JPS6221778A - 立方晶窒化ホウ素被覆体及びその製造方法 - Google Patents

立方晶窒化ホウ素被覆体及びその製造方法

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JPS6221778A
JPS6221778A JP60157682A JP15768285A JPS6221778A JP S6221778 A JPS6221778 A JP S6221778A JP 60157682 A JP60157682 A JP 60157682A JP 15768285 A JP15768285 A JP 15768285A JP S6221778 A JPS6221778 A JP S6221778A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、９ノ削り具又は耐摩耗り具などの工具部品及
び吟・９体ノ人板などの’ｉｌｔ　ｆ一部品として利用
できるｔ方晶窒化ホウ、に被覆体及びその製造方法に関
する。
（従来の技術） 窒化ホウ素は、大別すると低密度の窒化ホウ素と高密度
の窒化ホウ素の２種類が存在し、この内、高密度の窒化
ホウ素の代表例としては、高圧［Ｘ：＋　７ｉｌ！とい
う特殊な条件で合成される立方晶窒化ホウ素がある。
を方晶窒化ホウ素は、ダイヤモンドに次ぐ高硬度性、高
熱伝導性及び高電気絶縁性を有し、しかもダイヤモンド
よりすぐれた化学的安定性、耐酸化性、耐熱性及び＃熱
的衝撃性を有している。また、ダイヤモンドは、鉄族金
属との親和性が高いのに対して立方晶窒化ホウ素は、鉄
族金属との親和性が低いことから、例えば鉄族金属材料
を切削又は研削するための工具材料として注目されてい
る。このように、Ｗ方晶窒化ホウ素は、すぐれた特性を
有しているが脆性材料であり、しかも難焼結性材料であ
ることから形状及び用途に制約を受けている。
そこで、立方晶窒化ホウ素を被覆層として基体の表面に
形成することによって形状及び用途の制約を解決しよう
という試みがなされている。
−股に、窒化ホウ素からなるＭｍ層の形成方法としては
、大別すると、化学蒸着法（ＣＶＤ法）と物理！？Ａ着
法（ＰＶＤ法）とプラズマＣＶＤ法によって行なわれて
いる。この内、ＣＶＤ法は１例えばハロゲン化ホウ素又
はジポランの如きホウ化物と水素とアンモニア又はヒド
ラジンとの反応ガスを用いることによって行なう方法で
あり、ＰＶＤ法は１例えばイオンビームデポジション法
、イオン注入法、スパッタリング法、イオンブレーティ
ング法又はイオン注入法と他のＰＶＤ法の組合わせによ
る方法であり、プラズマＣＶＤ法は、プラズマ気流中で
気相合成する方法である。
これらの従来方法によって、実際にｔ方晶窒化ホウ素か
らなる被覆層を基体の表面に形成させた工具として特開
昭５７−９５８８１号公報が知られている。
（発明が解決しようとする問題点） 従来、窒化ホウ素からなる被覆層を形成する方法の内、
ＣＶＤ法による場合は、弔なる熱的な気相合成であるた
めに六万品窒化ホウ素又は非晶質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。その他、ＰＶ
Ｄ法又はプラズマＣＶＤ法による場合は、割合高硬度な
窒化ホウ素からなる被覆層が形成されていて、それがｔ
方晶窒化ホウ素からなる被覆層であると考えられている
が、それらの方法によって形成される被覆層は、立方晶
窒化ホウ素の含有縫が少なくて被覆層全体の硬さが低か
ったり、被覆層と基体との密着性が低くて実用化できな
いという問題がある。
これらの従来の方法により製造する工具として開示され
ている特開昭５７−９５８８１号公報は、窒化ケイ素焼
結体の基体の表面に直接立方晶窒化ホウ素からなる被覆
層を形成させたものであり、その製造方法も従来から行
なわれているＣＶＤ法、ＰＶＤ法、プラズマＣＶＤ法又
は六万晶窒化ホウ素をＭ覆した後、加熱処理して立方晶
窒化ホウ素からなる被覆層を形成させる方法である。こ
のために、立方晶窒化ホウ素からなる被覆層が基体の表
面に形成されたとしても、その被覆層中には立方晶窒化
ホウ素の含有量がｍｕであったり、基体と被１１層との
密着性が劣るという問題がある。。
本発明は、上述のような問題点を解決したもので、具体
的には、基体と立方晶窒化ホウ素からなる外層との間に
立方晶窒化ホウ素の配向成長を誘起する性質を有する中
間層を隣接させることによって立方晶窒化ホウ素からな
る緻密な外層を形成させたのと、外層と基体との密着性
を高くした立方晶窒化ホウ素被覆体及びその製造方法の
提供を目的とするものである・ （問題点を解決するためのｆ段〕 本発明者らは、各種の窒化ホウ素と窒化アルミニウムの
共存ドにおける窒化ホウ素の立方晶窒化ホウ素への転換
におよぼす影響を検討した所、六方晶窒化ホウ素の立方
晶窒化ホウ素への直接転換に要する活性化エネルギーが
１５０〜２５０Ｋｃａｌ　／　ｓｏｕであるのに対して
、窒化アルミニウムのノ（存ドでの六方晶窒化ホウ素の
立方晶窒化ホウ素への転換に要する活性化エネルギーが
４０Ｋｃａｌ／　ｍｏｌと低く、更に窒化アルミニウム
の共存ドでボラジンを加圧Ｆ熱分解して得られる活性化
の晶い非晶質窒化ホウ素の立方晶窒化ホウ素への転換に
要する活性化エネルギーが１１〜２０Ｋｃａｌ／■ａＩ
Ｌであるという窒化アルミニウムの触媒効果を見出した
。この窒化アルミニウムの触媒効果に基づいて、窒化ホ
ウ素の立方晶窒化ホウ素への転換機構の解明を試みた所
、窒化ホウ素と窒化アルミニウムとの間で融体あるいは
中間化合物の生成は認められなく、ＢＮ−ＡＩＮ系にお
ける立方晶窒化ホウ素の生成機構は、従未他の触媒で報
告されている溶解析出機構ではないことが確められた。
また、窒化アルミニウム焼結体りでの立方晶窒化ホウ素
の成長は、立方晶窒化ホウ素が成長していくにつれて立
方晶窒化ホウ素の（１１１）面が極めてｆ１１勢となり
、立方晶窒化ホウ素への窒化アルミニウムの拡散も認め
られなかった。このことにより、立方晶窒化ホウ素は、
ウルツ鋸型構造を有する窒化アルミニウムの窒素密充填
結晶面を基面として、その曲玉に立方晶窒化ホウ素の窒
素密充填結晶面である（１１１）面が配向成長して、立
方晶窒化ホウ素が形成されていくという知見を得ること
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、本発明の立方晶窒化ホウ素被覆体は、基体の
表面に立方晶窒化ホウ素を主成分とする外層を形成した
