JPS6130671A - 硬質カ−ボン膜 - Google Patents
硬質カ−ボン膜Info
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- JPS6130671A JPS6130671A JP59151373A JP15137384A JPS6130671A JP S6130671 A JPS6130671 A JP S6130671A JP 59151373 A JP59151373 A JP 59151373A JP 15137384 A JP15137384 A JP 15137384A JP S6130671 A JPS6130671 A JP S6130671A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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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】
〈産業上の利用分計〉
本発明は高硬度で耐アブレッシブ性、耐凝着性に優れ、
摩耗による精度劣化が少なく、摺動抵抗が小さく、かつ
真空中、高湿度条件等の特殊環境条件下に於いて信頼性
の高い硬質カーボン膜に関するものである。
摩耗による精度劣化が少なく、摺動抵抗が小さく、かつ
真空中、高湿度条件等の特殊環境条件下に於いて信頼性
の高い硬質カーボン膜に関するものである。
く背景技術とその問題点〉
従来、機構部品、工具等の表面処理法として各種硬質膜
が用いられている。例えば、ＴｉＮ。
が用いられている。例えば、ＴｉＮ。
ＴｉＣ，Ｂ４Ｃ，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３等の
硬質膜がスパッタ、ＣｖＤ１イオンブレーティング等に
より形成されている。しかし、これを機構部品の摺動部
、工具刃面等に適用しｔコ場合にはこれら硬質膜自体に
潤滑性がないため凝着が生じ、かつ応力集中のｔコめ、
下地と膜の界面で脱離する等の欠点があった。
硬質膜がスパッタ、ＣｖＤ１イオンブレーティング等に
より形成されている。しかし、これを機構部品の摺動部
、工具刃面等に適用しｔコ場合にはこれら硬質膜自体に
潤滑性がないため凝着が生じ、かつ応力集中のｔコめ、
下地と膜の界面で脱離する等の欠点があった。
またいわゆるダイヤモンドライクカーボンという硬質カ
ーボン膜がその硬度から摺動用機構部品および工具等の
表面処理法として知られている。例えば、ＣＨ４、Ｃ２
Ｈ４の炭化水素ガス又は、炭化水素ガスに水素を加えた
ガスを用い、イオンビーム蒸着法、イオン化蒸着法、減
圧ＣＶＤ法等によって形成された膜は、無定形炭素の硬
質カーボン膜から成ることが報告されている。しかしこ
の膜は高い硬度を有するが潤滑性がないｔコめ、前述し
ｔコ摺動用機構部品や工具等に利用すると上述した不都
合を招くことになる。そこで、本発明者等は先に、ダイ
ヤモンドとグラファイトの混晶からなり、硬度と潤滑性
を相そなえた硬質カーボン膜を発明した（特願昭５８−
１７２１４５号）。この硬質カーボン膜は、第１図に示
す装置において、次の様に製造される。即ち、基板３を
、真空容器１内のホルダ２に載置し、真空容器１内を５
Ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ以上に排気する。
ーボン膜がその硬度から摺動用機構部品および工具等の
表面処理法として知られている。例えば、ＣＨ４、Ｃ２
Ｈ４の炭化水素ガス又は、炭化水素ガスに水素を加えた
ガスを用い、イオンビーム蒸着法、イオン化蒸着法、減
圧ＣＶＤ法等によって形成された膜は、無定形炭素の硬
質カーボン膜から成ることが報告されている。しかしこ
の膜は高い硬度を有するが潤滑性がないｔコめ、前述し
ｔコ摺動用機構部品や工具等に利用すると上述した不都
合を招くことになる。そこで、本発明者等は先に、ダイ
ヤモンドとグラファイトの混晶からなり、硬度と潤滑性
を相そなえた硬質カーボン膜を発明した（特願昭５８−
１７２１４５号）。この硬質カーボン膜は、第１図に示
す装置において、次の様に製造される。即ち、基板３を
、真空容器１内のホルダ２に載置し、真空容器１内を５
Ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒ以上に排気する。
ついで、ガス導入用可変バルブ１１を開状態にし、Ａｒ
ガスを真空容器１内へ導入し、そのガス圧を１０−’Ｔ
ｏｒｒにする。次に、直流電源９から電子放出用フィラ
メント７へ電流を送り加熱するとともに、直流電源８か
ら放電維持用電極６に、正電圧（５０〜１００Ｖ）を送
り、上記フィラメント７との間に、Ａｒガスプラズマを
発生させる。この状態において、高圧電源４から基板３
へ負の高電圧（−１〜−３ｋＶ）を加え、Ａｒ＋イオン
によるスパッタクリーニングを１０〜３０分間行ない、
前処理としての基板クリーニングを終了する。スパッタ
クリーニング終了後、ガス導入用可変バルブ１０を開状
態にし、真空春型１内にＣ２Ｈ４ガズを導入し、ガス圧
を１０−３Ｔｏｒｒ 〜１０−’Ｔｏｒｒの範囲に設定
する。次に、Ａｒガスによるスパッタリングの場合と同
じ手順にしｔコがって、放電維持電極６と上記フィラメ
ント７どの間に、Ｃ２Ｈ４プラズマを発生させると共に
基板３に負の高電圧（−〇２〜−＆５ｋＶ）を印加した
後、シャッタ５を開状態にすることによって、基板３上
に六方晶ダイヤモンドとグラファイトの混晶からなる硬
質カーボン膜を形成することができる。尚、図中、１２
は排気系、１３は永久磁石を示す。
ガスを真空容器１内へ導入し、そのガス圧を１０−’Ｔ
ｏｒｒにする。次に、直流電源９から電子放出用フィラ
メント７へ電流を送り加熱するとともに、直流電源８か
ら放電維持用電極６に、正電圧（５０〜１００Ｖ）を送
り、上記フィラメント７との間に、Ａｒガスプラズマを
発生させる。この状態において、高圧電源４から基板３
へ負の高電圧（−１〜−３ｋＶ）を加え、Ａｒ＋イオン
によるスパッタクリーニングを１０〜３０分間行ない、
前処理としての基板クリーニングを終了する。スパッタ
クリーニング終了後、ガス導入用可変バルブ１０を開状
態にし、真空春型１内にＣ２Ｈ４ガズを導入し、ガス圧
を１０−３Ｔｏｒｒ 〜１０−’Ｔｏｒｒの範囲に設定
する。次に、Ａｒガスによるスパッタリングの場合と同
じ手順にしｔコがって、放電維持電極６と上記フィラメ
ント７どの間に、Ｃ２Ｈ４プラズマを発生させると共に
基板３に負の高電圧（−〇２〜−＆５ｋＶ）を印加した
後、シャッタ５を開状態にすることによって、基板３上
に六方晶ダイヤモンドとグラファイトの混晶からなる硬
質カーボン膜を形成することができる。尚、図中、１２
は排気系、１３は永久磁石を示す。
このようにして製造される硬質カーボン膜は、グラファ
イトを含有しているｔこめ、第３図に示すように大気中
においてはグラファイトの潤滑効果により低い摩擦係数
を示し、機構部品、工具等の処理法として好適であるが
、真空中においては吸着物がないため摩擦係数が著しく
増大し凝着面が形成されることが判明した。尚、摩擦係
数の計測方法は後述する。
イトを含有しているｔこめ、第３図に示すように大気中
においてはグラファイトの潤滑効果により低い摩擦係数
を示し、機構部品、工具等の処理法として好適であるが
、真空中においては吸着物がないため摩擦係数が著しく
増大し凝着面が形成されることが判明した。尚、摩擦係
数の計測方法は後述する。
く問題点を解決するｔコめの手段〉
本発明は上述した実情に鑑み、吸着物のない真空中、不
活性ガス中等特殊環境条件下においても潤滑性を示す硬
質カーボン膜を提供することを目的とするものであって
、その目′ 的を達成する本発明の構成は硬質カーボン
膜に水素又はふっ素、又はこれらを同時に含有させたこ
とを特徴とするものである。
活性ガス中等特殊環境条件下においても潤滑性を示す硬
質カーボン膜を提供することを目的とするものであって
、その目′ 的を達成する本発明の構成は硬質カーボン
膜に水素又はふっ素、又はこれらを同時に含有させたこ
とを特徴とするものである。
く作 用〉
水素を含有する本発明の硬質カーボン膜の摩擦係数は第
４図に示すように非常に小さな値を示すが、その潤滑の
メカニズムについては現段階では明らかではない。おそ
らく、水素を含有しｔこ硬質カーボン膜の表面エネルギ
ーが小さい事に起因していると考えられる。
４図に示すように非常に小さな値を示すが、その潤滑の
メカニズムについては現段階では明らかではない。おそ
