JPH06287741A - 耐摩耗性導電薄膜および耐摩耗性部材 - Google Patents
耐摩耗性導電薄膜および耐摩耗性部材Info
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- JPH06287741A JPH06287741A JP7666293A JP7666293A JPH06287741A JP H06287741 A JPH06287741 A JP H06287741A JP 7666293 A JP7666293 A JP 7666293A JP 7666293 A JP7666293 A JP 7666293A JP H06287741 A JPH06287741 A JP H06287741A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックスおよびガラス等の金属以外の材
料からなる基材上に密着性よく設けられ、かつ耐摩耗性
に優れたＣｒ−Ｎ系導電薄膜を提供することである。 【構成】 本発明に係る耐摩耗性導電薄膜は、セラミッ
クスおよびガラスの少なくともいずれかからなる基材の
表面をコーティングして耐摩耗性を付与するための導電
薄膜であって、Ｘ線回折において（２００）のピーク強
度に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１１）
／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下となる結晶配向
性を示すＣｒＮからなる層から構成される。
料からなる基材上に密着性よく設けられ、かつ耐摩耗性
に優れたＣｒ−Ｎ系導電薄膜を提供することである。 【構成】 本発明に係る耐摩耗性導電薄膜は、セラミッ
クスおよびガラスの少なくともいずれかからなる基材の
表面をコーティングして耐摩耗性を付与するための導電
薄膜であって、Ｘ線回折において（２００）のピーク強
度に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１１）
／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下となる結晶配向
性を示すＣｒＮからなる層から構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク、磁気ヘ
ッドスライダ、ＡＶまたはＯＡ機器等の家電、電装部品
として使用される耐摩耗性を備えた部材に関し、特に部
材の基材表面にコーティングされる耐摩耗性導電薄膜に
関するものである。
ッドスライダ、ＡＶまたはＯＡ機器等の家電、電装部品
として使用される耐摩耗性を備えた部材に関し、特に部
材の基材表面にコーティングされる耐摩耗性導電薄膜に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】クロムナイトライドには、ＣｒＮとＣｒ
2 Ｎとがあり、いずれも化学的に安定で大きな硬度を有
するため、従来より耐食性、耐摩耗性、または潤滑性を
提供し得る被覆材料として、過酷な摺動条件下で使用さ
れる自動車や工作機械の軸受部材等の表面コーティング
に利用されている。
2 Ｎとがあり、いずれも化学的に安定で大きな硬度を有
するため、従来より耐食性、耐摩耗性、または潤滑性を
提供し得る被覆材料として、過酷な摺動条件下で使用さ
れる自動車や工作機械の軸受部材等の表面コーティング
に利用されている。
【０００３】たとえば、特開平１−２９０７８５号公報
においては、高潤滑性を確保しつつ耐摩耗性に優れた軸
受部材を得るため、ステンレスからなる母材表面に被覆
されるＣｒ−Ｎ系の高硬度膜が有効であることが記載さ
れている。
においては、高潤滑性を確保しつつ耐摩耗性に優れた軸
受部材を得るため、ステンレスからなる母材表面に被覆
されるＣｒ−Ｎ系の高硬度膜が有効であることが記載さ
れている。
【０００４】また、特開昭６１−２５７４６６号公報に
おいては、蒸気タービンブレードのエロージョンを防止
するため、真空蒸着により母材上にＣｒとＣｒＮを積層
複合コーティングしてなる耐食性の被膜が提案されてい
る。
おいては、蒸気タービンブレードのエロージョンを防止
するため、真空蒸着により母材上にＣｒとＣｒＮを積層
複合コーティングしてなる耐食性の被膜が提案されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来このようにクロム
ナイトライドのコーティングにより改質される基材また
は母材としてはほとんどＳＵＳ等の金属が一般に用いら
れてきた。
ナイトライドのコーティングにより改質される基材また
は母材としてはほとんどＳＵＳ等の金属が一般に用いら
れてきた。
【０００６】一方、最近金属基材よりもさらに平滑な平
面が得られることなどから、特に磁気ディスク、磁気ヘ
ッドスライダ、ＡＶまたはＯＡ機器等の家電部品、電装
部品にガラス、セラミックス等からなる基材を用いるこ
とが検討されている。
面が得られることなどから、特に磁気ディスク、磁気ヘ
ッドスライダ、ＡＶまたはＯＡ機器等の家電部品、電装
部品にガラス、セラミックス等からなる基材を用いるこ
とが検討されている。
【０００７】そこで、このようなガラス、セラミックス
等からなる基材上にも従来金属基材上に施していたのと
同様、Ｃｒ−Ｎ系被覆を施し、耐摩耗性、潤滑性に優れ