被覆体において、前記基体と面記外層との間に１層又は
多層で構成される中間層を介在させ、面記外層に隣接す
る該中間層がＡｆＬ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ（７）窒化物、
窒酸化物及びこれらの相互固溶体から選ばれた１種以上
の窒素含有化合物層によって形成されているものである
。
ここで用いる基体は、後述する製造条件に耐えることが
可能な材種ならば特別に制限されるものでなく、例えば
各種の金属９合金、焼結ハイス。
超硬合金、サーメット又はセラミックスなどを用途によ
って使い分けることがでさる。
を方晶窒化ホウ素を１成分とする外層は、ｐｍ中位の薄
膜状の層から１諺単位の厚膜状の層として形成すること
ができる。この内、薄膜状の層として形成する場合は、
を方晶窒化ホウ素からなる外層であるのに対し、厚膜状
の層として形成する場合は、立方晶窒化ホウ素からなる
外層にしたり。
立方晶窒化ホウ素の他にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ。
Ａｌｌ、Ｓｉ及び周期１１！表４ａ、５ａ、６ａ族金属
又はＡｌ　、　Ｓ　ｉの窒化物、酸化物もしくは周期律
表４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、ホウ化物
あるいはこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種を含
有した外層とすることもできる。
これらの基体と外層との間に介在させる中間層は、使用
する基体の材種又は本発明の被覆体の用途もしくは形状
によって各種の構成にすることができる。
例えば、第１の構成としては、中間層がＡ見。
Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌの窒化物、窒酸化物及びこれらの相互
固溶体から選ばれた１種以上の成分でなる窒素含有化合
物層からなるものである。この場合は、基体と外層との
間に窒素含有化合物層が介在しているもので、窒素含有
化合物層とのＹ：前件にすぐれている基体、例えば、Ａ
ＩＮ系セラミックス、Ａ１２０ｚ系セラミツクス又は５
ｉ３Ｎａ系セラミツクスなどの基体に適用すると外層の
すぐれた特性を発揮することができるものである。
第２の構成としては、中間層が窒素含有化合物層とＡ見
、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔ文の酸化物並びにアルカリ土類金属、
希土類金属又はＳｔの酸化物、窒化物及びこれらの相互
固溶体から選ばれた１種以上の成分でなる第１密着補助
層とからなるものである。この場合は、基体と外層との
間に第１密着補助層と窒素含有化合物層が介在し、基体
に第１密補助看層がｖＩ接し、外層に窒素含有化合物層
が隣接しているもので、第１密補助着層との密着性にす
ぐれている基体１例えばＺｒＯ２系セラミックス、Ｓｉ
Ｃ系セラミックス、５ｉｚＮｓ系セラミツクス、Ａ見２
０３系セラミックスなどの基体に適用すると外層のすぐ
れた特性を発揮することができるものである。
：Ｂ３の構成としては、中間層が窒素含有化合物層と第
Ｌ”ｆ４１ｉ補助層と周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属
の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物及びこ
れらの相互固溶体から選ばれた１種以上の成分でなる第
２密着補助層とからなるものである。この場合は、基体
と外層との間に第２′ｆ！３看補助層と第１密着補助層
と窒素含有化合物層が介在し、基体に第２密着補助層が
隣接し、外層に窒素含有化合物層が隣接し、第２密着補
助層と窒素含有化合９ｙｍとの間に第１密着補助層が介
在しているので、第２Ｙ：Ｒ補助層との密着性にすぐれ
た基体１例えば各種の金属又はステンレス、工具鋼を含
めた各種合金、焼結ハイス、Ｂ硬合金、サーメットなど
の基体に適用すると外層のすぐれた特性を発揮すること
ができるものである。
第４の構成としては、中間層が窒素含有化合物層と第１
密着補助層と周期律５４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物
、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物及びこれらの相
配固溶体から選ばれた１種以上の成分とＦｅ、Ｎｔ　、
Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた１種以上の成分でな
る第２密着補助層とからなるものである。この場合は、
基体と外層との間に第２密着補助層と第１密着補助層と
窒、に含有化合物層が介在し、基体に第２′ｆ、着補助
層が隣接し、外層に窒素含有化合物層が隣接し、第２密
着補助層と窒素含有化合物層との間に第１′ｆ！：青補
助層が介在しているものである。この第４の構成の中間
層は、特に製造工程中に基体から中間層へ金属などが侵
入拡散して形成されることが多いもので、基体としては
超硬合金又はサーメットの場合に形成されることが多い
ものである。
その他の中間層の構成としては１例えば前述した第３の
構成及び第４の構成で、更に基体と第２密着補助層との
間に金Ｅ又は合金でなる層が介在したもの、又は窒素含
有化合物層と周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物
、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物及びこれらの相
互固溶体から選ばれた１種以上の成分でなる層との組合
わせでなるものなど種々の構成にすることができる。
これらの中間層の内、　７Ｊ、体と中間層との′ｆ！：
Ｒ性及び中間層内の密着性から中間層の構成は、前述の
第１．第２．第３．第４の構成が好ましいものである。
Ｌ述の如く、中間層は、１層又は多層からなる構成にす
ることができるが、少なくとも外層に隣接する中間層は
立方晶窒化ホウ素を配向成長させるために窒素含有化合
物層とすることが本発明の最も！Ｉｆ安な特徴である。
この窒素含有化合物層としては、窒化アルミニウムにＷ
ｌｌｍの酸素が結合した窒酸化アルミニウム又はＡｎと
周期律表４ｂ故に属するＧａ、Ｉｎ、Ｔ文との複合窒化
物もしくは複合窒酸化物も好ましいが高温における安定
性及び立方晶窒化ホウ素への転換のための触媒の効果性
から窒化アルミニウムが最も好ましいものである。
窒素含有化合物層の表面に立方晶窒化ホウ素が形成され
るのは、溶解析出機構によるものでなく、窒素含有化合
物層の窒素密充填結晶面に立方晶窒化ホウ素の窒素密充
填結晶面である（１１１）面が直接配向成長していくも
のである。このことから窒素含有化合物層の厚さは、窒
素密充填結晶面、例えば窒化アルミニウムの場合は（ｏ
ｏｉ）面であるが、この窒素密充填結晶面を有する厚さ
であればよく、具体的には０．０５用ｍ以上、好ましく
は０．１７Ｌｍ以上の厚さで。
逆に厚くしすぎると窒素含有化合物層内からの剥離又は
破損が生じるために１１０１Ｌ以ド好ましくは５ルｍ以
ドの厚さがよい。
中間層は、窒素含有化合物層の他に基体と窒素含有化合
物層との密着性を補助するような第１密着補助層や第２
密着補助層などの他の層も形成することができる。この
場合は、中間層全体の厚さは、中間層内の耐剥離性及び
強度から０．０５用ｍ以と〜１５１５用ド、好ましくは
０．ｌ終ｍ以上〜ｌｏｐ、ｍ以ドがよい。
これらの中間層を具体的に示すと、窒素含有化合物層と
しては、例えばＡｊＬＮ、ＧａＮ。
ｆｎＮ、Ｔ　交　Ｎ、Ａｕ　　（Ｎ、Ｏ）　　。
Ｇａ　　（Ｎ、Ｏ）　　、　　（Ａｉ　　、Ｇａ）　　
Ｎ。
（ＡＭ　　、　　Ｉ　　ｎ）　　Ｎ　　、　　（Ａｔ、
ＴＩ）　　Ｎ　　。
（Ａｌ、Ｇａ）（Ｎ、Ｏ）、などがあり、第１密着補助
層としては１例えばＡ交２０３　。
Ｇａ２０ｚ　　、Ｉ　ｎ、＋　０３　　、ＴｆＬ２０３
　　、Ｃａｂ。
ＳｒＯ，ＢａＯ，ＲａＯ，ＢｅＯ，ＭｇＯ，−５Ｃ２０
：ｌ　　、Ｙｙ　Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２。
Ｃｅ２０ｙ　　、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３’。
ＰｒＯ２、Ｇｄ　　２０１　、ＤＹ２０３　　。
Ｅｕ７０３　　、Ｓ　ｉＣ）＋　　、Ｃａ３　Ｎ２　　
。
５ｒ３Ｎ２　　、ＢＪＬ：ｌ　Ｎ２　、Ｒａ３Ｎ？　。
Ｂｅ３Ｎ２．Ｍｇ５Ｎ？、　ＳｃＮ、ＹＮ。
ＬａＮ、ＣｅＮ、５ｉ３Ｎａ　　。
（Ｓ　ｉ　、　Ａ文）（０，Ｎ）。
（ＡＭ　、Ｙ）　２０：ｌ　などがあり、周期律表４ａ
。
５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、＃化物、ホウ化物
、ケイ化物及びこれらの相互固溶体から選ばれた１軸重
りの成分からなる第２密着補助層としては、例えばＴｌ
ｃ、ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ。
ＴａＣ，ＮｂＣ，Ｃｒｚ　　　０２　　　、Ｃｒｒ　　
　Ｃｙ　　　。
ＭＯ２Ｃ，ＷＣ，ＴｌＮ、ＺｒＮ、ＶＮ。
ＴａＮ、ＣｒＮ、ＴｌＯ，ＴｌＯ２、Ｚｒ０ｚ　　＋Ｔ
ａ２　０！ｌ　　、ＷＯ３、ＴｌＢ２　　、ＶＨ２。
ＴａＢ２　　、ＴｌＳｉ２　　、ＴａＳｉ２　　。
Ｔｌ　　（Ｎ、Ｃ）　　、　　（Ｔｌ　　、Ｔａ）　　
Ｃ。
（Ｔｌ　　、Ｗ）　　Ｃ，Ｔｌ　　（Ｎ、Ｏ）　　。
Ｔｌ　（Ｃ，Ｎ、Ｏ）、（Ｔｌ　、Ｔａ、Ｗ）Ｃなどが
挙げることができる。これらの中間層は、化学駁論的化
合物のみでなく、非化学量論的化合物として形成される
こともあり、非化学量論的化合物の中でも金属元素に対
して非金属元素の比が少なくなった亜化学量論的化合物
として形成されていることもある。
本発明の立方晶窒化ホウ素被覆体の製造方法は、基体の
表面に１層又は多層で構成される中間層と立方晶窒化ホ
ウ素を主成分とする外層を設け、該基体と該外層との間
に該中間層が介在し。
該外層に隣接する該中間層はＡＩＬ、Ｇａ、Ｉｎ。
ＴｆＬの窒化物、窒酸化物及びこれらの相互固溶体から
選ばれた１挿具Ｈの窒素含有化合物層であり、該外層は
、該窒素含有化合物層の窒素原ｆの密充填面とへの配向
成長によってＩｉＬ成される方法である。ここで述べて
いる外層が窒素含有化合物層の窒素原ｆ−の密充填面上
への配向成長によって連成される方法とは５種）（の方
法によって行なうことができる。その内、特に立方晶窒
化ホウ素の安定な高圧高温条件で行なうのが立方晶窒化
ホウ素の配向成長の促進性から最も好ましく、その条件
とは圧力が４．５ＧＰａ以上、温度が７００℃以玉であ
ることが好ましい方法である。
未発ＩＪ＋のケ刀晶窒化ホウ素榎覆体の製造方法におい
て使用する基体は、）：述の高圧高温条件に耐えること
ができる金属８合金、超硬合金、サーメット又はセラミ
ックスなどがあり、これらの基体は、板状体、塊状体、
粉末状又は粉末圧粉体状のものを出発物質として用いる
ことができる。この内、板状体又は塊状体のものを出発
物質として用いる場合は、必要に応じて基体の表面を窒
化又は浸炭処理したり、もしくは研が、洗沙及び乾燥な
どを行なうのも中間層との密着性にすぐれることから好
ましいことである。
基体の表面に中間層を設ける方法は、例えば窒素含有化
合物層、第１′Ｊｌ：Ｒ補助層並びに周期律表４ａ、５
ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、
ケイ化物及びこれらの相互固溶体から選ばれた１種以上
の成分からなる第２密着補助層として設ける場合は、Ｃ
ＶＤ法、ＰＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法によって薄膜状
の層として形成させる方法、金属を蒸着した後浸炭や窒
化処理して金属化合物の層とする方法、スプレー、刷毛
塗りなどで粉末状として設ける方法、加圧成形によって
粉末圧粉体状として設ける方法又は板状体で設ける方法
がある。
また、基体と密着性を高めるために、中間層として、基
体の表面に金属又は合金からなる層を設ける必要がある
場合は、蒸着、イオンブレーティング又はスパッタのよ
うなＰＶＤ法の他にメッキによっても形成することがで
きる。
外層を形成するための出発物質は、非晶質窒化ホウ素、
六方晶窒化ホウ素、菱面体型窒化ホウ素、ウルツ鉱型窒
化ホウ素又はこれらの窒化ホウ素に立方晶窒化ホウ素を
含有させたものがある。
外層を形成するための出発物質中に立方晶窒化ホウ素が
存在すると、立方晶窒化ホウ素への転換促進作用となる
ので外層の形成にとって好ましいものである。勿論、立
方晶窒化ホウ素をそのまま外層を形成するための出発物
質として用いることもでさる。また、ボラジン又はボラ
ジン誘導体を加圧熱分解して得ることができる水素の含
有した非晶質窒化ホウ素は、立方晶窒化ホウ素への転換
に要する活性化エネルギーが低いことから外層を形成す
るための出発物質として好ましいものである。さらに、
六方晶窒化ホウ素、非晶質窒化ホウ素又は水素を含有し
た非晶質窒化ホウ素にボラジン、ボラジン誘導体又は窒
化ホウ素を生じるホウ素とｆｉ素と水素を含有した物質
から選ばれた１種を含有させたものは、を方晶窒化ホウ
素への転換が容易になることから外層を形成するための
出発物質として好ましいものである。
ここで述へてきたボラジンとは、化学式が８３　Ｎ３　
Ｎｂのもので、ボラジン誘導体とは、例えば ２．４−ジアミノボラジン（３３Ｎ５　Ｈａ　）　　。
ポランナフタリン（Ｂｓ　Ｎ５Ｈａ　）　　。
ボランヒフェニルＣＢｂ　Ｎｂ　Ｈ＋ｏ）のような人員
環構造のホウ素と窒素と水素の化合物を示すものである
。また、窒化ホウ素を生じるホウ素と窒素と水素の含有
した物質とは１例えば シボランＣＢ？　Ｈｂ　）。
テトラポラン（Ｂａ　Ｈ＋ｏ）　　。
ペンタポラン−９（Ｂｓ　Ｈｑ　）　　。
オクタホラン−１２（Ｂｓ　ＨＩ３）　　＋デカポラン
（Ｂ　ＩＯＨＩＩりなどの水素化ホウ素とアンモニア又
はヒドラジンからなるものである。
ボラジン、ボラジン誘導体又は窒化ホウ素を生じるホウ
素と窒素と水素を含有した物質の内、ボラジン、２．４
−ジアミノポラン、ペンタポラン−９，ペンタポラン−
１１，ヘキサポラン−１２のような常温で液体のものは
、六方品窒化ホウ素、非品ｊ！［窒化ホウ素又は水素を
含有した非晶質窒化ホウ素からなる粉末状又は粉末圧粉
体状のなかに湿潤させると立方晶窒化ホウ素への転換が
容易になることから外層を形成するための出発物質とし
て好ましいものである。
外層を形成するための出発物質としては、前述のような
☆：方品窒化ホウ素に転換する物質にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ
、Ａｌ、Ｓｉ及び周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属又は
周期律表４ａ。
５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、ホウ化物もしくは
これらの相！Ｆ固溶体の中の少なくとも１種などを含有
させることもできる。
本発明の立方晶窒化ホウ素被覆体の製造方法を具体的に
説明すると、第１の方法は、出発物質としての基体が、
例えば線引品、圧延品、ＰＪ造品。
鍛造品又は焼結晶からなる板状体もしくは塊状体である
場合、基体の表品を研摩、洗浄及び乾燥後ＣＶＤ法、Ｐ
ＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法によって中間層を設ける０
次いで、例えば０．０５ｐｍ〜２０　用ｍ　ｒｌＩＢ：
の薄膜状の外層を形成する目的で、中間層の表面にＣＶ
Ｄ法、ＰＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法によって外層を形
成するための出発物質を設けた後ベルト型又はガードル
型などの高圧高温装置に設置して立方晶窒化ホウ素の安
定な高圧高温条件ドで処理する方法である。
第２の方法は、第１の方法で用いたと同様の基体を出発
物質とし、この基体の表面に第１の方法と同様にして中
間層を形成した後、例えば０．１一層〜０　、８ｍ層程
度の厚膜状の外層を形成する目的で、中間層の表面に外
層を形成するための出発物質を粉末状又は粉末圧粉体状
として設け、次いで高温高圧装置に設置して立方晶窒化
ホウ素の安定な高圧高温条件Ｆで処理する方法である。
第３の方法は、第１の方法で用いたと同様の基体を出発
物質とし、この基体の表面に粉末状、粉末圧粉体状又は
板状体でなる中間層を設けた後、この中間層の表面に外
層を形成するための出発物質を粉末状又は粉末圧粉体状
として設け、次いで高温高圧装置に設置して立方晶窒化
ホウ素の安定な高圧高温条件ドで処理する方法である。
第４の方法は、出発物質としての基体、中間層及び外層
を全て粉末状又は粉末圧粉体状として設けた後、高−高
圧装置に１没置してケカ品窒化ホウ、長の安定な高圧高
温条件ドで処理する方法である。
以Ｅ、外層の配向成長は、立方晶窒化ホウ素の安定な高
圧高温条件で行なう方法について述へてきたが、従来の
ＰＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法によって外層の配向成長
を行なうこともできるものである。これらの方法の内、
特にｌ＆密な立方晶窒化ホウ素の外層としたり、中間層
の強度を４處するときは第１又は第２の方法が好ましい
方法である。
（作用） 本発明の立方晶窒化ホウ素被覆体は、基体の表面に中間
層と外層からなる被覆層を形成させた被覆体で、中間層
としての窒素含有化合物層の窒素密充填面上に外層とし
ての立方晶窒化ホウ素の窒素密充填面が配向成長して形
成された被覆体である。このために、外層は、立方晶窒
化ホウ素が緻省に含有していて、立方晶窒化ホウ素自体
の有している高硬度性、高熱伝導性、高電気絶縁性など
の諸特性に近似した特性を有しているものである。また
、外層は、中間層としての窒素含有化合物層の窒素密充
填面上に配向成長して形成されたものであるために中間
層との密着性にすぐれているものである。この中間層は
、基体の材種に適した構成にすることができるもので、
このために基体との密着性にすぐれているものである０
以上のことから、本発明の立方晶窒化ホウ素被覆体は。
外層のすぐれた特性を充分に発揮することができるもの
である。
（実施例） 実施例１ ＡＩＬ２０３−２０ｖｏｉ％Ｔｌ（Ｎ、Ｃ）−０，５マ
ａ１％ＭｇＯ組成のセラミックス焼結体で作成した形状
寸法ｌＯφ×３曹購の基体の表面をダイヤモンド砥石で
研摩後蒸留水及びエチルアルコールで洗浄、乾燥した０
次いで、この基体をＣＶＤ装置の容器内に設置し、５７
０立％ｋｌｃｌｚ　　−３５ｖｏＪ１％Ｎ？　−６０ｖ
ｏＭ　％Ｈ２雰囲気中、圧カフ０Ｔｏ　ｒ　ｒ　、温度
１０５０℃、保持時間２０分にて基体の表面にＡ９．Ｎ
層を形成させた０次に、容器内のガスを真空排気した後
、９ｖｏＪ１％ＢＣ１ｚ　−２３ｖａ１％％Ｈ７−３６
ｖｏｉ％ＮＨ３−３２ｖａ１％Ａｒ雰囲気中、圧力５０
Ｔｏｒｒ、Ｑ度１０００℃、保持時間１２０分の条件で
Ａ交Ｎ層の表面に′や化ホウ素の層を形成させた。この
ときの窒化ホウ素の層は、Ｘ線回折で調へた所、非晶質
窒化ホウ素と六方晶窒化ホウ素の混合物であった。これ
を高圧高温装置に設置して、圧力５．５ＧＰａ　、温度
１３００℃の条件で処理して本発明の被覆体を得た。こ
うして得た本発明の被覆体をＸ線回折及び走査型電ｆ顕
Ｗｋ鏡にて調べた所、外層は厚さ２μｍの立方晶窒化ホ
ウ素の層であり、中間層は厚さ０．５ｇｍのＡＩＮ層で
あった。また、外層は緻密で均一なドＩ膜であり、その
硬さはマイクロビッカースで５３００ｋｇ／ｍ■２であ
った。
実施例２ Ｚｒ０７−５マａｎ％ＭｇＯ組成のセラミックス焼結体
で作成した形状寸法１０φＸ３ｍｍの基体の表面を実施
例１と同様に処理した後、ＣＶＤ？ｔ？Ｌの容器内に設
置し、５マ０交％Ａ見Ｃ文３−１０ｖａｎ％Ｃｏ−１０
ｖｏｕ％ＣＯ２−７５ｖａ１％Ｈ２雰囲気中、圧力３０
Ｔｏ　ｒ　ｒ　、温度１１００℃。
保持時間１２０分にて基体の表面にＡ２２０３層を形成
させた０次いで、容器内のガスを真空排気した後、実施
例１と同様の条件でＡＩＬ？　０３層の表面にＡ交Ｎ層
を形成させた０次に、再び容器内のガスを真空排気した
後、実施例１と同様の条件でＡｕＮ層の表面に窒化ホウ
素の層を形成させた。これを高圧高温装置に設置して、
実施例１と同様に処理して本発明の被覆体を得た。こう
して得た本発明の被覆体をＸ線回折及び走査型電子顕微
鏡にて調べた所、外層は厚さ２１層ｍの立方晶窒化ホウ
素の層であり、中間層は厚さ０．５＃ＬｍのＡ見Ｎ層と
厚さ０．５終ｍのＡ立７０３層であった。また、外層は
緻密で均一な薄膜であり、その硬さはマイクロビッカー
スで５３００　ｋｇ／麿麿？であった。
実施例３ ＷＣ−１０ｖｏ交％Ｃｏ組成の超硬合金で作成した形状
・を法１０φ×３１腸の基体の表面を実施例１と同様に
処理した後、ＣＶＤ装置の容器内に設こし、８ｖａＪＬ
％ＴｌＣ１ａ　　−５ｖｏｉ％ＣＨ４−８７ｖｏｉ％Ｈ
２雰囲気中、圧力２０Ｔｏ　ｒ　ｒ　、温度ｔ　ｏｏｏ
℃、保持時間３０分にて基体の表面にＴｌＣ層を形成さ
せた。その後、実施例２と同様のＬ程及び条件で処理し
て本発明の被覆体を得た。こうして得た本発明の被覆体
をＸ線回折及び走査型電子顕微鏡にて調べた所、外層は
厚さ２ｇｍの立方晶窒化ホウ素の層であり、中間層は厚
さ０．５１層ｍのＡ愛Ｎ層と厚さ０．５１層ｍのＡ２２
０３層と厚さ０．５鉢ｍのＴ　ｉ　Ｃ層であった。また
、外層は、緻密で均一な薄膜であり、その硬さはマイク
ロビアカースで５３００　ｋｇ／ｓｓ２であった。
実施例４ Ｓ　ｉ３　Ｎａ　−８ｗａｎ％ＡＲＭ−８ｖａＪＬ％Ｍ
ｇＯ狙或のセラミックス焼結体で作成した形状す法１０
φ×３ＩＩ１１の基体の表面を実施例１と同様にしてＡ
ｕＮ層を形成させた０次いで、　ＡｆＬＮ層の表面にボ
ラジンを加圧熱分解して得た窒素の含有した非品質窒化
ホウ素の粉末圧粉体を設けた後高圧高温装置に設置して
、圧力６ＧＰａ、温度１４００℃の条件で処理して本発
明の被覆体を得た。こうして得た本発明の被覆体をＸ線
回折及び走査型電子顕微鏡にて調べた所、外層は厚さ０
．４１層の立方晶窒化ホウ素の層であり、中間層は厚ざ
０．５ルｍのＡ見Ｎ層であった。また、外層は緻密で均
一な厚膜であり、その硬さはマイクロビッカースで５７
００　ｋｇ／麿■２であった。
実施例５ ＴｌＣ−１０ｖｏＪ１％ＮｂＣ−１０ｖｏｕ％ＶＣ組成
のセラミックス焼結体で作成した形状寸法１０φ×３■
■の基体の表面に実施例２と同様にしてＡ２２０３層と
ＡｆＬＮ層を形成させた０次いで、ＡｕＮ層の表面に非
晶ｍＷ化ホウ素の粉末圧粉体を設けた後高圧高温装置に
設置し、圧力６ＧＰａ　、１！度１５００℃の条件で処
理して本発明の被覆体を得た。こうして得た本発明の被
覆体をＸ線回折及び走査型電子顕微鏡にて調べた所。
外層は厚さ０．２■ｌのゲ方晶窒化ボウ素の層であり、
中間層は厚さ０．５ルｍのＡｕＮ層と厚さ０．５４ｍｔ
７）Ａ１２０３層であった。また、外層は、緻密で均一
な厚膜であり、その硬さはマイクロビッカースで５５０
０　ｋｇ／−雪２であった。
実施例６ Ｔｌｃ−５ｖｏｉ％Ｔ　ｉ　Ｎ　−２ｖａｎ％ＷＣ−６
ｖｏｉ％Ｍｏ７　Ｃ−１０ｖａ１％Ｎ　ｔ　、１１１成
のサーメット焼結合金で作成した形状寸法ｌＯφ×３膳
■の基体の表面に実施例３と同様にしてＴ　ｉ　Ｃ層と
Ａ２２０３層とＡ文Ｎ層を順次形成させた０次いで、Ａ
見Ｎ層の表面に六方前窒化ホウ素の粉末圧粉体を設けた
後高圧高温装置に設置して、圧力６．５ＧＰａ　、温度
１６００℃の条件で処理して本発明の被覆体を得た。こ
うして得た本発明の被覆体をＸ線回折及び走査型型Ｐｗ
Ｊ微鏡にて調べた所、外層は厚さ０．６層厘の立方晶窒
化ホウ素の層であり、中間層は厚さ０．５ルｍのＡｌ；
ＬＮ層と厚さ０．５ｐｍのＡＪＬ２０：１層と厚さ０．
５ｇｍのＴ　ｉ　Ｃ−Ｎ　ｒ層であった。また、外層は
緻密で均一・な厚膜であり、その硬さはマイクロビッカ
ースで５６００　ｋｇ／■曽２．比抵抗１．３Ｘ１０１
０Ω−Ｃ濡、ｌＯＫＨｇで゛測定した誘電率は８．３で
あった。
実施例７ ＷＣ−２０ｖａＭ％Ｔｌｃ−７ｖａｌ１％ＴａＣ−１１
ｖｏｕ％ＣＯ組成の混合粉末を金型に入れて加圧し、次
いで、Ｔｌ（Ｃ，Ｎ）粉末とＹ７０３粉末とＡＩＮ粉末
を順次振込んでは加圧した後、高圧高温装置に設置し、
圧力６．０ＧＰａ　、温度１４５０℃の条件で処理して
本発明の被覆体を得た。こうして得た本発明の被覆体を
Ｘ線回折及び走査型電子顕微鏡にて調へた所、外層は厚
さ０．５ｍｍの立方晶窒化ホウ素の層であり、中間層は
厚さ０．３厘層のＡｌ（ＮＯ，９９、Ｏｏ、ｏ＋）層と
厚さ０　、２ｇ諺のＹ？　０３層と厚さ０．３篇閣のＴ
ｌ　　（Ｃ，Ｎ）−Ｃｏ層であった。また、外層はｗＩ
害で均・な厚膜であり、その硬さはマイクロビッカース
で５４００　ｋｇ／ｍｓ’であった。
実施例８ インコネル７１３ｃ相当品で形状にＩ″法がｌｏ×１０
１０Ｘ１の基体の表面をラッピング、洗浄及び乾燥後、
イオンブレーティング装置の容器内に設置した０次いで
、容器内を真空排気してから５００℃に昇温し、０．２
ＴｏｒｒでＡｒポア　／＜−ドを１０分間行なった後、
ＴｆンゴットをＥＢガンで６ＫＶ、０．４Ａの条件で蒸
発イオン化させ１反応ガスとしてＣ２Ｎ２　を５ＸＩＯ
４Ｔ　ｏ　ｒ　ｒまで導入し、基体にｔｏｏｖの負のバ
イアス電圧をかけて２０分分間前した０次に、容器内を
真空排気してから反応ガスとして０？を９×１０’Ｔｏ
ｒｒまで導入し、ＡｌインゴットをＥＢガンで３ＫＶ、
０．３Ａの条件で蒸発イオン化させ、基体に２０Ｖの負
のバイアス電圧をかけて１５分間蒸前音行なった０次い
で、容器内を真空排気してから反応ガスとしてＮ２を５
Ｘｌ、０”４Ｔｏｒｒまで導入し、Ａｌインゴットを蒸
発イオン化させて７Ａ着を行なった。この蒸着層の表面
にボラジンを加圧熱分解して得た窒素の含有した非晶質
窒化ホウ素の粉末圧粉体を設けて高圧高温装置に設置し
、粉末圧粉体中にボラジンを１ｓｉｌ？ｌｌさせて空隙
のない状態にした後、圧力６ＧＰａ　、温度１０００℃
の条件で処理して本発明の被覆体を得た。こうして得た
本発明の被覆体をＸ線回折及び走査型電子ｍ＊鏡にて調
べた所、外層は厚さ０．３＋ｗ層の立方晶窒化ホウ素の
層であり、中間層は厚さ１．０ｇ、ｍのＡｉＮ層と厚さ
０．５ｐｍのＡｊＬ２Ｏｚ層と厚さ１．ｏｐｍのＴｌ０
層であっ３え、よえ１．１．ワ、、アゎ−、ワ、あ９．
工咥″硬さはマイクロビッカースで５０００　ｋｇ／濡
薦２であった・ 実施例９ 形状寸法１０１０Ｘｌ０Ｘ１のＮＯ板の基体の表面を洗
浄及び乾燥後、ＣＶＤ装置の容器内に設δし、８ｖｏＪ
１％ＴｌＣ文４　−４５ｖｏｉ％Ｎ２　−４７ｖｏｉ％
Ｈ２Ｈ囲気中、圧力５０Ｔｏ　ｒ　ｒ　、温度９００℃
、保持時間４０分にて処理し、基体の表面にＴｌＮ層を
形成させた０次いで、容器内を真空排気した後、５マ０
！；Ｌ％Ａ見Ｃ立３−５Ｔ０文％ＣＯ−５ｖａｆＬ％Ｃ
ｏ２−８５ｖａ１％Ｈ２雰囲気中、圧カフ０Ｔｏｒｒ、
温度９００℃、保持時間１８０分にて処理し、ＴｌＮ層
の表面にＡｌ２０＝層を形成させた。その後、容器内を
真空排気した後、８マｏＬ；Ｌ％Ａ文Ｃ立３−３５Ｔ０
見％Ｎ、−５７マ０見％Ｈ２雰囲気中、圧カフ０Ｔｏｒ
ｒ、温度９００℃、保持時間４０分にて処理し、Ａ１２
０３層の表面にＡ２８層を形成させた。引続き、容器内
を真空排気した後、５！ｏ愛％Ｂｘ　Ｎ３　Ｈｂ　−３
５ｖｏ１％Ｎ２−８０　ｖａ！Ｌ％Ｈ２雰囲気中、圧力
１００Ｔｏｒｒ、温度６００℃。
保持時間１８０分にて処理した。その後、高圧高温装置
に設置して、圧力６ＧＰａ、温度１４００℃にて処理し
て本発明の被覆体を得た。こうして１１１た未発１ｊｌ
Ｊの被覆体をＸ線回折及び走査型電子顕微鏡にて調べた
所、外層は厚さ２７層ｍの立方晶窒化ホウ素の層であり
、中間層は厚さ１．ｏｇｍのＡＩＮ層と厚さ０．５ｕＬ
ｍのＡｌ２Ｏ３層と厚さ１．０ｇ、ｍのＴ　ｉ　Ｎ層で
あった。また、外層は緻密で均一な％Ｄ膜であり、その
硬さはマイクロビッカースで５４００　ｋｇ／−一ノで
あった。
実施例１０ ＷＣ−１０ｖｏｉ％組成で形状寸法１０φＸ５ｍｍの超
硬合金でなる基体の表面にＴｌ（Ｃ，Ｎ）の粉末圧粉体
と、このＴｌ（Ｃ，Ｎ）の粉末圧粉体の表面に５ｉｚＮ
ａ−Ａ文２０３の粉末圧粉体と、このＳｉ２　Ｎ層　−
Ａ文７０３の粉末圧粉体の表面にＡＩＨの粉末圧粉体と
、このＡＩＨの粉末圧粉体の表面に１０ｖｏｕ％ＴｌＮ
−３ｖｏ１％ｗｅ−２ｖａ１％Ｎｉ−３０ｖａ１％ＣＢ
　Ｎ　−５５ｖａｎ％−ａＢＮの粉末圧粉体を設けた後
、高圧高温装置に設置して、圧力６ＧＰａ　、温度１４
５０℃にて処理して本発明の被覆体を得た。こうして得
た本発明の被覆体をＸ線回折及び走査型電子ＷＪ微鏡に
て調べた所、外層は厚さ０．４一層の立方晶窒化ホウ素
を−Ｌ成分とした緻密で均一な厚膜であり、中間層は厚
さ０．２ｍｍのＡｎ　（ＮＯ，９９，０Ｇ、０＋）の層
と厚す０　、２ｍｙａ（１）　（Ｓ　ｉ　、　Ａ立）（
Ｎ　、　Ｏ）層と厚さ０．２ｍｍのＴｌ（Ｃ，Ｎ）−Ｃ
ｏの層であった。外層の硬さは、マイクロビッカースで
４３００　ｋｇ／履■２であった。
（発明の効果） 本発明の立方品窒化ホウ素被覆体は、を万病窒化ホウ素
がｗ＆密で均一・な厚膜又は薄膜の外層として形成され
ており、この外層と基体との間に１層又は多層でなる中
間層が介在されているものである。このために１本発明
の被覆体は、外層と中間層、中間層と基体及び中間層内
における密着性及び耐剥離性にすぐれており、外層のす
ぐれた諸性性を充分に発揮することができるものである
０例えば、外層が有している高硬度性、高熱伝導性。
耐摩耗性、耐酸化性、耐熱性及び耐化学的安定性を利用
して２本発明の被覆体は、切削工具又は耐摩耗り几とし
て応用することができるものである。また、外層が有し
ている高熱伝導性及び高電気絶縁性を利用して、本発明
の被覆体は。
ＥＣＬ　、ＬＳ　Ｉのパッケージ、バイポーラＬＳＩメ
モリのマルチチップモジュール又は通信用半導体レーザ
のマウントなどのヒートシンク部を含めた′性導体基板
として応用することができるものである。
特に、外層を厚膜として成長させた場合、外層の最北衣
を形成する立方晶窒化ホウ素の結晶面は、はとんどすべ
てが（１１１）而となり１周知の如くこの面は最も硬さ
が高く、耐摩耗性にすぐれた面であるのですＪ削工具又
は耐摩耗工具としての用途上すぐれた効果が得られるも
のである。また、最上衣が立方晶窒化ホウ素の（１１１
）面でなる外層は、熱伝導性及び電気絶縁性にもすぐれ
た効果を発揮するので、その方向性を利用して、各種の
材料部品に応用できるものである。
このように１本発明の被覆体は、工具材料部品、電子材
料部品、精密機器材料部品またはロボット材料部品など
あらゆる産業分野の材料部品として応用できる産業玉有
用な材料及びその製造方法である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基体の表面に立方晶窒化ホウ素を主成分とする外
    層を形成した被覆体において、前記基体と面記外層との
    間に１層又は多層で構成される中間層を介在させ、前記
    外層に隣接する該中間層がＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌの窒
    化物、窒酸化物及びこれらの相互固溶体から選ばれた１
    種以上の窒素含有化合物層によって形成されていること
    を特徴とする立方晶窒化ホウ素被覆体。
  2. （２）上記中間層は、上記外層に隣接する窒素含有化合
    物層と１層又は多層で構成された密着補助層とからなり
    、前記窒素含有化合物層に隣接する第１密着補助層がＡ
    ｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌの酸化物並びにアルカリ土類金属
    、希土類金属又はＳｉの酸化物、窒化物及びこれらの相
    互固溶体から選ばれた１種以上の成分からなることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の立方晶窒化ホウ素
    被覆体。
  3. （３）上記中間層において、上記第１密着補助層に隣接
    する第２密着補助層が周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属
    の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物及びこ
    れらの相互固溶体から選ばれた１種以上の成分からなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の立方晶窒
    化ホウ素被覆体。
  4. （４）上記中間層において、上記第１密着補助層に隣接
    する第２密着補助層が周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属
    の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物及びこ
    れらの相互固溶体から選ばれた１種以上の成分とＦｅ、
    Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた１種以上の成
    分からなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
    の立方晶窒化ホウ素被覆体。
  5. （５）基体の表面に立方晶窒化ホウ素を主成分とする外
    層を形成する被覆体の製造方法において、前記基体と前
    記外層との間に１層又は多層で構成される中間層を設け
    、前記外層に隣接する該中間層はＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔ
    ｌの窒化物、窒酸化物及びこれらの相互固溶体から選ば
    れた１種以上の窒素含有化合物層であり、前記外層は該
    窒素含有化合物層の窒素原子の密充填面上への配向成長
    によって連成されることを特徴とする立方晶窒化ホウ素
    被覆体の製造方法。
  6. （６）上記外層の配向成長は、立方晶窒化ホウ素の安定
    な高圧高温条件によって行なわれることを特徴とする特
    許請求の範囲第５項記載の立方晶窒化ホウ素被覆体の製
    造方法。
  7. （７）上記立方晶窒化ホウ素の安定な高圧高温条件は、
    圧力が４．５ＧＰａ以上温度が７００℃以れであること
    を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の立方晶窒化ホ
    ウ素被覆体の製造方法。
  8. （８）上記外層の配向成長は、物理蒸着法又はプラズマ
    化学蒸着法によって行なわれることを特徴とする特許請
    求の範囲第５項記載の立方晶窒化ホウ素被覆体の製造方
    法。
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4751109A (en) * 1987-01-20 1988-06-14 Gte Laboratories Incorporated A process for depositing a composite ceramic coating on a hard ceramic substrate
JPS63239103A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Ulvac Corp 立方晶窒化硼素被覆体およびその製造法
EP0314807B1 (en) * 1987-05-12 1993-01-27 Kabushiki Kaisha Kouransha Molten metal container
FR2620443B1 (fr) * 1987-09-11 1989-12-22 Rhone Poulenc Chimie Nouveaux composes a base de nitrure de bore
JPH02217473A (ja) * 1988-02-29 1990-08-30 Natl Res Dev Corp 窒化アルミニウムフィルムの形成方法
US4970095A (en) * 1988-12-30 1990-11-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for coating substrates with boron nitride
US4957773A (en) * 1989-02-13 1990-09-18 Syracuse University Deposition of boron-containing films from decaborane
FR2649974B1 (fr) * 1989-07-21 1991-09-27 Aerospatiale Materiau carbone protege contre l'oxydation par du carbonitrure de bore
EP0430872B1 (de) * 1989-11-22 1995-04-05 Balzers Aktiengesellschaft Werkzeug oder Instrument mit einer verschleissresistenten Hartschicht zum Be- oder Verarbeiten von organischem Material
CH680369A5 (ja) * 1989-11-22 1992-08-14 Balzers Hochvakuum
EP0430873A3 (en) * 1989-11-22 1991-11-06 Balzers Aktiengesellschaft Roller with a friction- and wear-reducing hard coating and process for producing the coating
US5246787A (en) * 1989-11-22 1993-09-21 Balzers Aktiengesellschaft Tool or instrument with a wear-resistant hard coating for working or processing organic materials
DE59007568D1 (de) * 1990-04-06 1994-12-01 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von mikrokristallin kubischen Bornitridschichten.
JPH0487286A (ja) * 1990-07-30 1992-03-19 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグの絶縁碍子
JPH04228572A (ja) * 1990-08-10 1992-08-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 硬質窒化ホウ素合成法
DE4126851A1 (de) * 1991-08-14 1993-02-18 Krupp Widia Gmbh Werkzeug mit verschleissfester schneide aus kubischem bornitrid oder polykristallinem kubischem bornitrid, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung
US5441817A (en) * 1992-10-21 1995-08-15 Smith International, Inc. Diamond and CBN cutting tools
US5578377A (en) * 1993-04-21 1996-11-26 Asahi Glass Company Ltd. Colored thin film-forming coating solution and colored thin film obtained by such coating solution
SE503038C2 (sv) * 1993-07-09 1996-03-11 Sandvik Ab Diamantbelagt skärande verktyg av hårdmetall eller keramik
US5731046A (en) * 1994-01-18 1998-03-24 Qqc, Inc. Fabrication of diamond and diamond-like carbon coatings
US5620754A (en) * 1994-01-21 1997-04-15 Qqc, Inc. Method of treating and coating substrates
US5554415A (en) * 1994-01-18 1996-09-10 Qqc, Inc. Substrate coating techniques, including fabricating materials on a surface of a substrate
US5518780A (en) * 1994-06-16 1996-05-21 Ford Motor Company Method of making hard, transparent amorphous hydrogenated boron nitride films
DE69521409T2 (de) * 1995-03-01 2002-05-16 Sumitomo Electric Industries Boraluminiumnitrid-Beschichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
AT405296B (de) * 1995-12-20 1999-06-25 Miba Gleitlager Ag Gleitlagerwerkstoff aus einer bis auf erschmelzungsbedingte verunreinigungen siliciumfreien aluminiumlegierung
US5976716A (en) * 1996-04-04 1999-11-02 Kennametal Inc. Substrate with a superhard coating containing boron and nitrogen and method of making the same
US5948541A (en) * 1996-04-04 1999-09-07 Kennametal Inc. Boron and nitrogen containing coating and method for making
EP0927331B1 (en) * 1996-08-08 2004-03-31 William Marsh Rice University Macroscopically manipulable nanoscale devices made from nanotube assemblies
US5885666A (en) * 1997-05-06 1999-03-23 General Motors Corporation Conversion of hexagonal-like BN to cubic-like BN by ion implantation
JP4294140B2 (ja) * 1999-01-27 2009-07-08 有限会社アプライドダイヤモンド ダイヤモンド薄膜の改質方法及びダイヤモンド薄膜の改質及び薄膜形成方法並びにダイヤモンド薄膜の加工方法
US6593015B1 (en) 1999-11-18 2003-07-15 Kennametal Pc Inc. Tool with a hard coating containing an aluminum-nitrogen compound and a boron-nitrogen compound and method of making the same
US20080038585A1 (en) * 2004-10-19 2008-02-14 Mitsubishi Electric Corporation Process for Film Production and Semiconductor Device Utilizing Film Produced by the Process
US8968827B2 (en) * 2008-04-01 2015-03-03 U.S. Department Of Energy Methods of forming boron nitride
IL196439A (en) * 2009-01-11 2013-04-30 Iscar Ltd A method for cutting alloys and cutting for them
CN112996945B (zh) * 2018-07-10 2024-04-05 耐科思特生物识别集团股份公司 用于电子设备的热传导及保护涂覆件

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60243273A (ja) * 1984-05-16 1985-12-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 硬質被覆部品

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4120885A (en) * 1975-05-14 1978-10-17 William H. Rorer, Inc. Ethynylbenzene compounds and derivatives thereof
US4148964A (en) * 1977-01-21 1979-04-10 Fedoseev Dmitry V Polycrystalline superhard material and method of producing thereof
JPS6012991B2 (ja) * 1979-05-01 1985-04-04 住友電気工業株式会社 高硬度工具用焼結体の製造法
US4403015A (en) * 1979-10-06 1983-09-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Compound sintered compact for use in a tool and the method for producing the same
EP0040552A1 (en) * 1980-05-20 1981-11-25 De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited Heat sinks
US4357382A (en) * 1980-11-06 1982-11-02 Fansteel Inc. Coated cemented carbide bodies
FR2498962A1 (fr) * 1981-01-30 1982-08-06 Sumitomo Electric Industries Pastille frittee composite destinee a etre utilisee dans un outil et procede pour sa fabrication
US4522633A (en) * 1982-08-05 1985-06-11 Dyer Henry B Abrasive bodies
US4415420A (en) * 1983-02-07 1983-11-15 Applied Coatings International, Inc. Cubic boron nitride preparation
US4412899A (en) * 1983-02-07 1983-11-01 Applied Coatings International, Inc. Cubic boron nitride preparation utilizing nitrogen gas
JPS60152677A (ja) * 1984-01-20 1985-08-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 立方晶窒化硼素被覆硬質体の製造方法
JPS60238481A (ja) * 1984-05-14 1985-11-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 多重層被覆超硬合金
JPS6148568A (ja) * 1984-08-09 1986-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 多層硬質膜被覆工具

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60243273A (ja) * 1984-05-16 1985-12-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 硬質被覆部品

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EP0209137A2 (en) 1987-01-21
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EP0209137B1 (en) 1991-10-02
US4731303A (en) 1988-03-15
US4762729A (en) 1988-08-09
JPH0566349B2 (ja) 1993-09-21

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