らく、水素を含有しｔこ硬質カーボン膜の表面エネルギ
ーが小さい事に起因していると考えられる。
またふっ素を含有する硬質カーボン膜は耐湿性があり、
真空中、大気中においても良好な特性を示す。
真空中、大気中においても良好な特性を示す。
く実 施 例〉
以下、本発明の実施例を製造方法と共に説明する。
本発明に係る硬質カーボン膜を形成するには、ＣＶＤ法
、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム形成法、イオン化蒸
着法等を用いることができる。第１図に上記硬質カーボ
ン膜を形成する方法の一例としてプラズマＣＶＤ法によ
る場合の装置例の概略を示す。まず真空容晋１内の基板
ホルダー２に基板３をセットし、５ Ｘ １０−６Ｔｏ
ｒｒ以上まで排気した後、ガス導入用可変バルブ１１か
らＡｒガスを導入し、１０−３Ｔｏｒｒ程度に設定する
。電子放出用フィラメント７を直流電源９により加熱す
る。次いで、放電維持用電極６に正の電圧（５０〜１０
０Ｖ）を直流電源８によって印加し、前記の電子放出角
フィラメント７と放電維持用電極６との間に、Ａｒガス
プラズマを生成する。次に基板３に高圧電源４により負
の高電圧（−１〜−３ｋＶ）を印加してＡｒ＋イオンに
よるスパッタクリーニングを１０〜３０分間行い、基板
クリーニングを終了する。ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２
等のメタン系、エチレン系、アセチレン系の炭化水素又
はＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等のフッ化炭素又は、Ｃ
Ｆ３Ｈ等のフッ化炭化水素ガスを導入後１０−１〜数Ｔ
ｏｒｒ程度に設定する。次にスパッタクリーニングの場
合と同一手順で放電維持用電極６と電子放出用フィラメ
ント７との間にプラズマを生成する。基板３に負の電圧
−０１〜−１ｋＶを印加した後、シャッタ５を開き、基
板上に硬質カーボン膜を形成する。得られた硬質カーボ
ン膜は炭化水素ガスを用いｔこ時はＨ原子を、フッ化炭
素ガスを用いｔこ時はＦ原子を両者の混合ガス又はフッ
化炭化水素ガスを用いた時はＨ原子とＦ原子を膜中に含
有する。赤外吸収及び微量分析によれば、含有量は３％
以上であり、硬度はヴイッヵース硬ＪＪｊＨｖ５００〜
１８００で、以前提案したダイヤモンドとグラファイト
の混晶膜の硬度Ｈｖ２０００以上と同等の値を示す。尚
、本発明に係る硬質カーボン膜を製造するに当っては、
以前提案したダイヤモンドとグラファイトの混晶の硬質
カーボン膜を製造する場合に比べ、炭化水素ガス等の圧
力を１０−″〜数Ｔｏｒｒ程度と比較的高く、また基板
３の電圧を−０，１〜−１ｋＶと低くする乙とが肝要で
ある。
、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム形成法、イオン化蒸
着法等を用いることができる。第１図に上記硬質カーボ
ン膜を形成する方法の一例としてプラズマＣＶＤ法によ
る場合の装置例の概略を示す。まず真空容晋１内の基板
ホルダー２に基板３をセットし、５ Ｘ １０−６Ｔｏ
ｒｒ以上まで排気した後、ガス導入用可変バルブ１１か
らＡｒガスを導入し、１０−３Ｔｏｒｒ程度に設定する
。電子放出用フィラメント７を直流電源９により加熱す
る。次いで、放電維持用電極６に正の電圧（５０〜１０
０Ｖ）を直流電源８によって印加し、前記の電子放出角
フィラメント７と放電維持用電極６との間に、Ａｒガス
プラズマを生成する。次に基板３に高圧電源４により負
の高電圧（−１〜−３ｋＶ）を印加してＡｒ＋イオンに
よるスパッタクリーニングを１０〜３０分間行い、基板
クリーニングを終了する。ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２
等のメタン系、エチレン系、アセチレン系の炭化水素又
はＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等のフッ化炭素又は、Ｃ
Ｆ３Ｈ等のフッ化炭化水素ガスを導入後１０−１〜数Ｔ
ｏｒｒ程度に設定する。次にスパッタクリーニングの場
合と同一手順で放電維持用電極６と電子放出用フィラメ
ント７との間にプラズマを生成する。基板３に負の電圧
