン硬質多層膜成形体を製造するに当たって
は、応力緩和層の硬度や密度を調整するに際しては、応
力緩和層をスパッタ法によって形成すると共に、基材に
印加される直流またはパルスのバイアス電圧の制御によ
って調整する様にすれば良い。
ンドライクカーボン硬質多層膜成形体を製造するに当た
っては、基材に第1層を形成する段階で基材温度を15
0〜350℃に制御することによって、基材と第1層の
間に拡散層を形成する様にすれば良い。
形成したダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成形体
を製造するに当たっては、基材に第1層を形成する初期
の段階で基材に100〜1000Vの直流またはパルス
のバイアス電圧を印加することによって、基材と第1層
の間にミキシング層を形成する様にすれば良い。
料を用いた場合に、この基材とのDLC膜との間の良好
な密着性を確保する為の中間層の構造について、様々な
角度から検討した。その結果、前記中間層の構造とし
て、Crおよび/またはAlの金属または合金からなる
基材側の第1層と、Crおよび/またはAlの金属元素
と炭素を含む非晶質層からなる最表面層側の第2層から
なる2層構造とすれば上記目的が見事に達成されること
を見出し、本発明を完成した。
る、基材とDLC膜の密着性はその間に介在させた中間
層によって保証されることになる。この中間層におい
て、基材側の層を構成するCrおよび/またはAlの金
属からなる層(第1層)は、基材となる鉄系材料と相性
が良く、この鉄系材料に対しても良好な密着性を発揮す
るものとなる。そして、こうした基材側の層(前記第1
層)を介在させることによって、基材と中間層(第1
層)と密着性を確保することができる。
(前記第2層)として、脆弱な炭化物層を形成させず
に、Crおよび/またはAlの金属と炭素との非晶質層
とする。ここで、非晶質層とは、透過型電子顕微鏡で結
晶相を確認できないものを言う。この様に、中間第2層
を微細な析出物層を内部に含まない層とすることによっ
て、中間層自体に脆弱な部分がなくなり、内部での剥離
や破壊を防ぐことができる。また基材側の第1層に対し
ても、格子のミスマッチ等に伴う応力の発生が緩和さ
れ、同種の金属元素を用いることによって、密着性が確
保できる。更に最表面層を形成するDLC膜においても
非晶質膜であるので、上記の様な金属元素と炭素の混合
層からなる非晶質層との密着性も良くなる。
と第2層に含まれる金属元素は、必ずしも同一である必
要はなく、一方の層に含まれる金属元素と他方の層に含
まれる金属元素を異なるものとしても上記効果が発揮さ
れるものであるが(例えば、Cr層とAl/C層)、好
ましくは両者の金属元素を同一にするか(例えば、Cr
層とCr/C層)、少なくとも一方の層に含まれる元素
を他方の層で含むように(例えば、Cr/Al層とCr
/C層)するのが良い。
材側)からDLC膜側(表面層側)に向けて、金属が段
階的または連続的に減少する(即ち、炭素濃度を0%か
ら100%に増加)様な傾斜組成とすることが好まし
い。こうした膜構成を採用することによって、多層膜の
機械的特性を基材側からDLC側に段階的または連続的
に変化させることができ、これによってサーマルショッ
ク等による局所的な応力集中による剥離を防止すること
ができる。但し、金属濃度(即ち、炭素濃度)が一定で
あっても、非晶質であれば本発明の目的が達成される。
ッカース硬度H1は、最表面層のビッカース硬度H2との
差ΔH(=|H2−H1|)が1000以下である様に調整
するのが良い。こうした硬度範囲を制御することによっ
て、第2層と他の層との界面での硬度差を小さくするこ
とができ、一層剥離しにくくなるという効果が発揮され
る。但し、ビッカース硬度H1とH2の関係は、どちらが
大きい値となっても良く、要するに、隣接する層間の硬
度差ΔHが1000以下となる様にすればよい(後記応
力緩和層と他の層の関係においても同様である)。
は、前記第2層と最表面層との間に、炭素からなる応力
