JPS61174378A - 硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法 - Google Patents
硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法Info
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- JPS61174378A JPS61174378A JP1389585A JP1389585A JPS61174378A JP S61174378 A JPS61174378 A JP S61174378A JP 1389585 A JP1389585 A JP 1389585A JP 1389585 A JP1389585 A JP 1389585A JP S61174378 A JPS61174378 A JP S61174378A
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- Japan
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- borazine
- substrate
- mixed gas
- coating layer
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、気相反応法によって基体表面に窒化ホウ素か
らなる被覆層を形成させる硬質窒化ホウ素被覆材料の製
造方法に関する。
らなる被覆層を形成させる硬質窒化ホウ素被覆材料の製
造方法に関する。
（従来の技術）
窒化ホウ素は、主として３種類の結晶構造のものが存在
し、その１つは常圧で容易に合成される軟質で潤滑性に
すぐれた六方晶型窒化ホウ素であり、他の２つは、高圧
、高温という特殊な条件で合成される硬質で緻密な立方
晶型窒化ホウ素及びウルツ鉱型窒化ホウ素である。これ
らの窒化ホウ素の内、立方晶型窒化ホウ素は、製造方法
が確立されており、又ダイヤモンドに次いで高硬度で、
しかもダイヤモンドは鉄との親和性が高いのに対し立方
晶型窒化ホウ素は鉄との親和性が低いことから、例えば
鉄系材料の切削用工具として注目されている材料である
。このように鉄との親和性が低く、高硬度、高熱伝導性
、高電気絶縁性を有する立方晶型窒化ホウ素を被覆層と
して基体表面に形成する方法が種々追究されている。
し、その１つは常圧で容易に合成される軟質で潤滑性に
すぐれた六方晶型窒化ホウ素であり、他の２つは、高圧
、高温という特殊な条件で合成される硬質で緻密な立方
晶型窒化ホウ素及びウルツ鉱型窒化ホウ素である。これ
らの窒化ホウ素の内、立方晶型窒化ホウ素は、製造方法
が確立されており、又ダイヤモンドに次いで高硬度で、
しかもダイヤモンドは鉄との親和性が高いのに対し立方
晶型窒化ホウ素は鉄との親和性が低いことから、例えば
鉄系材料の切削用工具として注目されている材料である
。このように鉄との親和性が低く、高硬度、高熱伝導性
、高電気絶縁性を有する立方晶型窒化ホウ素を被覆層と
して基体表面に形成する方法が種々追究されている。
従来、基体表面に窒化ホウ素からなる被ＷＩ層を形成さ
せる方法としては、大別すると化学蒸着法（ＣＶＤ）と
物理蒸着法（ＰＶＤ）がある、この内、前者の方法とし
ては、ハロゲン化ホウ素又はシボランの如きホウ化物と
アンモニア又はヒドラジンと水素との反応ガス中で行な
う方法がある。
せる方法としては、大別すると化学蒸着法（ＣＶＤ）と
物理蒸着法（ＰＶＤ）がある、この内、前者の方法とし
ては、ハロゲン化ホウ素又はシボランの如きホウ化物と
アンモニア又はヒドラジンと水素との反応ガス中で行な
う方法がある。
一方後者の方法としては、イオンビームデポジシオン法
、イオン注入法又はイオンビームデポジション法と蒸着
法を組合わせた方法もしくはイオン注入法と蒸着法を組
合わせた方法がある。
、イオン注入法又はイオンビームデポジション法と蒸着
法を組合わせた方法もしくはイオン注入法と蒸着法を組
合わせた方法がある。
（発明が解決しようとする問題点）
従来、基体表面に窒化ホウ素からなる被覆層を形成する