−０１〜−１ｋＶを印加した後、シャッタ５を開き、基
板上に硬質カーボン膜を形成する。得られた硬質カーボ
ン膜は炭化水素ガスを用いｔこ時はＨ原子を、フッ化炭
素ガスを用いｔこ時はＦ原子を両者の混合ガス又はフッ
化炭化水素ガスを用いた時はＨ原子とＦ原子を膜中に含
有する。赤外吸収及び微量分析によれば、含有量は３％
以上であり、硬度はヴイッヵース硬ＪＪｊＨｖ５００〜
１８００で、以前提案したダイヤモンドとグラファイト
の混晶膜の硬度Ｈｖ２０００以上と同等の値を示す。尚
、本発明に係る硬質カーボン膜を製造するに当っては、
以前提案したダイヤモンドとグラファイトの混晶の硬質
カーボン膜を製造する場合に比べ、炭化水素ガス等の圧
力を１０−″〜数Ｔｏｒｒ程度と比較的高く、また基板
３の電圧を−０，１〜−１ｋＶと低くする乙とが肝要で
ある。
次に本発明に係る硬質カーボン膜を形成した面の摩擦、
摩耗特性について説明する。第２図は本発明の硬質カー
ボン膜を真空中、大気中でその摩擦、摩耗特性を評価す
るｔコめの試験方法を示している。硬質カーボン膜を形
成した試験片に焼入れしｔコ鋼球圧子２２を負荷用平行
ばね２４で押付け、試験片２１を真空容器外部から繰返
し揺動させ鋼球圧子２２と試験片２１摩擦させる。この
時の摩擦抵抗を摩擦抵抗測定用平行ばね２３の変形を歪
ゲージで検出することにより行う。この試験方法により
ダイヤモンドとグラファイトの混晶から成る硬質カーボ
ン膜の摩擦特性について調べたところ第３図に示す結果
を得た。第３図に示す結果から明らかなように大気中の
場合グラファイトの潤滑効果で摩擦係数は低い値を示し
ているが、真空中では吸着物がないため摩擦係数は著し
く増大し、凝着面が形成されている。これに対し、水素
を含有した膜厚３０００人の硬質カーボン膜の摩擦特性
について調べたところ第４図に示す結果を得な。
摩耗特性について説明する。第２図は本発明の硬質カー
ボン膜を真空中、大気中でその摩擦、摩耗特性を評価す
るｔコめの試験方法を示している。硬質カーボン膜を形
成した試験片に焼入れしｔコ鋼球圧子２２を負荷用平行
ばね２４で押付け、試験片２１を真空容器外部から繰返
し揺動させ鋼球圧子２２と試験片２１摩擦させる。この
時の摩擦抵抗を摩擦抵抗測定用平行ばね２３の変形を歪
ゲージで検出することにより行う。この試験方法により
ダイヤモンドとグラファイトの混晶から成る硬質カーボ
ン膜の摩擦特性について調べたところ第３図に示す結果
を得た。第３図に示す結果から明らかなように大気中の
場合グラファイトの潤滑効果で摩擦係数は低い値を示し
ているが、真空中では吸着物がないため摩擦係数は著し
く増大し、凝着面が形成されている。これに対し、水素
を含有した膜厚３０００人の硬質カーボン膜の摩擦特性
について調べたところ第４図に示す結果を得な。
同図に示されるように本発明に係る硬質カーボン膜は真
空中において摩擦係数μ＝０．０１と非常に小さい値を
示している。この値は従来より低摩擦係数として知られ
ている二硫化モリブデン、二硫化タングステンの０．０
５に比べても著しく、低い値である。その潤滑のメカニ
ズムは明らかではないが、水素を含有した硬質カーボン
膜の表面エネルギーが小さい事にも起因していると考え
られ東。真空中でこのような低摩擦係数は従来えられて
おらず、その実用的価値は大きいと考えられる。摺動回
数も１０３ｃｙｃｌｅｓ程度まで低い値を示している。
空中において摩擦係数μ＝０．０１と非常に小さい値を
示している。この値は従来より低摩擦係数として知られ
ている二硫化モリブデン、二硫化タングステンの０．０
５に比べても著しく、低い値である。その潤滑のメカニ
ズムは明らかではないが、水素を含有した硬質カーボン
膜の表面エネルギーが小さい事にも起因していると考え
られ東。真空中でこのような低摩擦係数は従来えられて
おらず、その実用的価値は大きいと考えられる。摺動回
数も１０３ｃｙｃｌｅｓ程度まで低い値を示している。
これに対し、大気中においてはμ＝０．２以上と比較的
大きな値を示している。これは、Ｃ−Ｈが大気中の湿度
の影響を受は易いためと考えられる。従ってこれを保護
し、更に固体潤滑作用を付加するためには、Ｍｏ５２、
ＷＳ２、（ＣＦ）。
大きな値を示している。これは、Ｃ−Ｈが大気中の湿度
の影響を受は易いためと考えられる。従ってこれを保護
し、更に固体潤滑作用を付加するためには、Ｍｏ５２、
ＷＳ２、（ＣＦ）。
等真空中で潤滑性のある固体潤滑膜を形成しておくとそ
の効果は著しく太き（なる。例えば研削加工、ショット
ピーニング、ラッピング等で前加工し、その上に硬質カ
ーボン膜を形成した場合表面粗さを維持したままで形成
される。更にこの上にＭｏ８２、ＷＳ２等をスパッタ等
で形成すると、その表面粗さに保持されるような形でＭ
ｏＳ２、ＷＳ２が形成される。その面を摺動向に用いる
と表面粗さの溝部分から、Ｍｏ８２、ＷＳ２が供給され
長期潤滑が可能になる。また摺動途中で表面の突起部で
Ｍｏ８２、ＷＳ２等の固体潤滑膜が破断して、相手試験
片と下地の本発明の硬質カーボン膜と直接接触しても、
硬度が高く、表面エネルギーが小さく耐凝着性があり、
低摩擦係数であるため、摺動面に損傷は生じない。また
すぐ溝部から固体潤滑剤が供給されるｔコめ、従来にな
い長期潤滑が可能になる。上記ＷＳ２膜をスパッタで１
１１ｍ形成した膜は大気中、真空中に於いて５ Ｘ １
０５ｃｙｃｌｅｓ摩擦 ゛させても摩擦係数は０１以下
と良好な潤滑特性を得た。また、Ｆを膜中に含ませた硬
質カーボン膜は耐湿性がありそのままでも真空中、大気
中でも良好な特性が得られる。
の効果は著しく太き（なる。例えば研削加工、ショット
ピーニング、ラッピング等で前加工し、その上に硬質カ
ーボン膜を形成した場合表面粗さを維持したままで形成
される。更にこの上にＭｏ８２、ＷＳ２等をスパッタ等
で形成すると、その表面粗さに保持されるような形でＭ
ｏＳ２、ＷＳ２が形成される。その面を摺動向に用いる
と表面粗さの溝部分から、Ｍｏ８２、ＷＳ２が供給され
長期潤滑が可能になる。また摺動途中で表面の突起部で
Ｍｏ８２、ＷＳ２等の固体潤滑膜が破断して、相手試験
片と下地の本発明の硬質カーボン膜と直接接触しても、
硬度が高く、表面エネルギーが小さく耐凝着性があり、
低摩擦係数であるため、摺動面に損傷は生じない。また
すぐ溝部から固体潤滑剤が供給されるｔコめ、従来にな
い長期潤滑が可能になる。上記ＷＳ２膜をスパッタで１
１１ｍ形成した膜は大気中、真空中に於いて５ Ｘ １
０５ｃｙｃｌｅｓ摩擦 ゛させても摩擦係数は０１以下
と良好な潤滑特性を得た。また、Ｆを膜中に含ませた硬
質カーボン膜は耐湿性がありそのままでも真空中、大気
中でも良好な特性が得られる。
更に本発明にかかわる硬質カーボン膜の形成方法に於い
て最初ＣＨ４、ＣＨ４＋Ｈ２等の炭化水素又は弗化炭素
ガスを用いて、１０−２〜１０−３Ｔｏｒｒに保ち、比
較的基板印加電圧を大きくしておき、立方晶又は六方晶
ダイヤモンドおよびグラファイト又′は無定形炭素から
成る硬質カーボン膜を形成し、更に、その後、前述した
製造方法に従って硬質カーボン膜を形成すれば、同質材
料で非常に密着性が高く、かつ下地に近い所は硬質で表
面に近い所で、Ｈ，Ｆを含有し、耐凝着性、潤滑性に一
優れた面が形成される。このように薄膜形成工程で条件
を変化させることにより、使用目的に合致した硬質カー
ボン膜が形成される。
て最初ＣＨ４、ＣＨ４＋Ｈ２等の炭化水素又は弗化炭素
ガスを用いて、１０−２〜１０−３Ｔｏｒｒに保ち、比
較的基板印加電圧を大きくしておき、立方晶又は六方晶
ダイヤモンドおよびグラファイト又′は無定形炭素から
成る硬質カーボン膜を形成し、更に、その後、前述した
製造方法に従って硬質カーボン膜を形成すれば、同質材
料で非常に密着性が高く、かつ下地に近い所は硬質で表
面に近い所で、Ｈ，Ｆを含有し、耐凝着性、潤滑性に一
優れた面が形成される。このように薄膜形成工程で条件
を変化させることにより、使用目的に合致した硬質カー
ボン膜が形成される。
〈発明の効果〉
以上述べたように本発明では、硬質カーボン中にＨｌ又
はＦを含有した構造になっているため、真空中において
も摩擦抵抗が小さく、摺動時に、下地材を保護し、かつ
相手面の摩耗を減少させるので長期的に安定した摩擦特
性が得られる。従って軸受、歯車、モータ、シール、バ
ルブ、ねし摺動案内面、電気接点、ジヨイント、ベーン
、チェーン等の機構部品に適用すれば、長期信頼性があ
り、精度劣化の小さい部品が得られる。更に硬度が大き
く、潤滑性を有することを活用すれば、切削工具等の工
具への適用も可能であり、加工性、寿命等に与える効果
は大きい。また凝着性が小さく、硬度が大きい事から磁
