JPH04128377A - 強固な付着強度を有する気相合成ダイヤモンド被覆層の形成方法 - Google Patents
強固な付着強度を有する気相合成ダイヤモンド被覆層の形成方法Info
- Publication number
- JPH04128377A JPH04128377A JP24793290A JP24793290A JPH04128377A JP H04128377 A JPH04128377 A JP H04128377A JP 24793290 A JP24793290 A JP 24793290A JP 24793290 A JP24793290 A JP 24793290A JP H04128377 A JPH04128377 A JP H04128377A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating layer
- diamond coating
- thickness
- vapor
- adhesive strength
- Prior art date
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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〕
この発明は、付着強度の高い気相合成ダイヤモンド被覆
層を形成する方法に関するものである。
層を形成する方法に関するものである。
従来、一般にダイヤモンドの気相合成法として、特開昭
５８−９１１００号公報に記載される熱フイラメント法
や、特開昭５８−１３５１１７号公報に記載される直流
または交流プラズマ法、さらに特開昭５８１１０４９４
号公報に記載されるマイクロ波プラズマ法などの方法が
知られている。
５８−９１１００号公報に記載される熱フイラメント法
や、特開昭５８−１３５１１７号公報に記載される直流
または交流プラズマ法、さらに特開昭５８１１０４９４
号公報に記載されるマイクロ波プラズマ法などの方法が
知られている。
また、ダイヤモンドは、高硬度および高弾性率を有し、
かつ熱伝導性および絶縁性にすぐれていることから、例
えば特開昭５９−１６６４０２号公報や特開昭６４−３
０９７号公報、さらに特開昭Ｅｉ３−１［１６３９８号
公報に記載されるように、切削工具部材や、半導体装置
の基板およびスピーカーの振動板などの各種電子電気機
器部材などに、上記の気相合成法を用いて、通常１〜１
０μｓの厚さのダイヤモンド被覆層を形成することも行
なわれている。
かつ熱伝導性および絶縁性にすぐれていることから、例
えば特開昭５９−１６６４０２号公報や特開昭６４−３
０９７号公報、さらに特開昭Ｅｉ３−１［１６３９８号
公報に記載されるように、切削工具部材や、半導体装置
の基板およびスピーカーの振動板などの各種電子電気機
器部材などに、上記の気相合成法を用いて、通常１〜１
０μｓの厚さのダイヤモンド被覆層を形成することも行
なわれている。
一方、近年の各種機械装置の高性能化はめざましく、省
力化および省エネルギー化と相まって、これら各種部材
の使用条件も一段と苛酷さを増す傾向にあるが、これら
部材においては、部材を構成する基体の表面に対する気
相合成ダイヤモンド被覆層の付着強度が十分でないため
に、特に苛酷な条件下での実用に際して剥離が発生し易
く、したがってより付着性の高い気相合成ダイヤモンド
被覆層の形成が強く望まれている。
力化および省エネルギー化と相まって、これら各種部材
の使用条件も一段と苛酷さを増す傾向にあるが、これら
部材においては、部材を構成する基体の表面に対する気
相合成ダイヤモンド被覆層の付着強度が十分でないため
に、特に苛酷な条件下での実用に際して剥離が発生し易
く、したがってより付着性の高い気相合成ダイヤモンド
被覆層の形成が強く望まれている。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、基体表
面に対する気相合成ダイヤモンド被覆層の付着強度のよ
り一層の向上をはかるべく研究を行なった結果、 各種材料の基体の表面に、通常の気相合成法を用いてダ
イヤモンド被覆層を形成するに先だって、前記基体表面
にきわめて薄い厚さ、すなわち０．００１〜Ｉｎｓの範
囲内の厚さで、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれら
の２種以上合金のうちの１種以上で構成された鉄族金属
層を形成しておき、この状態で気相合成法によるダイヤ
モンド被覆層の形成を行なうと、ダイヤモンドの合成が
前記鉄族金属を取り込みながら行なわれるため、形成さ
れた気相合成ダイヤモンド被覆層は、基体表面との界面
部に０．００１〜１即の範囲内の所定厚さに亘って鉄族
金属が分布したものとなり、この鉄族金属か分布した界
面部の基体表面に対する付着強度は著しく高く、したか
って、この結果の気相合成ダイヤモンド被覆部材は、こ
れを苛酷な条件下で使用してもダイヤモンド被覆層が剥
離することがなくなり、著しく長期に亘ってすぐれた性
能を発揮するようになるという研究結果を得たのである
。
面に対する気相合成ダイヤモンド被覆層の付着強度のよ
り一層の向上をはかるべく研究を行なった結果、 各種材料の基体の表面に、通常の気相合成法を用いてダ
イヤモンド被覆層を形成するに先だって、前記基体表面