方法の内、化学薄着法による場合は、単なる熱的な気相
反応であるために軟質な六方晶型窒化ホウ素からなる被
覆層しか形成されないという問題がある。物理蒸着法の
内、イオンビームデポジション法による場合は、高真空
高電圧用装置とイオンビーム発生装置及び集束装置が必
要で設備容量に対する処理量も少ないために高価に付き
、しかも形成される被覆層は立方晶型窒化ホウ素本来の
硬さに比べて相当低いという問題があり、イオン注入法
による場合は、処理に要する時間がながく、しかも高硬
度の窒化ホウ素の被覆層が形成され難いという問題があ
る。
方法の内、化学薄着法による場合は、単なる熱的な気相
反応であるために軟質な六方晶型窒化ホウ素からなる被
覆層しか形成されないという問題がある。物理蒸着法の
内、イオンビームデポジション法による場合は、高真空
高電圧用装置とイオンビーム発生装置及び集束装置が必
要で設備容量に対する処理量も少ないために高価に付き
、しかも形成される被覆層は立方晶型窒化ホウ素本来の
硬さに比べて相当低いという問題があり、イオン注入法
による場合は、処理に要する時間がながく、しかも高硬
度の窒化ホウ素の被覆層が形成され難いという問題があ
る。
本発明は、上記のような問題点を解決したもので、特に
基体表面に緻密性、高硬度性及び結晶性にすぐれた窒化
ホウ素の被覆層を低温で容易に形成することができる方
法を提供することを目的とする。
基体表面に緻密性、高硬度性及び結晶性にすぐれた窒化
ホウ素の被覆層を低温で容易に形成することができる方
法を提供することを目的とする。
（発明を解決するための手段）
本発明者らは、基体表面に高硬度で緻密な膜状の窒化ホ
ウ素からなる被覆層を形成する方法を追究することによ
って本発明を完成するに至ったものである。すなわち、
本発明の硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法は、直流、
高周波又はマイクロ波により放電させた反応容器内で、
窒素と水素化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体の中
の少なくとも１種を放電中に通過させてなる混合ガス、
もしくは窒粛を放電中に通過させた抜水素化ホウ素、ボ
ラジン又はボラジン誘導体の中の少なくとも１種との混
合ガスを２００℃〜１５００℃に加熱した基体表面に導
入して、該基体表面に窒化ホウ素からなる被覆層を形成
させる方法である。この本発明の方法を具体的に説明す
ると、全屈９合金、焼結合金、セラミックスを含めた焼
結体又は複合材料からなる基体の表面を必要によっては
研削、研摩又はラッピングなどの加工を施した抜水、中
性洗剤、有機溶剤などで洗浄したり、必要によっては蒸
気洗浄、超音波洗浄又は表面エツチングを行ない、次い
で基体を乾燥後反応容器内に設置する。この反応容器を
真空に排気した後窒素と水素化ホウ素、ボラジン又はボ
ラジン誘導体の中の少なくとも１種とを反応容器内に送
入して直流、高周波又はマイクロ波により発生した放電
中を通過させた混合ガスを２００℃〜１５００℃に加熱
した基体表面に導入して窒化ホウ素からなる被覆層を基
体表面に形成させることができる。また、反応容器を真
空に排気した後窒素を反応容器内に送入して直流、高周
波又はマイクロ波により発生した放電中を通過させた抜
水素化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体の中の少な
くとも１種とで混合ガスを２００℃〜１５００℃に加熱
した基体表面に導入して窒化ホウ素からなる被覆層を基
体表面に形成することもできる。ここで使用す、る水素
化ホウ素とは、化学式がＢａＨｂで表示される例えばＢ
２ Ｈ６のジポラン、ＢａＨＩ。
ウ素からなる被覆層を形成する方法を追究することによ
って本発明を完成するに至ったものである。すなわち、
本発明の硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法は、直流、
高周波又はマイクロ波により放電させた反応容器内で、
窒素と水素化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体の中
の少なくとも１種を放電中に通過させてなる混合ガス、