た導電部材を得ようとする試みがなされてきた。
等からなる基材上にも従来金属基材上に施していたのと
同様、Ｃｒ−Ｎ系被覆を施し、耐摩耗性、潤滑性に優れ
た導電部材を得ようとする試みがなされてきた。
【０００８】しかしながら、従来の金属基材上にコーテ
ィングを施す技術を用いて、ガラス、セラミックスから
なる基材上にＣｒ−Ｎ系コーティングを施しても基材に
対して十分な密着性を有するＣｒ−Ｎ系コーティングを
得ることができなかった。従来の方法で得られるコーテ
ィングは、僅かな外圧がかかると基材上から剥離してし
まいやすく、耐摩耗性が著しく劣るという問題があっ
た。
ィングを施す技術を用いて、ガラス、セラミックスから
なる基材上にＣｒ−Ｎ系コーティングを施しても基材に
対して十分な密着性を有するＣｒ−Ｎ系コーティングを
得ることができなかった。従来の方法で得られるコーテ
ィングは、僅かな外圧がかかると基材上から剥離してし
まいやすく、耐摩耗性が著しく劣るという問題があっ
た。
【０００９】本発明は、上述した事態に着目してなされ
たものであって、ガラス、セラミックス等の金属以外の
材料からなる基材上に密着性よく設けられ、かつ耐摩耗
性に優れた導電薄膜を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、耐摩耗性を備えた導電薄膜を基材表面に
被覆してなる耐摩耗性部材を提供することをさらなる目
的とする。
たものであって、ガラス、セラミックス等の金属以外の
材料からなる基材上に密着性よく設けられ、かつ耐摩耗
性に優れた導電薄膜を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、耐摩耗性を備えた導電薄膜を基材表面に
被覆してなる耐摩耗性部材を提供することをさらなる目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐摩耗性導
電薄膜は、セラミックスおよびガラスの少なくともいず
れかからなる基材の表面をコーティングして耐摩耗性を
付与するための導電薄膜であって、Ｘ線回折において
（２００）のピーク強度に対する（１１１）のピーク強
度の比 Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．
０以下となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる層を備え
ている。
電薄膜は、セラミックスおよびガラスの少なくともいず
れかからなる基材の表面をコーティングして耐摩耗性を
付与するための導電薄膜であって、Ｘ線回折において
（２００）のピーク強度に対する（１１１）のピーク強
度の比 Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．
０以下となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる層を備え
ている。
【００１１】本発明に係る耐摩耗性導電薄膜は、基材上
に設けるためのＣｒからなる層と、Ｘ線回折において
（２００）のピーク強度に対する（１１１）のピーク強
度の比Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０
以下となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる層とを積層
してなってもよい。
に設けるためのＣｒからなる層と、Ｘ線回折において
（２００）のピーク強度に対する（１１１）のピーク強
度の比Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０
以下となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる層とを積層
してなってもよい。
【００１２】本発明において、基材は酸化物系セラミッ
クスからなることが好ましい。酸化物系セラミックス
は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の金属酸化物であっても
よく、またシリカ（ＳｉＯ2 ）等の非金属酸化物であっ
てもよい。また、基材はシリカガラスからなることが好
ましい。
クスからなることが好ましい。酸化物系セラミックス
は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の金属酸化物であっても
よく、またシリカ（ＳｉＯ2 ）等の非金属酸化物であっ
てもよい。また、基材はシリカガラスからなることが好
ましい。
【００１３】本明細書における「ＣｒＮのＸ線回折にお
いて（２００）のピーク強度の対する（１１１）のピー
ク強度の比 Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）」は、ＣｒＮ
の結晶配向性の評価を行なう指標として採用するもので
あって、以下のようにして求めることができる。
いて（２００）のピーク強度の対する（１１１）のピー
ク強度の比 Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）」は、ＣｒＮ
の結晶配向性の評価を行なう指標として採用するもので
あって、以下のようにして求めることができる。
【００１４】本発明ではＣｒＮの結晶配向性は、Ｘ線回