にきわめて薄い厚さ、すなわち０．００１〜Ｉｎｓの範
囲内の厚さで、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれら
の２種以上合金のうちの１種以上で構成された鉄族金属
層を形成しておき、この状態で気相合成法によるダイヤ
モンド被覆層の形成を行なうと、ダイヤモンドの合成が
前記鉄族金属を取り込みながら行なわれるため、形成さ
れた気相合成ダイヤモンド被覆層は、基体表面との界面
部に０．００１〜１即の範囲内の所定厚さに亘って鉄族
金属が分布したものとなり、この鉄族金属か分布した界
面部の基体表面に対する付着強度は著しく高く、したか
って、この結果の気相合成ダイヤモンド被覆部材は、こ
れを苛酷な条件下で使用してもダイヤモンド被覆層が剥
離することがなくなり、著しく長期に亘ってすぐれた性
能を発揮するようになるという研究結果を得たのである
。
この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたもので
あって、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれらの２種以上の合
金のうちの１種以上からなる鉄族金属層を０．００１〜
１即の範囲内の所定厚さで形成してなる基体表面に、通
常の条件で気相合成ダイヤモンド被覆層を形成すること
により強固な付着強度を有する気相合成ダイヤモンド被
覆層を形成する方法に特徴を有するものである。
あって、 Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれらの２種以上の合
金のうちの１種以上からなる鉄族金属層を０．００１〜
１即の範囲内の所定厚さで形成してなる基体表面に、通
常の条件で気相合成ダイヤモンド被覆層を形成すること
により強固な付着強度を有する気相合成ダイヤモンド被
覆層を形成する方法に特徴を有するものである。
なお、この発明の方法において、鉄族金属層の厚さを０
．００１〜１塵と定めたのは、その厚さが０．００１−
未満ではダイヤモンド被覆層の基体表面に対する付着強
度の向上に所望の著しい改善が見られず、一方その厚さ
が１μｓを越えると、ダイヤモンド被覆層の付着強度が
急激に低下するようになるばかりでなく、さらにその厚
さが増すとダイヤモンド被覆層自体の形成が不可能にな
るという理由からである。
．００１〜１塵と定めたのは、その厚さが０．００１−
未満ではダイヤモンド被覆層の基体表面に対する付着強
度の向上に所望の著しい改善が見られず、一方その厚さ
が１μｓを越えると、ダイヤモンド被覆層の付着強度が
急激に低下するようになるばかりでなく、さらにその厚
さが増すとダイヤモンド被覆層自体の形成が不可能にな
るという理由からである。
また、この発明の方法を実施するに際して、ダイヤモン
ド被覆層は上記の通り公知の気相合成法によって形成す
ることができ、さらに鉄族金属層は同じく公知のイオン
ブレーティング法やスパッタリング法、さらに真空蒸着
法やメツキ法などによって形成することができる。
ド被覆層は上記の通り公知の気相合成法によって形成す
ることができ、さらに鉄族金属層は同じく公知のイオン
ブレーティング法やスパッタリング法、さらに真空蒸着
法やメツキ法などによって形成することができる。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。
る。
基体として、それぞれ第１表に示される組成を有し、か
つ切断と研削により平面：３ｏ關Ｘ３０ｍｍ、厚さ：２
ｖａｍの寸法とした表面鏡面の各種部片を用意し、これ
ら基体の表面に、まず真空蒸着法を用い、通常の条件で
同じく第１表に示される厚さの鉄族金属層を形成し、つ
いでこの基体を金属タングステン製フィラメントを備え
た直径： １２ｈ＋ｍの石英製反応管内に装入し、熱フ
イラメント法にて、基体温度＝８００℃、 反応ガス： ＣＨ４／Ｈ２−０，０１、雰囲気圧カニ
３５ｔｏｒｒ。
つ切断と研削により平面：３ｏ關Ｘ３０ｍｍ、厚さ：２
ｖａｍの寸法とした表面鏡面の各種部片を用意し、これ
ら基体の表面に、まず真空蒸着法を用い、通常の条件で
同じく第１表に示される厚さの鉄族金属層を形成し、つ
いでこの基体を金属タングステン製フィラメントを備え
た直径： １２ｈ＋ｍの石英製反応管内に装入し、熱フ
イラメント法にて、基体温度＝８００℃、 反応ガス： ＣＨ４／Ｈ２−０，０１、雰囲気圧カニ
３５ｔｏｒｒ。
反応時間二３〜９時間、
の条件で第１表に示される厚さの気相合成ダイヤモンド
被覆層を形成することにより本発明法１〜１８および比
較法ａ−ｊをそれぞれ実施した。
被覆層を形成することにより本発明法１〜１８および比
較法ａ−ｊをそれぞれ実施した。
なお、比較法ａ−ｊは、いずれも鉄族金属層の厚さがこ
の発明の範囲から外れたものである。
の発明の範囲から外れたものである。
ついで、この結果形成された気相合成ダイヤモンド被覆
層の基体表面との界面部における鉄族金属の分布厚さを
測定すると共に、気相合成ダイヤモンド被覆層の基体表
面に対する付着強度を測定し、第１表に示した。
層の基体表面との界面部における鉄族金属の分布厚さを
測定すると共に、気相合成ダイヤモンド被覆層の基体表
面に対する付着強度を測定し、第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明法１〜１８によれば