もしくは窒粛を放電中に通過させた抜水素化ホウ素、ボ
ラジン又はボラジン誘導体の中の少なくとも１種との混
合ガスを２００℃〜１５００℃に加熱した基体表面に導
入して、該基体表面に窒化ホウ素からなる被覆層を形成
させる方法である。この本発明の方法を具体的に説明す
ると、全屈９合金、焼結合金、セラミックスを含めた焼
結体又は複合材料からなる基体の表面を必要によっては
研削、研摩又はラッピングなどの加工を施した抜水、中
性洗剤、有機溶剤などで洗浄したり、必要によっては蒸
気洗浄、超音波洗浄又は表面エツチングを行ない、次い
で基体を乾燥後反応容器内に設置する。この反応容器を
真空に排気した後窒素と水素化ホウ素、ボラジン又はボ
ラジン誘導体の中の少なくとも１種とを反応容器内に送
入して直流、高周波又はマイクロ波により発生した放電
中を通過させた混合ガスを２００℃〜１５００℃に加熱
した基体表面に導入して窒化ホウ素からなる被覆層を基
体表面に形成させることができる。また、反応容器を真
空に排気した後窒素を反応容器内に送入して直流、高周
波又はマイクロ波により発生した放電中を通過させた抜
水素化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体の中の少な
くとも１種とで混合ガスを２００℃〜１５００℃に加熱
した基体表面に導入して窒化ホウ素からなる被覆層を基
体表面に形成することもできる。ここで使用す、る水素
化ホウ素とは、化学式がＢａＨｂで表示される例えばＢ
２ Ｈ６のジポラン、ＢａＨＩ。
のテトラポテン＋ Ｂ ５ Ｈ９のペンタポラン９゜Ｂ
ｓ Ｈｌｌのペンタポラン１１．Ｂ６ＨＩＧのヘキサポ
ラン１０．Ｂ６Ｈ１２のヘキサポラン１２゜Ｂ８ Ｂ１
２のオクタポラン１２．ＢａＨ＋ｓのオクタポラン１８
などがあり、ボラジン又はボラジン誘導体とは、化学式
が８３Ｎ３Ｈ６のボラジン又はＢｘＮｙＨｚで表示され
るボラジン誘導体を示し、ボラジン誘導体としては、六
員環構造からなる例えばＢｓ Ｎｓ Ｈａのボラゾナフ
タレン。
ｓ Ｈｌｌのペンタポラン１１．Ｂ６ＨＩＧのヘキサポ
ラン１０．Ｂ６Ｈ１２のヘキサポラン１２゜Ｂ８ Ｂ１
２のオクタポラン１２．ＢａＨ＋ｓのオクタポラン１８
などがあり、ボラジン又はボラジン誘導体とは、化学式
が８３Ｎ３Ｈ６のボラジン又はＢｘＮｙＨｚで表示され
るボラジン誘導体を示し、ボラジン誘導体としては、六
員環構造からなる例えばＢｓ Ｎｓ Ｈａのボラゾナフ
タレン。
Ｂ６Ｎ６ＨＩＯのボラゾビ７ｘニル、Ｂ３ Ｎｓ Ｈｓ
の２．４−ジアミノボラジンなどがある。これらの水素
化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体を反応容器内に
送入するときは、ジポランのように常温常圧で気体のも
のはそのまま気体のジポランを送入したり、窒素又は不
活性ガスと混合して送人することもできる。その他ペン
タポランのような水素化ホウ素、ボラジン又はボラジン
誘導体などのように常温常圧で液体のものは窒素又は不
活性ガスをキャリアガスとして反応容器内に送入するこ
とができる。窒素と水素化ホウ素、ボラジン又はボラジ
ン誘導体の中の少なくとも１種とを直流、高周波又はマ
イクロ波による放電中に通過させてなる混合ガスを基体
表面に導入するときは、反応容器内に設置する基体の位
置は、放電領域内もしくは放電領域外で放電中を通過し
た混合ガスが排出口側に対流している対流領域内であっ
てもよい、また、窒素を直流、高周波又はマイクロ波に
よる放電中に通過させた抜水素化ホウ素、ボラジン又は
ボラジン誘導体の中の少なくとも１種とで混した混合ガ
スを基体表面に導入するときは、反応容器内に設置する
基体の位置は、放電領域内よりもむしろ放電領域外で混
合ガスが排出口側に対流している対流領域内の方が望ま
しい、ここで使用する基体は、加熱温度が２００℃〜１
５００℃であることからＡＭ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ 。
の２．４−ジアミノボラジンなどがある。これらの水素
化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体を反応容器内に