折法のθ−２θ法により得られるＣｒＮのピークのう
ち、（１１１）と（２００）のピーク強度の大小を単純
に比較する方法により求めている。
折法のθ−２θ法により得られるＣｒＮのピークのう
ち、（１１１）と（２００）のピーク強度の大小を単純
に比較する方法により求めている。
【００１５】すなわち、一般的に結晶配向性を測定する
には、Ｘ線回折法のθ−２θ法で得られるいくつかのピ
ーク波形の中から該当するピークについてロッキングカ
ーブを描かせて、その半値幅の大小比較によりどの方向
に配向しているかを求める方法が採られる。また簡便に
はθ−２θ法で現われた各ピークのピーク強度を単純に
比較するだけでも良いことが知られている。本発明の場
合には後者の簡便法により求めている。一般的にＣｒＮ
をＸ線回折法のθ−２θ法で測定すると、２θ＝３８°
付近、４４°付近および６４°付近に強いピークが現わ
れる。ｈｋ１表示ではそれぞれ（１１１）、（２０
０）、（２２０）の結晶方向を示す。通常薄膜のＣｒＮ
は３８°か４４°のどちらかのピークが極端に強くな
る。つまり（１１１）か（２００）に結晶配向する場合
が多いのでこれら２本のピークを比較することで配向性
の大小を比較することができる。
には、Ｘ線回折法のθ−２θ法で得られるいくつかのピ
ーク波形の中から該当するピークについてロッキングカ
ーブを描かせて、その半値幅の大小比較によりどの方向
に配向しているかを求める方法が採られる。また簡便に
はθ−２θ法で現われた各ピークのピーク強度を単純に
比較するだけでも良いことが知られている。本発明の場
合には後者の簡便法により求めている。一般的にＣｒＮ
をＸ線回折法のθ−２θ法で測定すると、２θ＝３８°
付近、４４°付近および６４°付近に強いピークが現わ
れる。ｈｋ１表示ではそれぞれ（１１１）、（２０
０）、（２２０）の結晶方向を示す。通常薄膜のＣｒＮ
は３８°か４４°のどちらかのピークが極端に強くな
る。つまり（１１１）か（２００）に結晶配向する場合
が多いのでこれら２本のピークを比較することで配向性
の大小を比較することができる。
【００１６】本発明において、Ｘ線回折において（２０
０）のピーク強度に対する（１１１）のピーク強度の比
Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下
となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる層は、たとえ
ば、イオンプレーティング、アークイオンプレーティン
グ、スパッタリング等の真空蒸着法を用いて、基材上に
所望の膜厚で形成することができる。ＣｒＮからなる層
の膜厚は、１〜１０μｍの範囲とすることができ、より
好ましくは２〜５μｍの範囲とすることができる。
０）のピーク強度に対する（１１１）のピーク強度の比
Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下
となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる層は、たとえ
ば、イオンプレーティング、アークイオンプレーティン
グ、スパッタリング等の真空蒸着法を用いて、基材上に
所望の膜厚で形成することができる。ＣｒＮからなる層
の膜厚は、１〜１０μｍの範囲とすることができ、より
好ましくは２〜５μｍの範囲とすることができる。
【００１７】ＰＦ励起を利用するイオンプレーティング
を用いる場合には、たとえば、Ｎ2ガス雰囲気、圧力２
０〜１００ｍｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー３００〜１０００
Ｗ、基板温度２５０〜５００℃の成膜条件下で、基板に
印加するバイアス電圧を調整することにより、ＣｒＮの
結晶配向性を任意に制御しながら、ＣｒＮの成膜を行な
うことができる。
を用いる場合には、たとえば、Ｎ2ガス雰囲気、圧力２
０〜１００ｍｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー３００〜１０００
Ｗ、基板温度２５０〜５００℃の成膜条件下で、基板に
印加するバイアス電圧を調整することにより、ＣｒＮの
結晶配向性を任意に制御しながら、ＣｒＮの成膜を行な
うことができる。
【００１８】また、アークイオンプレーティングを用い
る場合には、たとえば、Ｎ2 ガス雰囲気、圧力３０〜１
００ｍｍＴｏｒｒ、アーク電流８０〜１６０Ａの成膜条
件で、成膜材料の蒸着源と基板との距離間隔を変化させ
ることにより、ＣｒＮの結晶配向性を任意に制御しなが
ら、ＣｒＮの成膜を行なうことができる。
る場合には、たとえば、Ｎ2 ガス雰囲気、圧力３０〜１
００ｍｍＴｏｒｒ、アーク電流８０〜１６０Ａの成膜条
件で、成膜材料の蒸着源と基板との距離間隔を変化させ
ることにより、ＣｒＮの結晶配向性を任意に制御しなが
ら、ＣｒＮの成膜を行なうことができる。
【００１９】ただし、イオンプレーティングに比べてア
ークイオンプレーティングの方が、イオン化率が数倍高
いため、より密着性の高いＣｒＮからなる層を効率よく
形成することができる。
ークイオンプレーティングの方が、イオン化率が数倍高
いため、より密着性の高いＣｒＮからなる層を効率よく
形成することができる。
【００２０】また、Ｘ線回折において（２００）のピー