、いずれも基体表面との界面部にｏ、ｏｏｉ〜１μｍの
範囲内の所定厚さに亘って鉄族金属が分布し、この分布
鉄族金属によって基体表面に対する付着強度が著しく高
められた気相合成ダイヤモンド被覆層が形成されるのに
対して、比較法ａ−ｊに見られるように、鉄族金属層の
厚さがこの発明の範囲から外れて薄く、あるいは厚いた
めに、界面部における鉄族金属の分布厚さが薄く、ある
いは厚くなりすぎたダイヤモンド被覆層や、鉄族金属層
の形成を行なわないために、界面部に鉄族金属の分布が
全くない従来のそれに相当するダイヤモンド被覆層では
、付着強度がきわめて低く、さらに鉄族金属層の形成が
この発明の範囲を越えてはるかに厚い場合には、ダイヤ
モンド被覆層の形成が行なわれないことが明らかである
。
、いずれも基体表面との界面部にｏ、ｏｏｉ〜１μｍの
範囲内の所定厚さに亘って鉄族金属が分布し、この分布
鉄族金属によって基体表面に対する付着強度が著しく高
められた気相合成ダイヤモンド被覆層が形成されるのに
対して、比較法ａ−ｊに見られるように、鉄族金属層の
厚さがこの発明の範囲から外れて薄く、あるいは厚いた
めに、界面部における鉄族金属の分布厚さが薄く、ある
いは厚くなりすぎたダイヤモンド被覆層や、鉄族金属層
の形成を行なわないために、界面部に鉄族金属の分布が
全くない従来のそれに相当するダイヤモンド被覆層では
、付着強度がきわめて低く、さらに鉄族金属層の形成が
この発明の範囲を越えてはるかに厚い場合には、ダイヤ
モンド被覆層の形成が行なわれないことが明らかである
。
上述のように、この発明の方法によれば、ダイヤモンド
被覆層の気相合成に先だって、きわめて薄い厚さで鉄族
金属層を基体表面に形成することにより、各種材料の基
体の表面にきわめて高い付着強度で気相合成ダイヤモン
ド被覆層を形成することができ、したがって各種適用分
野において、苛酷な条件下で実用に供されてもダイヤモ
ンド被覆層に剥離が発生することが著しく抑制されるよ
うになることから、長期に亘ってすぐれた性能を発揮す
るようになるなど工業上有用な効果がもたらされるので
ある。
被覆層の気相合成に先だって、きわめて薄い厚さで鉄族
金属層を基体表面に形成することにより、各種材料の基
体の表面にきわめて高い付着強度で気相合成ダイヤモン
ド被覆層を形成することができ、したがって各種適用分
野において、苛酷な条件下で実用に供されてもダイヤモ
ンド被覆層に剥離が発生することが著しく抑制されるよ
うになることから、長期に亘ってすぐれた性能を発揮す
るようになるなど工業上有用な効果がもたらされるので
ある。
Claims (1)
- （１）Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれらの２種以
上の合金のうちの１種以上からなる鉄族金属層を０．０
０１〜１μｍの範囲内の所定厚さで形成してなる基体表
面に、通常の条件で気相合成ダイヤモンド被覆層を形成
することを特徴とする強固な付着強度を有する気相合成
ダイヤモンド被覆層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24793290A JPH04128377A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 強固な付着強度を有する気相合成ダイヤモンド被覆層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24793290A JPH04128377A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 強固な付着強度を有する気相合成ダイヤモンド被覆層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04128377A true JPH04128377A (ja) | 1992-04-28 |
Family
ID=17170701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24793290A Pending JPH04128377A (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 強固な付着強度を有する気相合成ダイヤモンド被覆層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04128377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04132687A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | ダイヤモンド単結晶膜の合成法 |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP24793290A patent/JPH04128377A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04132687A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | ダイヤモンド単結晶膜の合成法 |
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