JP6745424B1 - セラミックの処理方法及びセラミック部材 - Google Patents
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Abstract
Description
2 レーザー発振器
3 方向転換ミラー
4 集束ミラー
5 Xスキャナー
6 Yスキャナー
7 ガス供給装置
101 溶射処理セラミック部材
102 基材(レーザー処理セラミック部材)
103 溶射材
201 レーザー処理セラミック部材
301 レーザー処理セラミック部材
a 開口
b 堆積物(バリ)
c 凹面(底面)
CS 断面
C1 セラミック基材
C2 レーザー処理セラミック部材
C3 溶射処理セラミック部材
D 深さ
d1、d2 雲状堆積物
F 溶射材
f 溝
G 非酸化性ガス
L レーザー
o、o1、o2 溝閉塞部
P ピッチ
s 溝間面
W1 最大幅
W2、W2a、W2b 溝閉塞幅
Claims (6)
- セラミック基材の表面にレーザーを照射して当該表面に複数の溝を形成し、併せて前記セラミック基材における溝間面の粗面化も同時に行うセラミックのレーザー処理方法であって、
前記溝間面は、前記セラミック基材の表面において隣接する前記溝同士の間に位置しており、
隣接する前記溝同士のピッチを0.05mm以上0.30mm以下とし、
一の前記溝における幅は、当該一の溝における開口部を起点として前記一の溝において深くなるにつれて狭くなり、
前記開口部における前記幅に対する前記一の溝における深さの比(アスペクト比)を0.5以上1.3以下とし、
前記溝間面の粗面化は、前記溝間面に雲状堆積物を形成することにより行われ、
前記一の溝における開口率が「非閉塞幅×100/開口幅」により定義され、
前記開口幅は、前記開口部において前記開口率が算出される算出箇所の前記幅であり、
前記非閉塞幅は、前記開口幅から閉塞幅を引いた値であり、
前記閉塞幅は、前記算出箇所の前記幅方向における溝閉塞部の長さであり、
前記溝閉塞部は、前記雲状堆積物において、前記算出箇所に位置する前記開口部に対して前記深さ方向一方側又は/及び他方側に位置している部分であって、前記一の溝における底面に対して前記深さ方向に間隔を設けて位置する部分であり、
前記一の溝における底面にバリが形成されている場合、
前記溝閉塞部は、前記雲状堆積物及び前記バリにおいて、前記算出箇所に位置する前記開口部に対して前記深さ方向一方側又は/及び他方側に位置している部分であって、前記一の溝における底面に対して前記深さ方向に間隔を設けて位置する部分であり、
前記開口率は、前記一の溝における前記開口部において最も前記開口率が低い箇所であっても70%以上であることを特徴とするセラミックのレーザー処理方法。 - 前記雲状堆積物は、溶融物又は/及び蒸発物を前記溝間面に堆積させたものであり、
前記溶融物は、前記レーザーの照射により前記セラミック基材の一部が溶融して当該セラミック基材の残部に凝固して堆積したものであり、
前記蒸発物は、前記レーザーの照射により前記セラミック基材の一部が蒸発して当該セラミック基材の残部に凝縮・凝固して堆積したものであることを特徴とする請求項1に記載のセラミックのレーザー処理方法。 - セラミック基材にレーザーを照射してレーザー処理セラミック部材を生成する溶射前処理工程と、前記レーザー処理セラミック部材に対して溶射材を密着させる溶射処理工程とを備えるセラミックの溶射処理方法であって、
前記溶射前処理工程において、
前記セラミック基材の表面に前記レーザーを照射して当該表面に複数の溝を形成し、併せて前記セラミック基材における溝間面の粗面化も同時に行うことにより、前記レーザー処理セラミック部材を生成し、
前記溝間面は、前記セラミック基材の表面において隣接する前記溝同士の間に位置しており、
隣接する前記溝同士のピッチを0.05mm以上0.30mm以下とし、
一の前記溝における幅は、当該一の溝における開口部を起点として前記一の溝において深くなるにつれて狭くなり、
前記開口部における前記幅に対する前記一の溝における深さの比(アスペクト比)を0.5以上1.3以下とし、
前記溝間面の粗面化は、前記溝間面に雲状堆積物を形成することにより行われ、
前記一の溝における開口率が「非閉塞幅×100/開口幅」により定義され、
前記開口幅は、前記開口部において前記開口率が算出される算出箇所の前記幅であり、
前記非閉塞幅は、前記開口幅から閉塞幅を引いた値であり、
前記閉塞幅は、前記算出箇所の前記幅方向における溝閉塞部の長さであり、
前記溝閉塞部は、前記雲状堆積物において、前記算出箇所に位置する前記開口部に対して前記深さ方向一方側又は/及び他方側に位置している部分であって、前記一の溝における底面に対して前記深さ方向に間隔を設けて位置する部分であり、
前記一の溝における底面にバリが形成されている場合、