ク強度に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１
１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下となる結晶
配向性を示すＣｒＮからなる層の比抵抗は、所望の値を
選択できるが、一般的には、約１０-3〜１０0 Ωｃｍの
範囲であることが好ましい。
ク強度に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１
１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下となる結晶
配向性を示すＣｒＮからなる層の比抵抗は、所望の値を
選択できるが、一般的には、約１０-3〜１０0 Ωｃｍの
範囲であることが好ましい。
【００２１】Ｃｒは非常に酸化しやすい元素であるた
め、特に酸化物系セラミックスやシリカガラスからなる
基材等のように酸素原子を多数含有する材料からなる基
材上に、Ｃｒからなる層が設けられる場合には、Ｃｒか
らなる層は、基材との界面に薄い酸化層を形成して基材
表面によく密着する。さらに、このようなＣｒからなる
層はその外方に設けられるＣｒＮからなる層と強い密着
性を示す。
め、特に酸化物系セラミックスやシリカガラスからなる
基材等のように酸素原子を多数含有する材料からなる基
材上に、Ｃｒからなる層が設けられる場合には、Ｃｒか
らなる層は、基材との界面に薄い酸化層を形成して基材
表面によく密着する。さらに、このようなＣｒからなる
層はその外方に設けられるＣｒＮからなる層と強い密着
性を示す。
【００２２】Ｃｒからなる層は、イオンプレーティン
グ、アークイオンプレーティング、スパッタリング等の
真空蒸着法を用いて、その外方に設けられるＣｒＮから
なる層と連続的に成膜されることが好ましい。
グ、アークイオンプレーティング、スパッタリング等の
真空蒸着法を用いて、その外方に設けられるＣｒＮから
なる層と連続的に成膜されることが好ましい。
【００２３】Ｃｒからなる層の膜厚は、以下の実施例に
おいても示すように、その外方に設けられるＣｒＮから
なる層の膜厚の約１／１０程度とすることがより好まし
い。たとえば、ＣｒＮからなる層の膜厚を約３μｍ程度
とする場合には、Ｃｒからなる層の膜厚を１０００Å〜
３０００Åの範囲にすることが好ましい。
おいても示すように、その外方に設けられるＣｒＮから
なる層の膜厚の約１／１０程度とすることがより好まし
い。たとえば、ＣｒＮからなる層の膜厚を約３μｍ程度
とする場合には、Ｃｒからなる層の膜厚を１０００Å〜
３０００Åの範囲にすることが好ましい。
【００２４】また、多結晶状態を呈するＣｒからなる層
を下地層として、その表面にＣｒＮからなる層を設ける
ことで、基材に対するＣｒＮからなる層の密着性の向上
が期待できるが、このＣｒＮからなる第２の層の付着
性、密着性をより大きくするためには、基材表面を前処
理を施しておくことが望ましい。たとえば、Ｃｒからな
る層またはＣｒＮからなる層を設ける前に基材表面にボ
ンバードによるクリーニング等の前処理を施しておくこ
とが好ましい。
を下地層として、その表面にＣｒＮからなる層を設ける
ことで、基材に対するＣｒＮからなる層の密着性の向上
が期待できるが、このＣｒＮからなる第２の層の付着
性、密着性をより大きくするためには、基材表面を前処
理を施しておくことが望ましい。たとえば、Ｃｒからな
る層またはＣｒＮからなる層を設ける前に基材表面にボ
ンバードによるクリーニング等の前処理を施しておくこ
とが好ましい。
【００２５】本発明に従って、以上に記した性質を示す
薄膜をコーティングしてなる耐摩耗性部材を提供するこ
とができる。
薄膜をコーティングしてなる耐摩耗性部材を提供するこ
とができる。
【００２６】本発明に係る耐摩耗性部材は、セラミック
スおよびガラスの少なくともいずれかからなる基材と基
材上に設けられかつＸ線回折において（２００）のピー
ク強度に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１
１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下となる結晶
配向性を示すＣｒＮからなる薄膜とを備え、この薄膜が
他の部材と接触する部分に設けられていることを特徴と
する。
スおよびガラスの少なくともいずれかからなる基材と基
材上に設けられかつＸ線回折において（２００）のピー
ク強度に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１
１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下となる結晶
配向性を示すＣｒＮからなる薄膜とを備え、この薄膜が
他の部材と接触する部分に設けられていることを特徴と
する。
【００２７】また、本発明に係る耐摩耗性部材は、セラ
ミックスおよびガラスの少なくともいずれかからなる基
材と、基材上に設けられかつＣｒからなる層と、Ｃｒか
らなる層を覆うように設けられかつＸ線回折において
（２００）のピーク強度に対する（１１１）のピーク強
度の比 Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．
０以下となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる層とを備