送入するときは、ジポランのように常温常圧で気体のも
のはそのまま気体のジポランを送入したり、窒素又は不
活性ガスと混合して送人することもできる。その他ペン
タポランのような水素化ホウ素、ボラジン又はボラジン
誘導体などのように常温常圧で液体のものは窒素又は不
活性ガスをキャリアガスとして反応容器内に送入するこ
とができる。窒素と水素化ホウ素、ボラジン又はボラジ
ン誘導体の中の少なくとも１種とを直流、高周波又はマ
イクロ波による放電中に通過させてなる混合ガスを基体
表面に導入するときは、反応容器内に設置する基体の位
置は、放電領域内もしくは放電領域外で放電中を通過し
た混合ガスが排出口側に対流している対流領域内であっ
てもよい、また、窒素を直流、高周波又はマイクロ波に
よる放電中に通過させた抜水素化ホウ素、ボラジン又は
ボラジン誘導体の中の少なくとも１種とで混した混合ガ
スを基体表面に導入するときは、反応容器内に設置する
基体の位置は、放電領域内よりもむしろ放電領域外で混
合ガスが排出口側に対流している対流領域内の方が望ま
しい、ここで使用する基体は、加熱温度が２００℃〜１
５００℃であることからＡＭ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ 。
Ｃｏ 、Ｓ ｉ 、Ｍｏ 、Ｗ、Ｔｉ 、Ｔａなどの割
合低融点金属のものから、高融点金属のものまで含めた
各種金属、又はＡ１合金、Ｃｕ合金、Ｓｉ合金、ステン
レス、耐熱合金、工具鋼、鋳物などの各種合金、もしく
は粉末冶金法によって作製される焼結ハイス、超硬合金
、サーメットなどの焼結合金、あるいはＡｌＩ３０３系
セラミツクス。
合低融点金属のものから、高融点金属のものまで含めた
各種金属、又はＡ１合金、Ｃｕ合金、Ｓｉ合金、ステン
レス、耐熱合金、工具鋼、鋳物などの各種合金、もしく
は粉末冶金法によって作製される焼結ハイス、超硬合金
、サーメットなどの焼結合金、あるいはＡｌＩ３０３系
セラミツクス。
Ｚｒ０ｚ系セラミツクス、Ｓｉ３Ｎ４系セラミックス、
ＳｉＣ系セラミックス、 Ｔ ｉ Ｃ系セラミックス、
ＴｉＢ２系セラミックス、ＡｉＮ系セラミックスなどの
酸化物系セラミックスから非酸化物系セラミックスを含
む焼結体やダイヤモンド系高圧焼結体、立方晶型窒化ホ
ウ素系高圧焼結体などの各種焼結体、ざらにはこれらの
金属９合金、焼結合金、焼結体などにメッキ、ＣＶＤ
、ＰＶＤによって金属１合金又は周期律表４ａ、５ａ、
６ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物もしく
はこれらの相互固溶体あるいはＡｌ２Ｏ３。
ＳｉＣ系セラミックス、 Ｔ ｉ Ｃ系セラミックス、
ＴｉＢ２系セラミックス、ＡｉＮ系セラミックスなどの
酸化物系セラミックスから非酸化物系セラミックスを含
む焼結体やダイヤモンド系高圧焼結体、立方晶型窒化ホ
ウ素系高圧焼結体などの各種焼結体、ざらにはこれらの
金属９合金、焼結合金、焼結体などにメッキ、ＣＶＤ
、ＰＶＤによって金属１合金又は周期律表４ａ、５ａ、
６ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物もしく
はこれらの相互固溶体あるいはＡｌ２Ｏ３。
Ａ立Ｎなどを単層又は多重層で被覆した複合材料並びに
これら金属１合金、焼結合金焼結体などの異種材料を少
なくとも２種以上で積層した複合材料などが使用できる
。
これら金属１合金、焼結合金焼結体などの異種材料を少
なくとも２種以上で積層した複合材料などが使用できる
。
本発明の硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法において緻
密で硬質な窒化ホウ素の被覆層を形成するためには、特
に反応容器内の内圧が大きく影響し、この内圧によって
軟質な六方晶型窒化ホウ素又は非晶質の窒化ホウ素の混
在した被覆層となることから反応容器内の内圧は、０．
００１Ｔｏｒｒ 〜３００Ｔｏｒｒにすることが望まし
い、これら各種の基体の表面に被覆する窒化ホウ素から
なる被覆層は、用途及び形状によって異なるけれども被
覆層の特性を有効に発揮させるためと被覆層内剥離を防
ぐ必要から０．３終ｍ〜３０ｐｍ厚さにすることが望ま