気ディスク、磁気ヘッド等に形成すれば、耐クラツシユ
性が著しく増大する。
はＦを含有した構造になっているため、真空中において
も摩擦抵抗が小さく、摺動時に、下地材を保護し、かつ
相手面の摩耗を減少させるので長期的に安定した摩擦特
性が得られる。従って軸受、歯車、モータ、シール、バ
ルブ、ねし摺動案内面、電気接点、ジヨイント、ベーン
、チェーン等の機構部品に適用すれば、長期信頼性があ
り、精度劣化の小さい部品が得られる。更に硬度が大き
く、潤滑性を有することを活用すれば、切削工具等の工
具への適用も可能であり、加工性、寿命等に与える効果
は大きい。また凝着性が小さく、硬度が大きい事から磁
気ディスク、磁気ヘッド等に形成すれば、耐クラツシユ
性が著しく増大する。
第１図は硬質カーボン膜形成装置の構成を示す概略図、
第２図（ａｌ ［ｂ）は各々薄膜の摩擦、摩耗試験装置
の概略図、第３図はダイヤモンドとグラファイトの混晶
から成る硬質カーボン膜の摩擦特性図、第４図は本発明
に関わる硬質カーボン膜の摩擦特性図である。 図面中、 １・・・真空容鮒 ２・・・基板ホルダー ３・・・基板 ４・・・高圧電源 ５・・・シャッタ ６・・・放電維持用電極 ７・・・電子放出用フィラメント ８・・・直流電源 ９・・・直流電源 １０．１１・・・ガス導入用可変バルブ１２・・・排気
系 １３・・・永久磁石 ２１・・・試験片 ２２・・・鋼球圧子 ２３・・・摩擦抵抗測定用平行ばね ２４・・・負荷用平行ばね
第２図（ａｌ ［ｂ）は各々薄膜の摩擦、摩耗試験装置
の概略図、第３図はダイヤモンドとグラファイトの混晶
から成る硬質カーボン膜の摩擦特性図、第４図は本発明
に関わる硬質カーボン膜の摩擦特性図である。 図面中、 １・・・真空容鮒 ２・・・基板ホルダー ３・・・基板 ４・・・高圧電源 ５・・・シャッタ ６・・・放電維持用電極 ７・・・電子放出用フィラメント ８・・・直流電源 ９・・・直流電源 １０．１１・・・ガス導入用可変バルブ１２・・・排気
系 １３・・・永久磁石 ２１・・・試験片 ２２・・・鋼球圧子 ２３・・・摩擦抵抗測定用平行ばね ２４・・・負荷用平行ばね
Claims (1)
- 水素又はふっ素、又はこれらを同時に含有することを特
徴とする硬質カーボン膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151373A JPS6130671A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 硬質カ−ボン膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151373A JPS6130671A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 硬質カ−ボン膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130671A true JPS6130671A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15517138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59151373A Pending JPS6130671A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 硬質カ−ボン膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130671A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238961A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-24 | Sachiko Okazaki | 基材表面の改質方法 |
| US5093152A (en) * | 1987-04-22 | 1992-03-03 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for protecting an optical substrate by plasma deposition |
