JP4571217B2 - 耐食性部材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の耐食性部材は、無機物質で構成されており、表面のぬれ性及び耐食性(又は耐酸性、耐プラズマ性)が向上している。前記耐食性部材(例えば、表面処理装置の構成部材、微細加工及び/又は薄膜加工処理される基材又は基板など)は、少なくとも被処理面又は被処理部が無機材料又は無機物質で構成されていればよい。
従って、本発明の耐食性部材は、汚染物質(オイル、液状調味料(醤油など)、コーヒーなどの液状汚染成分、塵芥、飛翔粒子などの粒子状汚染成分、クレヨン、絵の具などの固形汚染成分など)の付着防止が必要な種々の部材として使用でき、その種類は特に制限されない。液状汚染成分と接触可能な部材としては、例えば、カップ、皿、グラスなどの食器類又は容器類、調理鍋などの鍋類、フライパン類、テーブル、椅子などの家具類、配管類、塗工装置又はその部材、貯蔵タンク又は貯留槽、液相での処理装置などが例示できる。粒子状汚染成分又は固形汚染成分と接触可能な部材としては、例えば、搬送路を構成するシュートやホッパー、貯留槽、気相での処理装置内の部材などが例示できる。さらに、種々の汚染成分により汚染される部材、例えば、外装又は内装部材(窓ガラス、タイルやほうろう系建材、調理テーブルなどの建造物の構成部材;車体、フロントガラス、窓ガラス、ミラー、ランプ保護カバー部材、ピストン部材などの自動車などのベヒクルの構成部材など)、フェンス(高速道路の防音フェンスなどの道路フェンスなど)、保護カバー部材(トンネル、家屋などの照明ユニットやハロゲンランプなどの光源の保護カバー;時計、カメラなどの精密機器の保護カバー部材;テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話などの映像又は画像表示装置のフロントパネルなどのディスプレー保護カバー部材;太陽電池の保護カバー部材;信号灯の保護カバー部材など)などに適用することもできる。さらには、クリーンルーム内の部材(内壁部材、床材、クリーンルーム内の装置のケーシング部材又は外装部材など)、成形用金型(射出成形用金型など)、光学部材(ピックアップレンズを含むレンズ類、プリズム、反射板又はミラー、フォトマスクなど)、画像形成装置や音響装置の構成部材(プリンタヘッド、磁気ヘッドなどのヘッド、トナーを被転写体に転写するための転写ロールなど)、電子機器又は電気通信機器の構成部材(CD,DVDなどの記録媒体、データの記録又は読み取り部材など)にも有効に適用できる。
耐酸性及び耐プラズマ性を有する本発明の耐食性部材は、無機物質で構成された被処理部材(例えば、セラミックス類、および金属類から選択された少なくとも一種の被処理部材)を過熱水蒸気で処理することにより製造できる。換言すれば、本発明は、被処理部材の耐酸性及び耐プラズマ性を向上させるための方法であって、セラミックス類、および金属類から選択された少なくとも一種の被処理部材を過熱水蒸気で処理する表面処理方法を包含する。
(1)炭素原子濃度(原子%)
セラミックス(酸化物セラミックスなど)又はアルマイトで構成された処理部材の炭素原子濃度(原子%)は以下の通りである。
石英ガラス(250mm×250mm×5mm)の表面研磨面(MFA面)に、過熱水蒸気(ノズル吹き出し口温度470℃、流量60kg/h)を30分間噴霧し表面処理し、耐食性部材を得た。なお、被処理面(表面)の温度を測定したところ420℃であった。比較例1として、過熱水蒸気で処理することなく、上記と同様の石英ガラスを用いた。
石英ガラス(250mm×250mm×5mm)の#320砂擦り面に過熱水蒸気(ノズル吹き出し口温度470℃、流量60kg/h)を30分間噴霧する以外、実施例1と同様にして耐食性部材を得た。なお、被処理面(表面)の温度を測定したところ420℃であった。比較例2として、過熱水蒸気で処理することなく、上記と同様の#320砂擦り面を有する石英ガラスを用いた。
縦横方向に微細孔が25mm間隔で多数の微細孔が形成され、かつ硫酸アルマイト加工(硬質アルマイト処理)及び封孔処理されたアルミニウムプレートA6061(アルミニウム−マグネシウム−ケイ素系合金)(ドライエッチング装置の上部電極、250mm×250mm×12mm)に対して、過熱水蒸気(ノズル吹き出し口温度470℃、流量60kg/h)を20分間噴霧し表面処理した。なお、微細孔は、平均口径2mm×深さ9mmの第1の孔部とこの孔部の底部から延びる平均口径0.5mm×深さ3mmの第2の孔部とで形成されている。被処理面(表面)の温度を測定したところ412℃であった。比較例3では、過熱水蒸気で処理することなく、上記と同様のアルミニウムプレートを用いた。
アルマイト加工(硬質アルマイト処理)及び封孔処理されたアルミニウムプレートA5052(アルミニウム−マグネシウム系合金)に対して、過熱水蒸気(ノズル吹き出し口温度410℃、流量60kg/h)を20分間噴霧し表面処理した。被処理面(表面)の温度を測定したところ、155℃であった。比較例4では、過熱水蒸気で処理することなく、上記と同様のアルミニウムプレートを用いた。
アルマイト加工(硬質アルマイト処理)及び封孔処理され、アルマイト膜(厚み50μm)が形成されたアルミニウムプレート(A5052)に対して、過熱水蒸気(ノズル吹き出し口温度410℃、流量60kg/h)を15分間噴霧して表面処理した。比較例5では、過熱水蒸気処理しなかった。
Claims (19)
- セラミックス及び金属から選択された少なくとも一種の無機物質で構成され、かつ過熱水蒸気処理による表面改質により耐食性が向上した部材であって、前記金属が、周期表3族元素、4族元素、5族元素、6族元素、10族元素、11族元素、13族元素および14族元素から選択された少なくとも一種の元素で構成されており、周期表13族元素で構成された金属がアルミニウム又はアルミニウム合金であるとき、前記表面改質された部材が、酸化処理及び封孔処理された部材を、空気中、温度250〜1200℃及び前記部材の表面積1m 2 に対して0.05〜200kg/hの蒸気量の過熱水蒸気で処理した部材である、耐酸性及び耐プラズマ性を有する耐食性部材。
- JIS K6768に従って測定したぬれ指数が35〜45であり、未処理部材に比べてぬれ指数が2〜10大きくなっている請求項1記載の耐食性部材。
- JIS K6768に従って測定したぬれ指数が36〜43である請求項1又は2記載の耐食性部材。
- 耐食性部材がアルミニウム−マグネシウム系合金で構成され、かつ前記耐食性部材の表面に濃度35%の塩酸を滴下したとき、気泡が生成するまでの時間が室温で45分以上であるか、又は、耐食性部材がアルミニウム−マグネシウム−ケイ素系合金で構成され、かつ前記耐食性部材の表面に濃度35%の塩酸を滴下したとき、気泡が生成するまでの時間が室温で75分以上である請求項1〜3のいずれかに記載の耐食性部材。
- 希ガス、水素、窒素含有ガス、酸素含有ガス、炭化水素及びハロゲン含有ガスから選択された少なくとも一種から発生したプラズマに対する耐プラズマ性を有する請求項1〜4のいずれかに記載の耐食性部材。
- ハロゲン含有ガスから発生したプラズマに対する耐プラズマ性を有する請求項1〜5のいずれかに記載の耐食性部材。
- 周期表3族元素、4族元素、5族元素、13族元素及び14族元素から選択された少なくとも一種の元素で構成された酸化物セラミックス、酸化処理された金属又は金属である請求項1〜6のいずれかに記載の耐食性部材。
- イットリウム、ケイ素及びアルミニウムから選択された少なくとも一種の元素で構成された酸化物セラミックス、酸化処理された金属又は金属で構成されている請求項1〜7のいずれかに記載の耐食性部材。
- イットリア、シリカ又はガラス、アルミナ、アルマイト加工及び封孔処理されたアルミニウム又はその合金、及びシリコンから選択された少なくとも一種で構成されている請求項1〜8のいずれかに記載の耐食性部材。
- 気相法による表面処理装置内の処理空間と接触可能な部材;前記表面処理装置の吸排気路又は流路の構成部材;透明性保護部材;光学部材;又は流体輸送管体である請求項1〜9のいずれかに記載の耐食性部材。
- 気相法による表面処理装置の少なくとも内面を構成する部材、又は前記表面処理装置内に配設される部材である請求項1〜10のいずれかに記載の耐食性部材。
- 気相法で処理される基材又は基板;搬送治具、電極部材、保持部材、ボート、カバー部材、絶縁部材、吸排気路の構成部材、内装部材、プレート及び固定部材から選択された少なくとも一種である請求項1〜11のいずれかに記載の耐食性部材。
- 気相表面処理装置内を観察するための窓部材、又はエッチングガスが通過可能な孔を有する部材である請求項1〜12のいずれかに記載の耐食性部材。
- 気相法が、物理気相成長、化学気相成長、イオンビームミキシング法、エッチング法、又は不純物ドープ法である請求項10〜13のいずれかに記載の耐食性部材。
- 被処理部材が、アルマイト膜が形成された部材であり、プラズマ表面処理装置を用いて、真空度4Paで、アルマイト膜が形成された耐食性部材に対し、テトラフルオロメタン、酸素及びアルゴンを含む混合ガス(テトラフルオロメタン/酸素/アルゴン(体積比)=16/4/80)から発生させたプラズマを2時間照射したとき、前記耐食性部材のアルマイト膜の消耗量が、3〜25μmである請求項10〜13のいずれかに記載の耐食性部材。
- セラミックス及び金属から選択された少なくとも一種の被処理部材を過熱水蒸気で処理し、耐酸性及び耐プラズマ性を有する耐食性部材を製造する方法であって、前記金属が、周期表3族元素、4族元素、5族元素、6族元素、10族元素、11族元素、13族元素および14族元素から選択された少なくとも一種の元素で構成されており、周期表13族元素で構成された金属がアルミニウム又はアルミニウム合金であるとき、被処理部材は、酸化処理及び封孔処理された部材であり、前記被処理部材を、空気中、温度250〜1200℃及び被処理部材の表面積1m2に対して0.05〜200kg/hの蒸気量の前記過熱水蒸気で処理する製造方法。
- 被処理部材を、300〜1000℃の過熱水蒸気で処理する請求項16記載の方法。
- 被処理部材を、その表面積1m2に対して過熱水蒸気の蒸気量0.1〜100kg/hで処理する請求項16又は17記載の方法。
- 被処理部材の耐酸性及び耐プラズマ性を向上させるための方法であって、セラミックス及び金属から選択された少なくとも一種で構成され、かつ前記金属が、周期表3族元素、4族元素、5族元素、6族元素、10族元素、11族元素、13族元素および14族元素から選択された少なくとも一種の元素で構成されており、周期表13族元素で構成された金属がアルミニウム又はアルミニウム合金であるとき、被処理部材は、酸化処理及び封孔処理された部材であり、前記被処理部材を、空気中、温度250〜1200℃及び被処理部材の表面積1m2に対して0.05〜200kg/hの蒸気量の過熱水蒸気で処理する表面処理方法。
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