JP6043233B2 - 非晶質炭素系皮膜およびその製造方法 - Google Patents
非晶質炭素系皮膜およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6043233B2 JP6043233B2 JP2013084985A JP2013084985A JP6043233B2 JP 6043233 B2 JP6043233 B2 JP 6043233B2 JP 2013084985 A JP2013084985 A JP 2013084985A JP 2013084985 A JP2013084985 A JP 2013084985A JP 6043233 B2 JP6043233 B2 JP 6043233B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- oxygen
- film
- content
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
(1)炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させる。
(2)カーボンターゲットから蒸発させたカーボンを基材上に堆積させる。
かつ、前記酸素と結合した金属元素の堆積は、以下の(3)および/または(4)によって行うことが好ましい。
(3)ガスで供給した金属元素と酸素を基材上に堆積させる。
(4)金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させる。
(A)前記(1)炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させつつ、前記(3)ガスで供給した金属元素と酸素を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する方法。
(B)前記(1)炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させつつ、前記(4)金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する方法。
(C)前記(2)カーボンターゲットから蒸発させたカーボンを基材上に堆積させつつ、前記(4)金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する方法。
(1)炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させる。
(2)カーボンターゲットから蒸発させたカーボンを基材上に堆積させる。
(3)ガスで供給した金属元素と酸素を基材上に堆積させる。
(4)金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させる。
CVD法で、炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させつつ、ガスで供給した金属元素と酸素を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する方法。
CVD法で炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させつつ、PVD法で金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する方法。
PVD法で、カーボンターゲットから蒸発させたカーボンを基材上に堆積させつつ、金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する方法。
得られた皮膜の組成分析は、X線光電子分光分析法(XPS)(Physical Electronics社製 Quantera SXM 全自動走査型X線光電子分光装置)を用いて実施した。測定条件として、X線源は単色化Al Kα、X線出力は25.1W、X線ビームサイズはφ100μmとした。測定は、Arイオンによるエッチングを行いながら、下地層(摺動試験用試料の場合)または基材が露出するまでの断面プロファイルを測定した。また最表面の汚れと思われる領域を除いた、組成の揺らぎの少ない安定領域の平均値を皮膜の組成とした。
金属元素と酸素の結合の有無も、上記皮膜の組成分析と同じ方法で測定し、狭域光電子スペクトルにおけるO1sスペクトルのピーク位置を検出して確認した。測定は、表面コンタミの影響をなくすため、数十nm以上Arイオンエッチングした箇所で行った。
皮膜のX線回折測定を行って、皮膜の構造を解析した。X線回折は、RIGAKU社製RINTを用い、θ−2θ法で測定を行った。線源としてCu−Kα線を用い、パラメータとして管電圧:20kV、管電流:20mA、角度範囲2θ=20°〜80°で0.02°刻みでの測定を実施した。
表1に示す非晶質炭素系皮膜の硬度は、超硬合金を基材とする試料を用い、ナノインデンテーション法により測定した。測定には、超微小押し込み硬さ試験機(「ENT−1100a」、ELIONIX社製)を用い、ダイヤモンド製のBerkovich圧子を用い、測定荷重10〜1mNのうちの任意の5荷重で測定して負荷−除荷曲線を形成し、硬度を算出した。
超硬合金を基材とする試料を用い、下記の条件で摺動試験を行った。摺動試験は、CSM社製トライボメーターを用いて往復摺動試験を行った。摺動条件は、相手材:φ6.0mmのSUJ2ボール、荷重:1N、摺動幅:8mm、摺動速度:0.1m/s、摺動距離:200m、室温、ドライ環境とした。
Claims (8)
- 酸素と結合した金属元素を有し、かつ前記金属元素としてSiを含み、
炭素、Siおよび酸素の合計量を100原子%としたときに、
Si含有量は13.3原子%以上20原子%以下、かつ
Si含有量に対する酸素含有量の割合は1.1以上2.0以下、かつ
炭素含有量は60原子%以上であることを特徴とする非晶質炭素系皮膜。 - 酸素と結合した金属元素を有し、かつ前記金属元素としてTiを含み、
炭素、Tiおよび酸素の合計を100原子%としたときに、
Ti含有量は3.0原子%以上15.3原子%以下、かつ
Ti含有量に対する酸素含有量の割合は0.2以上2.0以下、かつ
炭素含有量は60原子%以上であり、かつ、
前記金属元素として更にSiを含み、
炭素、Siおよび酸素の合計量を100原子%としたときに、
Si含有量は3.0原子%以上20原子%以下、かつ
Si含有量に対する酸素含有量の割合は0.2以上2.0以下、かつ
炭素含有量は60原子%以上であることを特徴とする非晶質炭素系皮膜。 - 請求項1または2に記載の非晶質炭素系皮膜の製造方法であって、
カーボンを基材上に堆積させつつ、酸素と結合した金属元素を基材上に堆積させて、炭素、金属元素および酸素の含有量が請求項1または2に記載の組成を満たす非晶質炭素系皮膜を形成することを特徴とする非晶質炭素系皮膜の製造方法。 - 前記カーボンの堆積は、以下の(1)および/または(2)の方法で行い、
(1)炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させる。
(2)カーボンターゲットから蒸発させたカーボンを基材上に堆積させる。
かつ、前記酸素と結合した金属元素の堆積は、以下の(3)および/または(4)の方法で行う請求項3に記載の製造方法。
(3)ガスで供給した金属元素と酸素を基材上に堆積させる。
(4)金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させる。 - 前記(1)炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させつつ、前記(3)ガスで供給した金属元素と酸素を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する請求項4に記載の製造方法。
- 前記(1)炭化水素ガスを原料として得られたカーボンを基材上に堆積させつつ、前記(4)金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する請求項4に記載の製造方法。
- 前記(2)カーボンターゲットから蒸発させたカーボンを基材上に堆積させつつ、前記(4)金属酸化物ターゲットから蒸発させた金属酸化物を基材上に堆積させて、非晶質炭素系皮膜を形成する請求項4に記載の製造方法。
- 請求項1または2に記載の非晶質炭素系皮膜が最表面に被覆された非晶質炭素系皮膜被覆部材。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013084985A JP6043233B2 (ja) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | 非晶質炭素系皮膜およびその製造方法 |