しく、特に衝撃が加わるような用途に応用するとき、切
削用工具の中でもドリルのように鋭角な刃先形状のもの
に応用するとき又は耐摩耗用工具の中でもペンポール及
びドツトピンのように極小形のものに応用するときには
被ｔａ層厚さは０．３終ＴＸＡ〜３ＪＬｍと薄くするこ
とが望ましい、被覆層を形成するときの基体の加熱温度
は、基体の材質又は形状によっても異なるけれども基体
と被覆層との密着性、被ｍＲの粒径及び被覆層の析出速
度から５００℃〜１１００℃が望ましい。
密で硬質な窒化ホウ素の被覆層を形成するためには、特
に反応容器内の内圧が大きく影響し、この内圧によって
軟質な六方晶型窒化ホウ素又は非晶質の窒化ホウ素の混
在した被覆層となることから反応容器内の内圧は、０．
００１Ｔｏｒｒ 〜３００Ｔｏｒｒにすることが望まし
い、これら各種の基体の表面に被覆する窒化ホウ素から
なる被覆層は、用途及び形状によって異なるけれども被
覆層の特性を有効に発揮させるためと被覆層内剥離を防
ぐ必要から０．３終ｍ〜３０ｐｍ厚さにすることが望ま
しく、特に衝撃が加わるような用途に応用するとき、切
削用工具の中でもドリルのように鋭角な刃先形状のもの
に応用するとき又は耐摩耗用工具の中でもペンポール及
びドツトピンのように極小形のものに応用するときには
被ｔａ層厚さは０．３終ＴＸＡ〜３ＪＬｍと薄くするこ
とが望ましい、被覆層を形成するときの基体の加熱温度
は、基体の材質又は形状によっても異なるけれども基体
と被覆層との密着性、被ｍＲの粒径及び被覆層の析出速
度から５００℃〜１１００℃が望ましい。
（作用）
本発明の硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法は、実際の
理論的メカニズムについては明らかでないが化学的反応
性に富む水素化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体と
窒素が放電中を通過して励起状態又は原子状態の高いエ
ネルギー状態となり、この励起されたＢとＮが加熱した
基体表面でＢ−Ｎの構造を形成することによって硬質窒
化ホウ素からなる被覆層になる。又は放電中を通過して
励起状態又は原子状態の高いエネルギー状態の窒素と化
学的反応性に富み分解した状態の水素化ホウ素、ボラジ
ン又はボラジン誘導体がより高いエネルギー状態になっ
て加熱した基体表面でＢ−Ｎの構造を形成し、硬質窒化
ホウ素からなる被覆層になるものである。このとき水素
化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体の内、特にボラ
ジン又はボラジン誘導体のように水素と窒素を含有した
ホウ素化合物が高硬度性、緻密性及び結晶性にすぐれた
被覆層の形成を容易にする傾向がある。この本発明の方
法は、気相反応法によって低温で容易に硬質窒化ホウ素
の被覆層を形成することが可能で、その被覆層は１．０
ｕＬｍ以下の微細粒子で緻密な膜状の薄層になりやすく
、このために被覆層と基体との密着性もすぐれたものと
なる。
理論的メカニズムについては明らかでないが化学的反応
性に富む水素化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体と
窒素が放電中を通過して励起状態又は原子状態の高いエ
ネルギー状態となり、この励起されたＢとＮが加熱した
基体表面でＢ−Ｎの構造を形成することによって硬質窒
化ホウ素からなる被覆層になる。又は放電中を通過して
励起状態又は原子状態の高いエネルギー状態の窒素と化
学的反応性に富み分解した状態の水素化ホウ素、ボラジ
ン又はボラジン誘導体がより高いエネルギー状態になっ
て加熱した基体表面でＢ−Ｎの構造を形成し、硬質窒化
ホウ素からなる被覆層になるものである。このとき水素
化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体の内、特にボラ
ジン又はボラジン誘導体のように水素と窒素を含有した
ホウ素化合物が高硬度性、緻密性及び結晶性にすぐれた
被覆層の形成を容易にする傾向がある。この本発明の方
法は、気相反応法によって低温で容易に硬質窒化ホウ素
の被覆層を形成することが可能で、その被覆層は１．０