緩和層を形成することも有効であり、この応力緩和層
は、前記第2層側の界面では第2層に近い硬度を有し、
最表面層側になるにつれて段階的または連続的に硬度が
上昇し、最表面層近傍ではダイヤモンドライクカーボン
膜に近い硬度を有する様に構成されたものであることが
好ましい。また、応力緩和層における最表面側界面のビ
ッカース硬度H5は、最表面層のビッカース硬度H2との
差ΔH(=|H2−H5|)が1000以下である様に調整
するのが良いこうした応力緩和層を形成した場合におい
ても、第2層における第1層側界面のビッカース硬度H
3は、応力緩和層の第2層側界面のビッカース硬度H4と
の差ΔH(H4−H3)が1000以下である様に調整す
るのが良い。また前記応力緩和層の厚みd1が、最表面
層の厚みd2との比(d1:d2)で1:4〜4:1で
ある様に制御することが好ましい。
とによって、隣接する他の層との硬度差を極力小さくで
き、層界面に集中する応力を小さくできて、密着性を更
に向上できる。尚、応力緩和層を構成する炭素は、非結
質の形態(硬度以外はDLC膜と同様)となっており、
こうした形態の炭素を最表面層と中間第2層の間に介在
させることによって、応力緩和層をしての機能の効果的
に発揮するものとなる。
は、いずれの構成を採用するにしても、基材との密着性
を更に高めるという観点から、(a)前記基材の表面部
に、第1層を構成する金属元素が基材に拡散した拡散層
を形成することや、(b)前記基材と前記第1層との間
に、第1層を構成する金属元素と基材を構成する元素が
混合したミキシング層を形成することが好ましい。ま
た、前記中間層の厚み(第1層と第2層の合計厚み)
は、多層膜全体の厚みの5〜50%を占めるものである
ことが好ましく、こうした膜比率とすることによって、
DLC多層膜表面の膜質を壊すことなく、高い密着性を
得ることができる。
は、前記UBMスパッタリング法によって形成されるも
のであることが好ましい。このUBMスパッタリング法
の原理を、図面を用いて説明する。まず通常のスパッタ
リング法におけるカソード構造は、図1に示す様に、例
えばフェライト磁石(またはSm系希土類磁石若しくは
Nd希土類磁石)を、丸形ターゲット中心部と周辺部で
同じ磁気特性を有する磁石が配置されて、ターゲット材
近傍に磁力線の閉ループが形成されると共に、基板にバ
イアス電圧を印加することによって、ターゲット材を構
成する物質が基板上に形成されるものである。これに対
して、UBMスパッタリング法におけるカソード構造で
は、図2に示す様に、丸形ターゲット中心部と周辺部で
異なる磁気特性を有する磁石が配置され、プラズマを形
成しつつより強力な磁石により発生する磁力線の一部が
基板近傍まで達する様にしたものである。
法では、この磁力線に沿ってスパッタリング時に発生し
たプラズマ(例えば、Arプラズマ)が基板付近まで拡
散する効果が得られる。この様なUBMスパッタリング
法によれば、前記の様に基板付近まで達する磁力線に沿
ってArイオンおよび電子が、通常にスパッタリングに
比べてより多く基板に到達するイオンアシスト効果によ
って、緻密で高硬度なDLC膜を形成することが可能と
なる。またこうしたUBMスパッタリング法によれば、
中間層においては、炭化物形成能の高いCrやAlにつ
いても炭化物を形成することなく、均一な非晶質層を形
成することができる。
クカーボン硬質多層膜成形体を製造するに当たり、前記
第2層における金属と炭素の組成比(即ち、第2層にお
ける硬度分布)を調整するに際しては、スパッタ法(好
ましくは上記UBM法)によって第2層を形成すると共
に、スパッタ電力を制御する様にすれば良い。
て金属(Cr)と炭素の組成比を調整しつつ第2層を形
成したときの多層膜のAES(オージェ電子分光法)深
さ方向分析の一例を示すグラフである。尚、このとき用
いた基材は高速度鋼(HSS)であり、この基材表面に
Cr金属層(第1層)を形成し、その上に第2層を形成
し、更にDLC膜を形成したものである。尚、図3にお