え、Ｃｒからなる層およびＣｒＮからなる層を積層して
なる薄膜が、他の部材と接触する部分に設けられている
ことを特徴とする。
ミックスおよびガラスの少なくともいずれかからなる基
材と、基材上に設けられかつＣｒからなる層と、Ｃｒか
らなる層を覆うように設けられかつＸ線回折において
（２００）のピーク強度に対する（１１１）のピーク強
度の比 Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．
０以下となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる層とを備
え、Ｃｒからなる層およびＣｒＮからなる層を積層して
なる薄膜が、他の部材と接触する部分に設けられている
ことを特徴とする。
【００２８】さらに、本発明に従って以上に記した性質
を示す薄膜が摺動により他の部材と接触するものであっ
てもよい。
を示す薄膜が摺動により他の部材と接触するものであっ
てもよい。
【００２９】なお、本発明では、磁気ディスク、磁気ヘ
ッドスライダ、ＡＶまたはＯＡ機器等の家電、電装部品
として使用され得る耐摩耗性部材を代表的な対象物とし
て挙げているが、本発明に係る耐摩耗性部材の適用範囲
は、上述の部材にのみ限定されるものではなく、同様の
特性が要求される他のすべての部材への適用をも包含す
るものである。
ッドスライダ、ＡＶまたはＯＡ機器等の家電、電装部品
として使用され得る耐摩耗性部材を代表的な対象物とし
て挙げているが、本発明に係る耐摩耗性部材の適用範囲
は、上述の部材にのみ限定されるものではなく、同様の
特性が要求される他のすべての部材への適用をも包含す
るものである。
【００３０】
【作用】ＣｒＮは従来よりスパッタリングおよびイオン
プレーティング等の蒸着法を用いて多結晶薄膜として成
膜されているが、（１１１）か（２００）のどちらかに
結晶配向する場合が多い。
プレーティング等の蒸着法を用いて多結晶薄膜として成
膜されているが、（１１１）か（２００）のどちらかに
結晶配向する場合が多い。
【００３１】本発明者らは、詳細な検討を行なった結
果、ＳＵＳ等の金属基材を用いた場合には、ＣｒＮが
（１１１）または（２００）のどちらかに結晶配向して
いても、基材に対する薄膜の密着性が悪くなるようなこ
とはないが、セラミックスやガラス等の金属以外の材質
からなる基材を用いた場合にはＣｒＮの結晶配向性を特
定の範囲内に制御しなければ満足な密着性を有するＣｒ
Ｎからなる薄膜は得られないことを明らかにした。
果、ＳＵＳ等の金属基材を用いた場合には、ＣｒＮが
（１１１）または（２００）のどちらかに結晶配向して
いても、基材に対する薄膜の密着性が悪くなるようなこ
とはないが、セラミックスやガラス等の金属以外の材質
からなる基材を用いた場合にはＣｒＮの結晶配向性を特
定の範囲内に制御しなければ満足な密着性を有するＣｒ
Ｎからなる薄膜は得られないことを明らかにした。
【００３２】Ｘ線回折において（２００）のピーク強度
に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１１）／
Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下となるようにＣｒ
Ｎの結晶配向性を制御すれば、薄膜中の内部応力が緩和
されるため、セラミックスおよびガラスの少なくともい
ずれかからなる基材上に十分な密着性を有しかつ耐摩耗
性に優れた導電薄膜を得ることができる。
に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１１）／
Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下となるようにＣｒ
Ｎの結晶配向性を制御すれば、薄膜中の内部応力が緩和
されるため、セラミックスおよびガラスの少なくともい
ずれかからなる基材上に十分な密着性を有しかつ耐摩耗
性に優れた導電薄膜を得ることができる。
【００３３】また、基材とＣｒＮからなる層との間に、
Ｃｒからなる層を下地層として、たとえばＣｒＮからな
る層の厚さの約１／１０程度の厚さで設けることで、Ｃ
ｒからなる層とＣｒＮからなる層が互いに強い密着性を
示し、基材に対するＣｒＮからなる層の密着性の一層高
めることができる。
Ｃｒからなる層を下地層として、たとえばＣｒＮからな
る層の厚さの約１／１０程度の厚さで設けることで、Ｃ
ｒからなる層とＣｒＮからなる層が互いに強い密着性を
示し、基材に対するＣｒＮからなる層の密着性の一層高
めることができる。
【００３４】上述したように、Ｃｒは非常に酸化しやす
い元素であるため、酸素原子を多数含有する材質、たと
えば酸化物系セラミックスまたはシリカガラスからなる
基材を選択的に用いれば、Ｃｒからなる層は基材との界
面において薄い酸化層を形成して基材表面によく密着す
る。したがって、基材に対する密着性がより向上された
耐摩耗性導電薄膜を得ることができる。
い元素であるため、酸素原子を多数含有する材質、たと
えば酸化物系セラミックスまたはシリカガラスからなる
基材を選択的に用いれば、Ｃｒからなる層は基材との界
面において薄い酸化層を形成して基材表面によく密着す
る。したがって、基材に対する密着性がより向上された
耐摩耗性導電薄膜を得ることができる。