ｕＬｍ以下の微細粒子で緻密な膜状の薄層になりやすく
、このために被覆層と基体との密着性もすぐれたものと
なる。
（実施例）
実施例１
反応容器内を真空排気した後窒素２００ｍＱ／ｗｉｎを
供給して０．０５Ｔｏｒｒにした０次いで窒素をキャリ
アガスとしてボラジン３０−／層ｉｎを反応容器内に供
給し、窒素とボラジンをマイクロ波出力３００Ｗによる
放電中に通過させてなる混合ガスを放電領域内に設置し
て１０００℃に加熱した基体表面に導入し、窒化ホウ素
からなる被覆層を形成した。ここで使用した基体は、Ｊ
ＩＳ規格Ｐ３０相当の超硬合金の表面に１．０ｐｍのＴ
ｉ ＣＮ層の内層と０．５鉢ｍのＡｆｉＮ暦を外層と
する複合材料であった。得られた被覆材料を走査型電子
顕微鏡、Ｘ線回折、オージェ分光法により測定した所、
被覆層は１．５ｐｍ厚さで、粒径が１．０ｐｍ以下の立
方晶型窒化ホウ素からなる膜状の薄層であることが確認
できた。このようにして得た被覆層の硬さは、４１００
ｋｇ／ｍｍ２ビッカース硬度であった。
供給して０．０５Ｔｏｒｒにした０次いで窒素をキャリ
アガスとしてボラジン３０−／層ｉｎを反応容器内に供
給し、窒素とボラジンをマイクロ波出力３００Ｗによる
放電中に通過させてなる混合ガスを放電領域内に設置し
て１０００℃に加熱した基体表面に導入し、窒化ホウ素
からなる被覆層を形成した。ここで使用した基体は、Ｊ
ＩＳ規格Ｐ３０相当の超硬合金の表面に１．０ｐｍのＴ
ｉ ＣＮ層の内層と０．５鉢ｍのＡｆｉＮ暦を外層と
する複合材料であった。得られた被覆材料を走査型電子
顕微鏡、Ｘ線回折、オージェ分光法により測定した所、
被覆層は１．５ｐｍ厚さで、粒径が１．０ｐｍ以下の立
方晶型窒化ホウ素からなる膜状の薄層であることが確認
できた。このようにして得た被覆層の硬さは、４１００
ｋｇ／ｍｍ２ビッカース硬度であった。
実施例２
反応容器内を真空排気した後窒素３００ｍ１Ｊ／■ｉｎ
を供給して系内圧力をＩＴｏ ｒ ｒにし、この窒素を
マイクロ波出力４００Ｗによる放電中に通過させた後ア
ルゴンガスをキャリアガスとして送入したボラジン５０
−／膳ｉｎと混合した。この混合ガスを放電領域外でガ
ス排出口側に設置して１１００℃に加熱したＳｉ３Ｎ４
系セラミックス（Ｓ ｉｘ Ｎａ−５％Ｙ２Ｏ３−１０
％Ａ見Ｎ組成）の基体表面に導入して窒化ホウ素からな
る被覆層を形成した。得られた被覆材料を走査型電子顕
微鏡、Ｘ線回折、オージェ分光法により測定した所、被
覆層は１．０ｇｍ厚さで、粒径が１．０ｇｍ以下の立方
晶型窒化ホウ素からなる膜状の薄層であることが確認で
きた。
を供給して系内圧力をＩＴｏ ｒ ｒにし、この窒素を
マイクロ波出力４００Ｗによる放電中に通過させた後ア
ルゴンガスをキャリアガスとして送入したボラジン５０
−／膳ｉｎと混合した。この混合ガスを放電領域外でガ
ス排出口側に設置して１１００℃に加熱したＳｉ３Ｎ４
系セラミックス（Ｓ ｉｘ Ｎａ−５％Ｙ２Ｏ３−１０
％Ａ見Ｎ組成）の基体表面に導入して窒化ホウ素からな
る被覆層を形成した。得られた被覆材料を走査型電子顕
微鏡、Ｘ線回折、オージェ分光法により測定した所、被
覆層は１．０ｇｍ厚さで、粒径が１．０ｇｍ以下の立方
晶型窒化ホウ素からなる膜状の薄層であることが確認で
きた。
実施例３
反応容器内を真空排気した後窒素４００Ｊ／ｓｉｎを供
給して系内圧力を５０Ｔｏｒｒにした０次いでジポラン
５０＋Ｊ／ｗｉｎを反応容器内に供給して、窒素とジポ
ランをマイクロ波出力４００Ｗによる放電中に通過させ
てなる混合ガスを放電領域内に設置して７００℃に加熱
したＭｏ板の基体表面に導入し、窒化ホウ素からなる被
覆！＃奄影形成た。得られた被覆材料を走査型電子顕微
鏡。
給して系内圧力を５０Ｔｏｒｒにした０次いでジポラン
５０＋Ｊ／ｗｉｎを反応容器内に供給して、窒素とジポ
ランをマイクロ波出力４００Ｗによる放電中に通過させ
てなる混合ガスを放電領域内に設置して７００℃に加熱
したＭｏ板の基体表面に導入し、窒化ホウ素からなる被
覆！＃奄影形成た。得られた被覆材料を走査型電子顕微
鏡。
Ｘ線回折、オージェ分光法により測定した所、被覆層は
３．０ｐｍ厚さの立方晶型窒化ホウ素からなる膜状の薄
層であることが確認できた。
３．０ｐｍ厚さの立方晶型窒化ホウ素からなる膜状の薄
層であることが確認できた。
実施例４
反応容器内を真空排気した後窒素４００１ｗ０／ｍ：ｎ
を供給して系内圧力を１５０Ｔｏｒｒにし、この窒素を
マイクロ波出力４００Ｗによる放電中に通過させた後ジ
ポランをキャリアガスとしてジポランとボラジンを５０
ｄ／量ｉｎ反応容器に供給した。この窒素とジポランと
ボラジンの混合ガスを放電領域外でガス排出口側に設置
して５００℃に、加熱した基体表面に導入して窒化ホウ
素からなる被覆層を形成した。ここで使用した一体は、
高速度鋼（ＳＫＨ−９）の表面に１．０７ｚｍのＴ１Ｃ
Ｎ層の内層と０．５４ｍのＡ２８層を外層とする複合材
料であった。得られた被覆材料を実施例３と同様に調べ
た所、略、実施？１３と同様な傾向にあることが確認で
きた。
を供給して系内圧力を１５０Ｔｏｒｒにし、この窒素を
マイクロ波出力４００Ｗによる放電中に通過させた後ジ
ポランをキャリアガスとしてジポランとボラジンを５０
ｄ／量ｉｎ反応容器に供給した。この窒素とジポランと
ボラジンの混合ガスを放電領域外でガス排出口側に設置
して５００℃に、加熱した基体表面に導入して窒化ホウ
素からなる被覆層を形成した。ここで使用した一体は、
高速度鋼（ＳＫＨ−９）の表面に１．０７ｚｍのＴ１Ｃ
Ｎ層の内層と０．５４ｍのＡ２８層を外層とする複合材
料であった。得られた被覆材料を実施例３と同様に調べ
た所、略、実施？１３と同様な傾向にあることが確認で
きた。
（発明の効果）
以上の結果１本発明の硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方
法は、立方晶型窒化ホウ素からなる硬質な被積層が低温
で容易に得られることから切削用工具及び耐摩耗用工具
に応用することができ、特に鉄との親和性の低い立方晶
型窒化ホウ素の硬質被覆層を形成することができること
から鋼、鋳物又は耐熱合金を含めた各種の高硬度材料及
び難削材料の切削用工具として利用することができる。
法は、立方晶型窒化ホウ素からなる硬質な被積層が低温
で容易に得られることから切削用工具及び耐摩耗用工具
に応用することができ、特に鉄との親和性の低い立方晶
型窒化ホウ素の硬質被覆層を形成することができること
から鋼、鋳物又は耐熱合金を含めた各種の高硬度材料及
び難削材料の切削用工具として利用することができる。
また、耐食性及び化学的安定性にすぐれた緻密で薄膜状
の窒化ホウ素からなる被覆層であるのでノズル、メカニ
カルシール、バルブ等の耐Ｊ’Ｊ耗用工具にも利用する
ことができる。さらに高電気絶縁性、高熱伝導性及び高
硬度性の被覆層を有する被覆材料の製造方法であること
から半導体用チップを含めたエレクトロニクス材料など
の機能材料用に応用できる産業上有用なものである。
の窒化ホウ素からなる被覆層であるのでノズル、メカニ
カルシール、バルブ等の耐Ｊ’Ｊ耗用工具にも利用する
ことができる。さらに高電気絶縁性、高熱伝導性及び高
硬度性の被覆層を有する被覆材料の製造方法であること
から半導体用チップを含めたエレクトロニクス材料など
の機能材料用に応用できる産業上有用なものである。
Claims (2)
- （１）直流、高周波又はマイクロ波により放電させた反
応容器内で、窒素と水素化ホウ素、ボラジン又はボラジ
ン誘導体の中の少なくとも１種を放電中に通過させてな
る混合ガス、もしくは窒素を放電中に通過させた後水素
化ホウ素、ボラジン又はボラジン誘導体の中の少なくと
も１種との混合ガスを２００℃〜１５００℃に加熱した
基体表面に導入して、該基体表面に窒化ホウ素からなる
被覆層を形成させることを特徴とする硬質窒化ホウ素被
覆材料の製造方法。 - （２）上記反応容器が０．００１Ｔｏｒｒ〜３００Ｔｏ
ｒｒの内圧であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1389585A JPS61174378A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1389585A JPS61174378A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174378A true JPS61174378A (ja) | 1986-08-06 |