いて、少量の酸素が含有している様に見えるが、これは
AES分析の際には真空容器内でスパッタリングで膜を
削りながら分析するので、その分析時に酸化したためで
あり、分析誤差と考えられるものである。
LC膜が形成されると共に、このDLC膜側で該DLC
膜の組成に連続した組成を有する第2層が、第1層にな
るにつれてその組成が第1層の組成に近くなる様に傾斜
したものとなっていることが分かる。このようにして、
前記第2層における金属と炭素の組成比(即ち、第2層
における硬度分布)を調整することができる。
カーボン硬質多層膜成形体を製造するに当たっては、応
力緩和層の硬度を連続的または段階的に変化させるに際
しては、基材に印加される直流またはパルスのバイアス
電圧の制御によって調整する様にすれば良い。
ヤモンドライクカーボン硬質多層膜成形体を製造するに
当たっては、基材に第1層を形成する段階で基材温度を
150〜350℃、好ましくは250〜350℃に制御
し、第1層を構成する金属が基板へ拡散することを促進
するようにすれば良い。
形成したDLC硬質多層膜成形体を製造するに当たって
は、基材に第1層を形成する初期の段階で基材に100
〜1000Vの直流またはパルスの高いバイアス電圧を
印加することによって、基材と第1層の間にミキシング
層を形成する様にすれば良い。こうしたミキシング層の
形成では、プラズマCVD法やアークプラズマ蒸着法等
の金属イオンを生成する方式を採用すれば、基材に金属
イオンをくさび状に打ち込み、合わせて表面を活性化す
ることができるという効果が得られる。但し、スパッタ
法のように金属を殆どイオン化しない方式を採用した場
合であっても、導入された希ガスのイオン等で金属を基
材に押し込み、基材表面を活性化でき、基材と第1層の
密着性を向上することができる。
種類については、特に限定するものではなく、例えば高
速度鋼、ステンレス鋼、合金工具鋼、炭素鋼の他、鍛鋼
や鋳鋼も使用することができ、これらの基材表面に密着
性良く、DLC膜を形成することができる。
用効果をより具体的に説明するが、本発明はもとより下
記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の
趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿
論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に
含まれるものである。
体を、下記の手順で作製した。基材としては、鏡面(R
a=0.02μm程度)の12cm角、厚さ5mmのH
SSを用い、これをアルカリ槽と純水槽にて超音波洗浄
した後乾燥した。こうした処理を施した基板を、UBM
スパッタ装置(「UBMS504」:神戸製鋼所製)内
に取り付けた後、2×10-5Torr(2.6×10-3
Pa)まで真空引きし、ヒータにてベーキング、その後
にArプラズマにて基板表面をエッチングした。成膜法
は、前記のようにArプラズマによるDCのUBMスパ
ッタ法にて行ない、基板にはDCバイアス電圧を印加し
ている。
その前段階よりヒータにて加熱を行ない、成膜開始時の
基材温度を300℃に制御して、第1層と基材間に拡散
層を形成した。その他の実施例(1、2、4〜6、8〜
11)のものについては、基材温度を200℃に制御し
た。また、実施例4、8のものについては、初期段階の
みをDCバイアス電圧を300Vに制御し、第1層と基
材間にミキシング層を形成した。
トのスパッタ電力を調整し、金属と炭素の組成比を傾斜
(この場合には10段階)させた。第2層形成時の基材
バイアスは、実施例11を除いて一定とし、実施例11
のみDLC層側界面の硬度を上げるために、第2層形成
中にバイアス電圧を段階的に上昇させた。また、応力緩
和層の成形では、炭素ターゲットのみを一定電力でスパ
ッタし、DCバイアスを制御して層内の硬さを調整し
た。更に、DLC膜(最表面層)の形成では、スパッタ