【００３５】上記のような耐摩耗性導電薄膜を他の部材
と接触する部材の基材上に公知のイオンプレーティン
グ、アークイオンプレーティング等によりコーティング
することで摺動特性の改善された部材を提供することが
できる。
と接触する部材の基材上に公知のイオンプレーティン
グ、アークイオンプレーティング等によりコーティング
することで摺動特性の改善された部材を提供することが
できる。
【００３６】
実施例１ イオンプレーティング（ＩＰ）、アークイオンプレーテ
ィング（ＡＩＰ）、およびスパッタリング（ＳＰ）を用
いて、シリカガラスからなる基材上に厚み３μｍのＣｒ
Ｎ層を形成し、ＣｒＮのＸ線回折ピーク強度比と密着性
との関係を調べた。
ィング（ＡＩＰ）、およびスパッタリング（ＳＰ）を用
いて、シリカガラスからなる基材上に厚み３μｍのＣｒ
Ｎ層を形成し、ＣｒＮのＸ線回折ピーク強度比と密着性
との関係を調べた。
【００３７】ＩＰ法では、Ｎ2 ガスを用いて、圧力２０
ｍｍｔｏｒｒ、ＲＦパワー３００Ｗ、基板温度２５０℃
の成膜条件で基板に印加するバイアス電圧を変化させる
ことでＣｒＮの結晶配向性を変えながらＣｒＮ層を成膜
させた。
ｍｍｔｏｒｒ、ＲＦパワー３００Ｗ、基板温度２５０℃
の成膜条件で基板に印加するバイアス電圧を変化させる
ことでＣｒＮの結晶配向性を変えながらＣｒＮ層を成膜
させた。
【００３８】一方、ＡＩＰ法では、Ｎ2 ガスを用いて、
圧力３０ｍｍｔｏｒｒ、アーク電流８０Ａ、基板温度は
意図的に加熱せずという成膜条件で、蒸発源と基板との
距離を変化させることでＣｒＮの結晶配向性を変えなが
らＣｒＮ層を成膜させた。
圧力３０ｍｍｔｏｒｒ、アーク電流８０Ａ、基板温度は
意図的に加熱せずという成膜条件で、蒸発源と基板との
距離を変化させることでＣｒＮの結晶配向性を変えなが
らＣｒＮ層を成膜させた。
【００３９】また、ＳＰ法では、Ｎ2 ガスを用いて、圧
力１０ｍｍｔｏｒｒ、パワー３００Ｗ、基板温度２００
℃の成膜条件で基板に印加するバイアス電圧を変化させ
ることでＣｒＮの結晶配向性を変えながらＣｒＮ層を成
膜させた。
力１０ｍｍｔｏｒｒ、パワー３００Ｗ、基板温度２００
℃の成膜条件で基板に印加するバイアス電圧を変化させ
ることでＣｒＮの結晶配向性を変えながらＣｒＮ層を成
膜させた。
【００４０】ＣｒＮのＸ線回折の測定は、薄膜Ｘ線回折
法を用いて、５０ｋＶ、２５０ｍＡの条件下で２０°＜
θ＜１２０°の範囲で行ない、２θ＝３８°，４４°付
近に現われるピークの強度比Ｉ（２００）／Ｉ（１１
１）を求めた。密着性は、基材表面からＣｒＮ層が剥離
するまでの付与荷重をスクラッチテスタで測定し、本発
明例１〜５、比較例１〜５のサンプリングについて相対
的に比較評価するものとした。得られた結果を併せて表
１に示す。
法を用いて、５０ｋＶ、２５０ｍＡの条件下で２０°＜
θ＜１２０°の範囲で行ない、２θ＝３８°，４４°付
近に現われるピークの強度比Ｉ（２００）／Ｉ（１１
１）を求めた。密着性は、基材表面からＣｒＮ層が剥離
するまでの付与荷重をスクラッチテスタで測定し、本発
明例１〜５、比較例１〜５のサンプリングについて相対
的に比較評価するものとした。得られた結果を併せて表
１に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】表１の結果から明らかなように、いずれの
方法によって成膜されたＣｒＮ層でも、Ｘ線回折ピーク
強度比Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０
以下の範囲では安定した密着性が得られることが示され
た。一方、Ｘ線回折ピーク強度比Ｉ（１１１）／Ｉ（２
００）が０．５未満あるいは４．０を超えるような範囲
では、密着性が著しく低下してしまうことが確認され
た。
方法によって成膜されたＣｒＮ層でも、Ｘ線回折ピーク
強度比Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０
以下の範囲では安定した密着性が得られることが示され
た。一方、Ｘ線回折ピーク強度比Ｉ（１１１）／Ｉ（２
００）が０．５未満あるいは４．０を超えるような範囲
では、密着性が著しく低下してしまうことが確認され
た。
【００４３】実施例２ 実施例１の発明例３と同様に、アークイオンプレーティ
ング法を用いて、シリカガラスからなる基材上にＣｒ層
およびＣｒＮ層を連続的に成膜させた。ただし本実施例
では、基材とＣｒＮ層との間に中間層として設けるＣｒ
層の厚さを変えて、Ｃｒ層の厚さとＣｒＮ層の密着性と
の関係を調べるものとした。
ング法を用いて、シリカガラスからなる基材上にＣｒ層
およびＣｒＮ層を連続的に成膜させた。ただし本実施例
では、基材とＣｒＮ層との間に中間層として設けるＣｒ
層の厚さを変えて、Ｃｒ層の厚さとＣｒＮ層の密着性と
の関係を調べるものとした。
【００４４】Ｃｒ層の厚さは０〜６０００Åの範囲で変
えるものとし、それ以外の条件はすべて同一とした。密
着性は、基材表面からＣｒＮ層が剥離するまでの付与荷
重をスクラッチカウンタで測定し、相対的に比較評価す
るものとした。得られた結果を表２に示す。
えるものとし、それ以外の条件はすべて同一とした。密
着性は、基材表面からＣｒＮ層が剥離するまでの付与荷
重をスクラッチカウンタで測定し、相対的に比較評価す
るものとした。得られた結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】表２から明らかなように、中間層としてＣ