| US5330802A (en) * | 1987-07-13 | 1994-07-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma CVD of carbonaceous films on substrate having reduced metal on its surface |
| GB2419132A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-19 | C Tech Innovation Ltd | Formation of fluorinated carbon material |
| JP2011162371A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Fujifilm Corp | 光学素子成形用型、並びに光学素子、及び該光学素子の製造方法 |
| JP2013544746A (ja) * | 2010-11-09 | 2013-12-19 | ポスコ | グラフェン被覆鋼板及びその製造方法 |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP59151373A patent/JPS6130671A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238961A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-24 | Sachiko Okazaki | 基材表面の改質方法 |
| US5093152A (en) * | 1987-04-22 | 1992-03-03 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for protecting an optical substrate by plasma deposition |
| US5330802A (en) * | 1987-07-13 | 1994-07-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma CVD of carbonaceous films on substrate having reduced metal on its surface |
| GB2419132A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-19 | C Tech Innovation Ltd | Formation of fluorinated carbon material |
| US7700192B2 (en) | 2004-10-04 | 2010-04-20 | C-Tech Innovation Limited | Fluorinated carbon nanostructures of CFx where 0.05<x<0.30 |
| GB2419132B (en) * | 2004-10-04 | 2011-01-19 | C Tech Innovation Ltd | Method of production of fluorinated carbon nanostructures |
| US7939141B2 (en) | 2004-10-04 | 2011-05-10 | C-Tech Innovation Limited | Method of production of fluorinated carbon nanostructures |
| JP2011162371A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Fujifilm Corp | 光学素子成形用型、並びに光学素子、及び該光学素子の製造方法 |
| JP2013544746A (ja) * | 2010-11-09 | 2013-12-19 | ポスコ | グラフェン被覆鋼板及びその製造方法 |
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