電力(4KW)および基材バイアス電圧共に一定とし
た。
スクラッチ試験とロックウェル圧痕試験(HRC試験)
によって密着性(密着強度および剥離の有無)について
評価した。このときスクラッチ試験では、試料を移動ス
テージに固定し、ダイヤモンド圧子を用いて試料表面に
負荷速度100N/minで負荷をかけながら、ステー
ジを10mm/minで移動させ、スクラッチ痕を顕微
鏡で観察し、膜の剥離発生荷重を測定した。また、HR
C試験では、ロックウェル硬さ試験機にて試料にダイヤ
モンド圧子を150kgの荷重で打ち込み、その圧痕周
囲の剥離状況を観察した。硬度測定は、各層の界面成膜
条件と同じ条件にて、別に3μm成膜した試料を用意
し、マイクロビッカース(10g)にて評価した。
示す。尚、表1には、中間層を形成せずDLC膜を基材
表面に直接形成した成形体(比較例1、2)についても
同時に示した。
ず基材にDLC膜を直接形成した比較例1、2のもので
は、DLC膜の基材に対する密着力が低く、HRC試験
初期段階で剥離していた。また、時間の経過と共に、基
材から膜が剥離することが確認された。
スクラッチ試験にて安定して40N以上の密着強度が得
られていることが分かる。また応力緩和層(実施例2〜
4、6〜10)、拡散層(実施例3、7)およびミキシ
ング層(実施例4、8)を形成したものでは、スクラッ
チ試験にて50N以上の密着強度が発揮されていること
が分かる。
形成条件では、表1の結果から明らかなように、本発明
の実施例のものでは、DLC膜が高硬度であっても高い
密着性を実現できていることが分かる。また、実施例9
より、多層膜全体の膜厚を3μm程度まで厚くしても高
い密着性が維持できている。実施例11、5、6を比較
すると、各層間の硬度差を小さくすることで、内部応力
の界面への集中を避けることができ、より密着性を向上
できる。
および第2層)を構成する金属元素としてAlを使用し
たものであるが、この場合においてもCrを使用した場
合と同様に高い密着性が発揮されていることが分かる。
系材料を基材として用いた場合に、この基材に対して比
較的厚く形成しても優れた密着性を発揮することのでき
るDLC膜を最表面層として形成した硬質多層膜形成体
が実現できた。またこの硬質多層膜形成体は、耐摩耗性
および表面平滑性が要求される精密金型、耐摩耗性機械
部品、磁気・光学部品およびプリンターヘッド等の摺動
部品の素材として極めて有用である。
を示す概略説明図である。
を示す概略説明図である。
r)と炭素の組成比を調整しつつ第2層を形成したとき
のDLC多層膜のAES深さ方向分析の一例を示すグラ
フである。
Claims (15)
- 【請求項1】 ダイヤモンドライクカーボン膜を最表面
層とし、更に中間層および基材を含んでなり、前記基材
は鉄系材料からなると共に、前記中間層は、Crおよび
/またはAlの金属からなる基材側の第1層と、Crお
よび/またはAlの金属と炭素を含む非晶質層からなる
最表面層側の第2層からなる2層構造であることを特徴
とするダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成形体。 - 【請求項2】 前記第2層は、最表面層側に向けて前記
金属が減少する傾斜組成を有し、且つ基材側第1層近傍
では第1層に近い硬度を有し、最表面層側に向けて段階
的または連続的に硬度が上昇し、最表面層近傍ではダイ
ヤモンドライクカーボン膜と近い硬度を有する様に構成
されたものである請求項1に記載のダイヤモンドライク
カーボン硬質多層膜成形体。 - 【請求項3】 前記第2層は、最表面層のビッカース硬
度H2と、第2層の最表面層側界面のビッカース硬度H1
との差ΔH(=|H2−H1|)が1000以下である請求
項2に記載のダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成
形体。 - 【請求項4】 前記第2層と前記最表面層との間に、炭
素からなる応力緩和層が形成されると共に、該応力緩和
層は、前記第2層側の界面では第2層に近い硬度を有
し、最表面層側になるにつれて段階的または連続的に硬
度が上昇し、最表面層近傍ではダイヤモンドライクカー
ボン膜に近い硬度を有する様に構成されたものである請
求項1に記載のダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜
成形体。 - 【請求項5】 前記第2層は、応力緩和層の第2層側界
面のビッカース硬度H4と、第2層の応力緩和層側界面
のビッカース硬度H3との差ΔH(=H4−H3)が10
00以下である請求項4に記載のダイヤモンドライクカ
ーボン硬質多層膜成形体。 - 【請求項6】 前記応力緩和層は、最表面層のビッカー
ス硬度H2と、応力緩和層の最表面層側界面のビッカー
ス硬度H5との差ΔH(H2−H5)が1000以下であ
る請求項4または5に記載のダイヤモンドライクカーボ
ン硬質多層膜成形体。 - 【請求項7】 前記応力緩和層の厚みd1が、最表面層
の厚みd2との比(d1:d2)で1:4〜4:1であ
る請求項4〜6のいずれかに記載のダイヤモンドライク
カーボン硬質多層膜成形体。 - 【請求項8】 前記基材の表面部に、第1層を構成する
金属元素が基板に拡散した拡散層が形成されたものであ
る請求項1〜7のいずれかに記載のダイヤモンドライク
カーボン硬質多層膜成形体。 - 【請求項9】 前記基材と前記第1層との間に、第1層
を構成する金属元素と基材を構成する元素が混合したミ
キシング層が形成されたものである請求項1〜7のいず
れかに記載のダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成
形体。 - 【請求項10】 前記中間層の厚みが、多層膜全体の厚
みの5〜50%を占めるものである請求項1〜9のいず
れかに記載のダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成
形体。 - 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載のダ
イヤモンドライクカーボン硬質多層膜成形体を製造する
に当たり、前記ダイヤモンドライクカーボン膜をアンバ
ランスド・マグネトロン・スパッタリング法によって形
成することを特徴とするダイヤモンドライクカーボン硬
質多層膜成形体の製造方法。 - 【請求項12】 請求項2、3または5に記載のダイヤ
モンドライクカーボン硬質多層膜成形体を製造するに当
たり、前記第2層をスパッタ法によって形成すると共
に、その金属元素と炭素の組成比を、スパッタ電力の制
御によって調整することを特徴とするダイヤモンドライ
クカーボン硬質多層膜成形体の製造方法。 - 【請求項13】 請求項4、6または7に記載のダイヤ
モンドライクカーボン硬質多層膜成形体を製造するに当
たり、応力緩和層をスパッタ法によって形成すると共
に、その硬度または密度を、基材に印加される直流また
はパルスのバイアス電圧の制御によって調整することを
特徴とするダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜成形
体の製造方法。 - 【請求項14】 請求項8に記載のダイヤモンドライク
カーボン硬質多層膜成形体を製造するに当たり、基材に
第1層を形成する段階で基材温度を150〜350℃に
制御することによって、前記基材の表面部に拡散層を形
成することを特徴とするダイヤモンドライクカーボン硬
質多層膜成形体の製造方法。 - 【請求項15】 請求項9に記載のダイヤモンドライク
カーボン硬質多層膜成形体を製造するに当たり、基材に
第1層を形成する初期の段階で基材に100〜1000
Vの直流またはパルスのバイアス電圧を印加することに
よって、基材と第1層の間にミキシング層を形成するこ
とを特徴とするダイヤモンドライクカーボン硬質多層膜
成形体の製造方法。
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