ｒ層を設けることで明らかにＣｒＮ層の密着性が向上さ
れることが示された。また、Ｃｒ層の厚みをＣｒＮ層の
厚みの１／１０前後とすることで最も優れた密着性が得
られることが示された。
ｒ層を設けることで明らかにＣｒＮ層の密着性が向上さ
れることが示された。また、Ｃｒ層の厚みをＣｒＮ層の
厚みの１／１０前後とすることで最も優れた密着性が得
られることが示された。
【００４７】実施例３ 実施例１の発明例３と同様に、アークイオンプレーティ
ング法を用いて、シリカガラス以外の材質からなる基材
を用いて、基材上に厚み１０００ÅのＣｒ層および厚み
３μｍのＣｒＮ層を連続的に成膜させた。このときＣｒ
ＮのＸ線回折ピーク強度比Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）
を２．０とするものとした。ただし、本実施例では、異
なる材質からなる基材を用いることで、その上に成膜さ
れるＣｒＮ層の密着性を調べるものとした。基材には、
酸化物系セラミックスとしてＡｌ 2 Ｏ3 、ＭｇＯ、窒化
物系セラミックスとしてＳｉＮ、ＡｌＮ、ＢＮ、炭化物
系セラミックスとしてＳｉＣを用いるものとした。密着
性は、基材表面からＣｒＮ層が剥離するまでの付与荷重
をスクラッチカウンタで測定し、比較評価するものとし
た。得られた結果を表３に示す。
ング法を用いて、シリカガラス以外の材質からなる基材
を用いて、基材上に厚み１０００ÅのＣｒ層および厚み
３μｍのＣｒＮ層を連続的に成膜させた。このときＣｒ
ＮのＸ線回折ピーク強度比Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）
を２．０とするものとした。ただし、本実施例では、異
なる材質からなる基材を用いることで、その上に成膜さ
れるＣｒＮ層の密着性を調べるものとした。基材には、
酸化物系セラミックスとしてＡｌ 2 Ｏ3 、ＭｇＯ、窒化
物系セラミックスとしてＳｉＮ、ＡｌＮ、ＢＮ、炭化物
系セラミックスとしてＳｉＣを用いるものとした。密着
性は、基材表面からＣｒＮ層が剥離するまでの付与荷重
をスクラッチカウンタで測定し、比較評価するものとし
た。得られた結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】表３から明らかなように、酸化物系セラミ
ックスからなる基材を用いることで、密着性に優れたＣ
ｒＮ層が得られることが示された。
ックスからなる基材を用いることで、密着性に優れたＣ
ｒＮ層が得られることが示された。
【００５０】実施例４ 直径２０ｍｍのアルミナ製円盤表面に、アークイオンプ
レーティング法を用いて、厚み１０００ÅのＣｒ層およ
び厚み３μｍのＣｒＮ層を連続的に形成させた。このと
きＣｒＮのＸ線回折ピーク強度比Ｉ（１１１）／Ｉ（２
００）は２．０とするものとした。このようにして得ら
れた薄膜の比抵抗を調べたところ、２×１０-2Ωｃｍで
あった。この薄膜にボールの半径３ｍｍ、荷重１０Ｎ、
摺動速度２００ｍｍ／ｓｅｃ、摺動回数１０5 回で、ボ
ール−オン−ディスク試験を行なったところ、剥離、凝
着もなくＣｒＮ層の摩耗量も０．２μｍと極めて僅かで
あった。摺動試験後の薄膜の比抵抗を調べたところ、
１．６×１０-2Ωｃｍであり、摺動前に比べてほとんど
変化は見られなかった。
レーティング法を用いて、厚み１０００ÅのＣｒ層およ
び厚み３μｍのＣｒＮ層を連続的に形成させた。このと
きＣｒＮのＸ線回折ピーク強度比Ｉ（１１１）／Ｉ（２
００）は２．０とするものとした。このようにして得ら
れた薄膜の比抵抗を調べたところ、２×１０-2Ωｃｍで
あった。この薄膜にボールの半径３ｍｍ、荷重１０Ｎ、
摺動速度２００ｍｍ／ｓｅｃ、摺動回数１０5 回で、ボ
ール−オン−ディスク試験を行なったところ、剥離、凝
着もなくＣｒＮ層の摩耗量も０．２μｍと極めて僅かで
あった。摺動試験後の薄膜の比抵抗を調べたところ、
１．６×１０-2Ωｃｍであり、摺動前に比べてほとんど
変化は見られなかった。
【００５１】
【発明の効果】本発明に従う耐摩耗性導電薄膜をセラミ
ックスおよびガラスの少なくともいずれかからなる基材
表面のコーティングとして用いることで、ＡＶまたはＯ
Ａ機器などの家電、電装部材として、従来の摺動部材に
十分とって変わる使用可能な耐摩耗でかつ低抵抗で、さ
らに帯電を嫌う摺動部材を提供することができる。
ックスおよびガラスの少なくともいずれかからなる基材
表面のコーティングとして用いることで、ＡＶまたはＯ
Ａ機器などの家電、電装部材として、従来の摺動部材に
十分とって変わる使用可能な耐摩耗でかつ低抵抗で、さ
らに帯電を嫌う摺動部材を提供することができる。
フロントページの続き (72)発明者 中山 明 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 吉岡 剛 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (7)
- 【請求項１】 セラミックスおよびガラスの少なくとも
いずれかからなる基材の表面をコーティングして耐摩耗
性を付与するための導電薄膜であって、 Ｘ線回折において（２００）のピーク強度に対する（１
１１）のピーク強度の比 Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）