前記溝閉塞部は、前記雲状堆積物及び前記バリにおいて、前記算出箇所に位置する前記開口部に対して前記深さ方向一方側又は/及び他方側に位置している部分であって、前記一の溝における底面に対して前記深さ方向に間隔を設けて位置する部分であり、
前記開口率は、前記一の溝における前記開口部において最も前記開口率が低い箇所であっても70%以上であり、
前記溶射処理工程において、
前記レーザー処理セラミック部材に形成された前記溝に前記溶射材を充填させることで、当該溶射材と前記レーザー処理セラミック部材とを密着させ、
一の前記溝におけるボイド面積率は20%以下であり、
当該ボイド面積率は、前記溶射材が前記溝に充填された状態における、前記一の溝の容積に対する当該一の溝内の空洞体積の割合であることを特徴とするセラミックの溶射処理方法。 - 前記雲状堆積物は、溶融物又は/及び蒸発物を前記溝間面に堆積させたものであり、
前記溶融物は、前記レーザーの照射により前記セラミック基材の一部が溶融して当該セラミック基材の残部に凝固して堆積したものであり、
前記蒸発物は、前記レーザーの照射により前記セラミック基材の一部が蒸発して当該セラミック基材の残部に凝縮・凝固して堆積したものであることを特徴とする請求項3に記載のセラミックの溶射処理方法。 - 基部の表面に複数の溝が形成されており、
隣接する前記溝同士のピッチは0.05mm以上0.30mm以下であり、
一の前記溝における幅は、当該一の溝における開口部を起点として当該一の溝において深くなるにつれて狭くなり、
前記開口部における前記幅に対する前記一の溝における深さの比(アスペクト比)は0.5以上1.3以下であり、
前記基部の表面には、隣接する前記溝同士の間に溝間面が位置しており、
前記溝間面には雲状堆積物が形成されており、
前記一の溝における開口率が「非閉塞幅×100/開口幅」と定義され、
前記開口幅は、前記開口部において前記開口率が算出される算出箇所の前記幅であり、
前記非閉塞幅は、前記開口幅から閉塞幅を引いた値であり、
前記閉塞幅は、前記算出箇所の前記幅方向における溝閉塞部の長さであり、
前記溝閉塞部は、前記雲状堆積物において、前記算出箇所に位置する前記開口部に対して前記深さ方向一方側又は/及び他方側に位置している部分であって、前記一の溝における底面に対して前記深さ方向に間隔を設けて位置する部分であり、
前記一の溝における底面にバリが形成されている場合、
前記溝閉塞部は、前記雲状堆積物及び前記バリにおいて、前記算出箇所に位置する前記開口部に対して前記深さ方向一方側又は/及び他方側に位置している部分であって、前記一の溝における底面に対して前記深さ方向に間隔を設けて位置する部分であり、
前記開口率は、前記一の溝における前記開口部において最も前記開口率が低い箇所であっても70%以上であることを特徴とするセラミック部材。 - レーザー処理セラミック部材と、
当該レーザー処理セラミック部材に密着した溶射材とを備える溶射処理セラミック部材であって、
前記レーザー処理セラミック部材の表面には複数の溝が形成されており、
隣接する前記溝同士のピッチは0.05mm以上0.30mm以下であり、
一の前記溝における幅は、当該一の溝における開口部を起点として当該一の溝において深くなるにつれて狭くなり、
前記開口部における前記幅に対する前記一の溝における深さの比(アスペクト比)は0.5以上1.3以下であり、
前記レーザー処理セラミック部材の表面には、隣接する前記溝同士の間に溝間面が位置しており、
前記溝間面には雲状堆積物が形成されており、
前記一の溝における開口率が「非閉塞幅×100/開口幅」と定義され、
前記開口幅は、前記開口部において前記開口率が算出される算出箇所の前記幅であり、
前記非閉塞幅は、前記開口幅から閉塞幅を引いた値であり、
前記閉塞幅は、前記算出箇所の前記幅方向における溝閉塞部の長さであり、
前記溝閉塞部は、前記雲状堆積物において、前記算出箇所に位置する前記開口部に対して前記深さ方向一方側又は/及び他方側に位置している部分であって、前記一の溝における底面に対して前記深さ方向に間隔を設けて位置する部分であり、
前記一の溝における底面にバリが形成されている場合、
前記溝閉塞部は、前記雲状堆積物及び前記バリにおいて、前記算出箇所に位置する前記開口部に対して前記深さ方向一方側又は/及び他方側に位置している部分であって、前記一の溝における底面に対して前記深さ方向に間隔を設けて位置する部分であり、
前記開口率は、前記一の溝における前記開口部において最も前記開口率が低い箇所であっても70%以上であり、
前記溶射材は、前記レーザー処理セラミック部材に形成された前記溝に充填されており、
一の前記溝におけるボイド面積率は20%以下であり、
当該ボイド面積率は、前記溶射材が前記溝に充填された状態における、前記一の溝の容積に対する当該一の溝内の空洞体積の割合であることを特徴とする溶射処理セラミック部材。
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