| JPH0582474B2 JPH0582474B2 (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=11845912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1389585A Granted JPS61174378A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 硬質窒化ホウ素被覆材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5079038A (en) * | 1990-10-05 | 1992-01-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Hot filament CVD of boron nitride films |
| US5242663A (en) * | 1989-09-20 | 1993-09-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of and apparatus for synthesizing hard material |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016038744A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60116780A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-24 | Kyocera Corp | 高硬度窒化ホウ素膜の製造方法 |
| JPS61149478A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-08 | Furukawa Mining Co Ltd | 六方晶乃至立方晶の窒化ホウ素膜の製造方法 |
-
1985
- 1985-01-28 JP JP1389585A patent/JPS61174378A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60116780A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-24 | Kyocera Corp | 高硬度窒化ホウ素膜の製造方法 |
| JPS61149478A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-08 | Furukawa Mining Co Ltd | 六方晶乃至立方晶の窒化ホウ素膜の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5242663A (en) * | 1989-09-20 | 1993-09-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of and apparatus for synthesizing hard material |
| US5436036A (en) * | 1989-09-20 | 1995-07-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of synthesizing hard material |
| US5079038A (en) * | 1990-10-05 | 1992-01-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Hot filament CVD of boron nitride films |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0582474B2 (ja) | 1993-11-19 |
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