が０．５以上４．０以下となる結晶配向性を示すＣｒＮ
からなる層を備える、耐摩耗性導電薄膜。 - 【請求項２】 前記基材に接触するＣｒからなる層と、
前記ＣｒＮからなる層とを積層してなる、請求項１に記
載の耐摩耗性導電薄膜。 - 【請求項３】 前記基材が酸化物系セラミックスからな
る、請求項１または請求項２に記載の耐摩耗性導電薄
膜。 - 【請求項４】 前記基材がシリカガラスからなる、請求
項１または請求項２に記載の耐摩耗性導電薄膜。 - 【請求項５】 セラミックスおよびガラスの少なくとも
いずれかからなる基材と、 前記基材上に設けられかつＸ線回折において（２００）
のピーク強度に対する（１１１）のピーク強度の比 Ｉ
（１１１）／Ｉ（２００）が０．５以上４．０以下とな
る結晶配向性を示すＣｒＮからなる薄膜とを備え、 前記薄膜が他の部材と接触する部分に設けられているこ
とを特徴とする、耐摩耗性部材。 - 【請求項６】 セラミックスおよびガラスの少なくとも
いずれかからなる基材と、 前記基材上に設けられかつＣｒからなる層と、 前記Ｃｒからなる層を覆うように設けられかつＸ線回折
において（２００）のピーク強度に対する（１１１）の
ピーク強度の比 Ｉ（１１１）／Ｉ（２００）が０．５
以上４．０以下となる結晶配向性を示すＣｒＮからなる
層とを備え、 前記Ｃｒからなる層および前記ＣｒＮからなる層を積層
してなる薄膜が、他の部材と接触する部分に設けられて
いることを特徴とする、耐摩耗性部材。 - 【請求項７】 前記薄膜が摺動により他の部材と接触す
るものである、請求項５または請求項６に記載の耐摩耗
性部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7666293A JPH06287741A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 耐摩耗性導電薄膜および耐摩耗性部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7666293A JPH06287741A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 耐摩耗性導電薄膜および耐摩耗性部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287741A true JPH06287741A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=13611627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7666293A Withdrawn JPH06287741A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 耐摩耗性導電薄膜および耐摩耗性部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06287741A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001181824A (ja) * | 1999-11-02 | 2001-07-03 | Hauzer Techno Coating Europ Bv | 窒化クロム層を有する基体 |
| US7145241B2 (en) | 2002-12-20 | 2006-12-05 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having a multilayer interconnection structure and fabrication process thereof |
| AU2010231401B2 (en) * | 2009-04-02 | 2013-01-10 | Daikin Industries, Ltd. | Dehumidification system |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP7666293A patent/JPH06287741A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001181824A (ja) * | 1999-11-02 | 2001-07-03 | Hauzer Techno Coating Europ Bv | 窒化クロム層を有する基体 |
| US7145241B2 (en) | 2002-12-20 | 2006-12-05 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having a multilayer interconnection structure and fabrication process thereof |
| AU2010231401B2 (en) * | 2009-04-02 | 2013-01-10 | Daikin Industries, Ltd. | Dehumidification system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |