JPS6250098A - 金属化合物の粉末冶金装置 - Google Patents

金属化合物の粉末冶金装置

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JPS6250098A
JPS6250098A JP60190399A JP19039985A JPS6250098A JP S6250098 A JPS6250098 A JP S6250098A JP 60190399 A JP60190399 A JP 60190399A JP 19039985 A JP19039985 A JP 19039985A JP S6250098 A JPS6250098 A JP S6250098A
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Japan
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powder
vacuum chamber
laser beam
metallic
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JP60190399A
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Suketsugu Enomoto
祐嗣 榎本
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/22—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc
    • B05B7/228—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using electromagnetic radiation, e.g. laser
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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】 （イ）発明の目的 ［産業上の利用分野］ この発明は金属若しくは金属化合物の粉末材料から塊状
の金属化合物を生成するための粉末冶金装置に関するも
のである。
［従来の技術］ 比較的純度が高く、化学量論的な組成を有する金属化合
物の被膜を生成する技術としでは、イオンブレーティン
グ法が知られでいる。このイオンブレーティング法は第
２図に示すように、真空チャンバ１０２内に金属材料１
０３、電極１０４及び基板１０５を配置し、電極１０４
によって真空チャンバ１０２内に放電を形成し、管１０
６から供給された反応ガスの放電プラズマ中で金属材料
１０３を電子ビーム加熱するなどの方法で蒸発し、放電
にＪ：つて活性化して負の高電圧を印加した基板１０５
上に堆積さＵるものである。
［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、このイオンブレーティング法では、金属化合
物を生成する速度が遅く、例えば、窒素プラズマ中でチ
タンを蒸発させて窒化チタンを生成する場合で高々毎分
０．５μｍの程度である。
その他の技術の例としては、化学蒸着法があるが、四・
塩化チタンとアンモニア等のガスを熱的に分解して窒化
チタンを生成する化学蒸着法は上記イオンブレーティン
グ法よりももつと遅く、毎時１μｍのオーダであり、こ
れらの方法では高純度でバルクな金属化合物を生成する
には余りにも時間がかかりすぎ実用的でない。
一方、金属化合物材はその微粉末を焼結しても生成でき
るが、焼結密度や強度の向上を図るためにバインダーを
必要とし、高純度の材料を得ることが困難である。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、高純度の金属化合物を迅速に粉末冶金的に生成する
ことができる金属化合物の粉末冶金装置を提供号“るこ
とを目的とするものである。
（ロ）発明の構成 ［問題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の金属化合物の粉末冶金
装置は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配設さ
れた基板と前記真空チャンバ内に雰囲気ガスと金属若し
くは金属化合物からなる材料粉末とを供給する供給装置
と、前記真空ブヤンバ内にレーザビームを照射し１ワる
レーザビーム照射装置とを備え、かつ、前記真空ブヤン
バ内に放電を発生さけるに足る負の電圧を前記基板に印
加するように構成したことを特徴としている。
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。
第１図において、１は粉末冶金装置である１、粉末冶金
装置１は真空チレンバ２を備えている。真空チャンバ２
は気密ＩＭ造で、内部に基板３を収納し、かつ真空排気
系４によつＣ０１気される構造をなしている。粉末冶金
装置１はまた、レーザビーム照射装置５と粉末材料供給
装置６とを備えている。
レーザビーム照射装置５はレーザ光源７で発振したシー
１アビーム１２を光ファイバー８及び光学系１１を通し
て真空チャンバ２内に照射し得る。
レーザビーム１２の外側は粉末金属供給ノズル１５が同
軸状に設！：Ｊられて真空チャンバ２内に下向きに突出
している。粉末金属供給ノズル１５は内筒１６及び外筒
１７とからなり、内筒１６及び外筒１７の間の環状間隙
が金属材料粉末１８の供給路２１を構成する。供給路２
１は供給バイブ２２を介してホッパ２３に連結する。真
空チャンバ２内には反応ガス供給装置２４によって反応
ガスが供給されるが、この反応ガスはボンベ２５からノ
ズル２６を通して真空チ１？ンバ２内に供給される他に
、供給路２１にも供給されて、金属材料粉末１８に対す
るるキャリアガスとしても機能する。
基板３には高圧電源２７により負の直流高電圧を印加し
、粉末供給ノズル１５と基板３との間にグロー放電を起
させ、真空チャンバ２内の反応ガスを活性化させる。
［作用］ このように構成された粉末冶金装置において、粉末冶金
をする場合には、真空チャンバ２内に反応ガス供給装置
２４から窒素ガス等の反応ガスを供給し、かつ、基板３
に負の直流高電圧を作用させて反応ガスを活性化させる
。
それと同時に、レーザビーム照装置５によって真空チ１
１ンバ２内にレーザビーム１２を照射しておく。この状
態において、供給路２１から金属材料粉末１８を落手さ
せてレーザビーム２７中に供給すると、金属材料粉末１
８は溶解し、かつ反応ガスと反応して金属化合物２８を
生成する。こうして生成した金属化合物２８は基板３近
傍の電位勾配に引かれて基板３上に堆積する。
［実施例］ 金属材料粉末　　　チタン（粒径１μｍ）供給速度　　
　　　０．１ｃｃ／ｓｅｃ反応ガス　　　　　窒素 基板に印加する直流電圧　　１〜２ＫＶレーザ：炭酸ガ
スレーザ レーザ発振器出力　　　　　５ＫＷ 以上の条件により 成長速麿１／数μｍ／ｍ　ｉ　ｎの窒化チタンのＪｆｔ
積を１７だ。
（ハ）発明の効果 このように構成された金属化合物の粉末冶金装置におい
ては、材料金属を蒸気としてではなく、粉末流として供
給するので、金属化合物の生成が極めて高速である。し
かもバインダーを使用しないので、極めて高純度の金属
化合物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例に係わる金属化合物の粉末
冶金装置の構成を示す説明図、及び第２図はイオンブレ
ーティング装置を示す構成説明図である。 １・・・粉末冶金装置　　２・・・真空チャンバ　　３
・・・基板　　４・・・真空排気系　　５・・・レーザ
ビーム照射装置　　６・・・粉末材料供給装置　　７・
・・レーザ光ｇｉ　　８・・・光ファイバー　　１１・
・・光学系１２・・・レーザビーム　　１３・・・レン
ズ　　１４・・・レンズ　　１５・・・粉末供給ノズル
　　１６・・・内筒１７・・・外筒　　１８・・・金属
材料粉末　　２１・・・供給路　　２２・・・供給パイ
プ　　２３・・・ホッパ２４・・・反応ガス供給装置　
　２５・・・ボンベ２６・・・ノズル　　１０２・・・
真空チャンバ１０３・・・金属材料　　１０４・・・電
極　　１０５・・・基板　　１０６・・・管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配設された基板
    と前記真空チャンバ内に雰囲気ガスと金属若しくは金属
    化合物からなる材料粉末とを供給する供給装置と、前記
    真空チャンバ内にレーザビームを照射し得るレーザビー
    ム照射装置とを備え、かつ、前記真空チャンバ内に放電
    を発生させるに足る負の電圧を前記基板に印加するよう
    に構成したことを特徴とする金属化合物の粉末冶金装置
JP60190399A 1985-08-29 1985-08-29 金属化合物の粉末冶金装置 Granted JPS6250098A (ja)

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