PCT/JP2014/059038 WO2014171294A1 (ja) | 2013-04-15 | 2014-03-27 | 非晶質炭素系皮膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013084985A JP6043233B2 (ja) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | 非晶質炭素系皮膜およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014205894A JP2014205894A (ja) | 2014-10-30 |
JP6043233B2 true JP6043233B2 (ja) | 2016-12-14 |
Family
ID=51731246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013084985A Expired - Fee Related JP6043233B2 (ja) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | 非晶質炭素系皮膜およびその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6043233B2 (ja) |
WO (1) | WO2014171294A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6737191B2 (ja) * | 2017-01-20 | 2020-08-05 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁及びその製造方法 |
JP2021141199A (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-16 | 日立金属株式会社 | SiCウェハおよびその製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997040207A1 (en) * | 1996-04-22 | 1997-10-30 | N.V. Bekaert S.A. | Diamond-like nanocomposite compositions |
JP4612147B2 (ja) * | 2000-05-09 | 2011-01-12 | 株式会社リケン | 非晶質硬質炭素膜及びその製造方法 |
JP2002348668A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Riken Corp | 非晶質硬質炭素膜及びその製造方法 |
JP4201557B2 (ja) * | 2002-09-24 | 2008-12-24 | 正二郎 三宅 | 硬質炭素皮膜摺動部材 |
JP4518253B2 (ja) * | 2004-10-12 | 2010-08-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 非鉄材料の高速切削加工でダイヤモンド状炭素系被膜がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具の製造方法 |
JP4817102B2 (ja) * | 2005-10-03 | 2011-11-16 | 麒麟麦酒株式会社 | ダイヤモンド状炭素薄膜、それを表面に成膜したプラスチックフィルム及びガスバリア性プラスチックボトル |
-
2013
- 2013-04-15 JP JP2013084985A patent/JP6043233B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-03-27 WO PCT/JP2014/059038 patent/WO2014171294A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014205894A (ja) | 2014-10-30 |
WO2014171294A1 (ja) | 2014-10-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tyagi et al. | A critical review of diamond like carbon coating for wear resistance applications | |
Cao et al. | Microstructure, mechanical and tribological properties of multilayer Ti-DLC thick films on Al alloys by filtered cathodic vacuum arc technology | |
JP4536819B2 (ja) | 窒素含有非晶質炭素系皮膜、非晶質炭素系積層皮膜および摺動部材 | |
CN104087898B (zh) | 一种具有超高硬度、低摩擦系数的TiSiCN纳米复合涂层及制备方法 | |
JP5695721B2 (ja) | 摺動性に優れる硬質皮膜の形成方法 | |
JP5621881B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具 | |
JP6172799B2 (ja) | Dlc膜成形体 | |
JP7112330B2 (ja) | 基材上に硬質材料層を製造するための方法、硬質材料層、切削工具及び被膜源 | |
US20160138153A1 (en) | Hard material layers with selected thermal conductivity | |
Du et al. | Tribochemistry dependent tribological behavior of superhard TaC/SiC multilayer films | |
Braic et al. | Structure and properties of Zr/ZrCN coatings deposited by cathodic arc method | |
Londoño-Menjura et al. | Influence of deposition temperature on WTiN coatings tribological performance | |
CN106191772A (zh) | 一种含有多相AlCrN纳米***层的高硬度CrAlN涂层及其制备方法 | |
JP6043233B2 (ja) | 非晶質炭素系皮膜およびその製造方法 | |
CN102452193A (zh) | 具有硬质涂层的被覆件及其制备方法 | |
JP5660457B2 (ja) | 硬質皮膜被覆金型 | |
CN105779948A (zh) | 一种TiAlN/MoN多层膜复合涂层及其制备方法 | |
Marin et al. | Tribological properties of nanometric atomic layer depositions applied on AISI 420 stainless steel | |
JP5617933B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具及びその製造方法 | |
CN102586731A (zh) | 具有硬质涂层的被覆件及其制备方法 | |
JP4666241B2 (ja) | 摺動部材 | |
JP2015218335A (ja) | 窒化物皮膜およびその製造方法 | |
Zhang et al. | Structure and tribological properties of CrTiAlCN coatings with various carbon contents | |
Zheng et al. | Effects of Mo Single‐Layer Thickness on Microstructure and Tribological Behavior of WSx/Mo/a‐C/Mo Multilayer Films | |
JP5614405B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150901 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160308 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160421 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160830 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160928 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20161012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6043233 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |