JPS6277464A - 多種金属性アモルフアス合金被膜の製法 - Google Patents
多種金属性アモルフアス合金被膜の製法Info
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は多種金属性アモルファス合金被膜の製法に関す
るものである。本製法により金属及び非金属物体をアモ
ルファス物質で低コスト被覆することが可能となった。
るものである。本製法により金属及び非金属物体をアモ
ルファス物質で低コスト被覆することが可能となった。
本製法はアモルファス磁気薄フィルム及び耐腐食性被膜
の製造に特に有用である。
の製造に特に有用である。
アモルファス金属合金物質は、近年、その特徴的な機械
的、化学的、電気的特性の組合せのため、注目を集めて
きた。アモルファス金属合金物質の特性はその不整列な
原子構造のせいにすることができ、そのため結晶性物質
の挙動を限定することが知られている転位(dislo
cation )や粒界のような伸長欠陥(exten
ded defect)がなく、化学的に均一である(
該物質は)。アモルファス状態の特徴は広範囲にわたる
周期性(long range peri−odici
ty)に欠けていることであり、一方結晶状態の特徴は
広範囲にわたる周期性があることである。
的、化学的、電気的特性の組合せのため、注目を集めて
きた。アモルファス金属合金物質の特性はその不整列な
原子構造のせいにすることができ、そのため結晶性物質
の挙動を限定することが知られている転位(dislo
cation )や粒界のような伸長欠陥(exten
ded defect)がなく、化学的に均一である(
該物質は)。アモルファス状態の特徴は広範囲にわたる
周期性(long range peri−odici
ty)に欠けていることであり、一方結晶状態の特徴は
広範囲にわたる周期性があることである。
一般的に、室温におけるアモルファス物質の安定性は、
結晶核の成長に抗する種々の力学的降壁、及び安定な結
晶核の成長を妨害するような核形成に対する障壁に依存
する。このような障壁は、もし、アモルファス状態に加
工される物質がまず溶融状態まで加熱され、次に重要な
核形成の発生を防止するのに十分速い速度で、結晶核生
成温度範囲を通してす速く急冷又は冷却されることによ
り、特徴的に存在する。このような冷却速度は106”
C7秒のオーダーである。す速く冷却することにより、
溶隔合金の粘度は劇的に増加し、急激に原子が拡散する
距離を減少させる。これにより、結果として結晶核の生
成が妨害され、準安定な又はアモルファス相が生成する
。
結晶核の成長に抗する種々の力学的降壁、及び安定な結
晶核の成長を妨害するような核形成に対する障壁に依存
する。このような障壁は、もし、アモルファス状態に加
工される物質がまず溶融状態まで加熱され、次に重要な
核形成の発生を防止するのに十分速い速度で、結晶核生
成温度範囲を通してす速く急冷又は冷却されることによ
り、特徴的に存在する。このような冷却速度は106”
C7秒のオーダーである。す速く冷却することにより、
溶隔合金の粘度は劇的に増加し、急激に原子が拡散する
距離を減少させる。これにより、結果として結晶核の生
成が妨害され、準安定な又はアモルファス相が生成する
。
このような冷却速度を供給する製法としては、スパッタ
ーリング、真空蒸発、プラズマスプレィ、及び液体状態
からの直接急冷がある。1つの方法で製造された合金は
、しばしば、理論的に同一の生成過程を通っても、他の
方法で製造されたものと異ったものであることが見い出
されている。
ーリング、真空蒸発、プラズマスプレィ、及び液体状態
からの直接急冷がある。1つの方法で製造された合金は
、しばしば、理論的に同一の生成過程を通っても、他の
方法で製造されたものと異ったものであることが見い出
されている。
液体状態からの直接急冷はもっとも商業的に成功した方
法であり、多種の合金を、薄フィルム、リボン、ワイヤ
ー等の種々の形状に、この技術により加工することがで
きる。米国特許第3,856,513号はチェノ エ
アル(Chen et al、)に付与され、溶融状態
からの直接急冷により得られる新規金属合金組成物につ
いて記述してあり、本製法の一般的議論が含まれている
。
法であり、多種の合金を、薄フィルム、リボン、ワイヤ
ー等の種々の形状に、この技術により加工することがで
きる。米国特許第3,856,513号はチェノ エ
アル(Chen et al、)に付与され、溶融状態
からの直接急冷により得られる新規金属合金組成物につ
いて記述してあり、本製法の一般的議論が含まれている
。
溶融状態からの急速冷却により生成した本質的にすべて
アモルファスである箔及びリボンの厚さは、その物質を
通しての熱伝導速度により制限されている。通常、この
ようなフィルムの厚さは50ミクロンより下である。合
金されたアモルファス金属合金の形状に対するこの制限
のため、その他の形状を有するアモルファス金属合金を
製造することのできる他の方法の研究が活発化した。
アモルファスである箔及びリボンの厚さは、その物質を
通しての熱伝導速度により制限されている。通常、この
ようなフィルムの厚さは50ミクロンより下である。合
金されたアモルファス金属合金の形状に対するこの制限
のため、その他の形状を有するアモルファス金属合金を
製造することのできる他の方法の研究が活発化した。
ソーマー(So%1mer)は多層立体配置における固
体状態の反応により、アモルファスZr−Co合金が生
成することを開示した:急冷された金属についての第5
回会議、(Fifth Conference on
RapidlyDuenched Metalg)、ウ
ルツブルグ、ジャーマニ−(Wurtzburg、Ge
rmany) 1984年9月。ジルコニウム及びコバ
ルトフィルムで100〜500オングストロームの厚さ
を有するものを互いに層状とし、180℃で熱処理した
ものであった。拡散によりそれぞれのとなり合った境界
にアモルファスZr −Co相が形成された。
体状態の反応により、アモルファスZr−Co合金が生
成することを開示した:急冷された金属についての第5
回会議、(Fifth Conference on
RapidlyDuenched Metalg)、ウ
ルツブルグ、ジャーマニ−(Wurtzburg、Ge
rmany) 1984年9月。ジルコニウム及びコバ
ルトフィルムで100〜500オングストロームの厚さ
を有するものを互いに層状とし、180℃で熱処理した
ものであった。拡散によりそれぞれのとなり合った境界
にアモルファスZr −Co相が形成された。
同様に、アール ビー シュワルツ(R,B。
Schwartz)及びダブリュー エル ジョンソン
(−ル、Johnson)は50℃〜80℃の間の温度
における純多結晶性Au及びLa薄フィルムの固体状態
における相互拡散“純多結晶性金属の固体状態反応によ
るアモルファス合金の生成”について記述した。フィジ
ックス レビュー レターズ(physicsRevi
ew Letters)、第51巻、第5号、1983
年8月1日。これらの製法は2つの金属フィルムの物理
的親密性に依存する反応に限定され°ζいる。
(−ル、Johnson)は50℃〜80℃の間の温度
における純多結晶性Au及びLa薄フィルムの固体状態
における相互拡散“純多結晶性金属の固体状態反応によ
るアモルファス合金の生成”について記述した。フィジ
ックス レビュー レターズ(physicsRevi
ew Letters)、第51巻、第5号、1983
年8月1日。これらの製法は2つの金属フィルムの物理
的親密性に依存する反応に限定され°ζいる。
継続中の特許出願ニーニスニスニス(U S S N)
586.380発明の名称「アモルファス金属合金粉末
及び固体状態での分解反応による該合金粉末の合成」、
及びニーニスニスニス(U S S N)588.01
、発明の名称「アモルファス金属合金粉末及び固体状態
での化学還元反応による該合金粉末の合成」は粉末状の
アモルファス金属合金を得る新規プロセスを開示する。
586.380発明の名称「アモルファス金属合金粉末
及び固体状態での分解反応による該合金粉末の合成」、
及びニーニスニスニス(U S S N)588.01
、発明の名称「アモルファス金属合金粉末及び固体状態
での化学還元反応による該合金粉末の合成」は粉末状の
アモルファス金属合金を得る新規プロセスを開示する。
近年における進歩にもかかわらず、このような物質のア
ベイラブルな型が限定されていたため、アモルファス金
属合金の広範囲に渡る使用は隠れたものである。所望の
形状及び型でアモルファス金属合金を合成するための新
規プロセスへのニーズは継続している。特に、多種金属
性アモルファス金属合金被膜の経済的製造方法は必要で
ある。
ベイラブルな型が限定されていたため、アモルファス金
属合金の広範囲に渡る使用は隠れたものである。所望の
形状及び型でアモルファス金属合金を合成するための新
規プロセスへのニーズは継続している。特に、多種金属
性アモルファス金属合金被膜の経済的製造方法は必要で
ある。
多くのアモルファス金属合金は酸及び塩基環境において
耐腐食性を保有することが確認されているが、被覆物質
の型でアベイラブルなものがないた砧、そのように記載
されたものはない。
耐腐食性を保有することが確認されているが、被覆物質
の型でアベイラブルなものがないた砧、そのように記載
されたものはない。
マツモト エ アル(Matsumoto et al
、)に付与された米国特許第4.318.738号は耐
腐食性を有する多種金属炭素系アモルファス合金につい
て開示し、ただ粉末、ワイヤー、又はシートとしてのみ
教示する。耐腐食性アモルファス金属合金の分野で必要
なのは、前記合金を被膜として製造するための商業的に
実行可能なプロセスである。
、)に付与された米国特許第4.318.738号は耐
腐食性を有する多種金属炭素系アモルファス合金につい
て開示し、ただ粉末、ワイヤー、又はシートとしてのみ
教示する。耐腐食性アモルファス金属合金の分野で必要
なのは、前記合金を被膜として製造するための商業的に
実行可能なプロセスである。
多種金属性アモルファス金属合金被膜は触媒反応、電気
化学的反応、情報格納のための磁気薄フィルム、及び装
飾用並びに/若しくは消費品目のための金属性フィルム
の分野でも又容易に適用できるものである。
化学的反応、情報格納のための磁気薄フィルム、及び装
飾用並びに/若しくは消費品目のための金属性フィルム
の分野でも又容易に適用できるものである。
アモルファス多種金属性合金被膜の低コスト製造プロセ
スはアモルファス金属合金及びその応用分野において、
重大な貢献であることは明らかである。
スはアモルファス金属合金及びその応用分野において、
重大な貢献であることは明らかである。
従って、多種金属性アモルファス合金被膜の合成法を提
供するのは本発明の1つの目的である。
供するのは本発明の1つの目的である。
本発明のもう1つの目的は新規な多種金属性アモルファ
ス合金被膜を提供することであ、る。
ス合金被膜を提供することであ、る。
本発明のこれら及び他の目的は以下の発明の記述及び特
許請求の範囲より明らかとなろう。
許請求の範囲より明らかとなろう。
〔発明の内容〕
本発明は、下記の工程を含む、実質的にアモルファスで
ある多種金属性被膜を基体上に付着させる方法に関する
ものである。
ある多種金属性被膜を基体上に付着させる方法に関する
ものである。
a) 該アモルファス多種金属性被膜に必要とされる金
属を含み、その先駆体化合物が生成アモルファス多種金
属性被膜の結晶化温度より低い温度で分解するような先
駆体の金属支持化合物を準備し、 b)少なくとも該先駆体化合物の分解温度まで密閉系で
加熱し、 C)該先駆体化合物を気化させ、 d)該基体上に実質的にアモルファスである多種金属性
被膜を形成するよう、該密閉系で基体と気化した先駆体
化合物を接触させる。
属を含み、その先駆体化合物が生成アモルファス多種金
属性被膜の結晶化温度より低い温度で分解するような先
駆体の金属支持化合物を準備し、 b)少なくとも該先駆体化合物の分解温度まで密閉系で
加熱し、 C)該先駆体化合物を気化させ、 d)該基体上に実質的にアモルファスである多種金属性
被膜を形成するよう、該密閉系で基体と気化した先駆体
化合物を接触させる。
本発明は、又、密閉系にリン、ホウ素、チン素、ヒ素、
イオウ、ケイ素、炭素の導入も図るものであり、それに
より、これら元素を実質的にアモルファスである多種金
属性被膜に導入するものである。
イオウ、ケイ素、炭素の導入も図るものであり、それに
より、これら元素を実質的にアモルファスである多種金
属性被膜に導入するものである。
本発明は、又、上記記載の方法で製造した実質的にアモ
ルファスである多種金属性合金被膜に関するものである
。
ルファスである多種金属性合金被膜に関するものである
。
本発明は、特に、下記の一般式で表わされる実質的にア
モルファスな多種金属性合金に関するものである。
モルファスな多種金属性合金に関するものである。
MaMb’ Re
(式中、MはMO,WSNb、及びTaより成るグルー
プから選ばれる少なくとも1つの元素、MlはFe、
Nis Co、 Mns及びCrより成るグループから
選ばれた少なくとも1つの元素、RはPSB、N、As
5S、Si、及びCより成るグループから選ばれる少な
くとも1つの元素、aは約0.15〜約0.85の範囲
、 bは約0.15〜約0.85の範囲、 Cは0〜約0.25の範囲、) (但し、MlがCrを含むときには、(Cr以外のM1
元素に原因するb+c)の合計は少なくとも0.15で
ある)。ここで、前記被膜は上記の方法で製造される。
プから選ばれる少なくとも1つの元素、MlはFe、
Nis Co、 Mns及びCrより成るグループから
選ばれた少なくとも1つの元素、RはPSB、N、As
5S、Si、及びCより成るグループから選ばれる少な
くとも1つの元素、aは約0.15〜約0.85の範囲
、 bは約0.15〜約0.85の範囲、 Cは0〜約0.25の範囲、) (但し、MlがCrを含むときには、(Cr以外のM1
元素に原因するb+c)の合計は少なくとも0.15で
ある)。ここで、前記被膜は上記の方法で製造される。
本明細書中で記述される多種金属性合金被膜は実質的に
アモルファスな合金である。本明細書中で使用される用
語で「実質的に」とは、アモルファス多種金属性被膜が
、X線回折による指示で少なくとも50%がアモルファ
スであることをいう。
アモルファスな合金である。本明細書中で使用される用
語で「実質的に」とは、アモルファス多種金属性被膜が
、X線回折による指示で少なくとも50%がアモルファ
スであることをいう。
好ましくは多種金属性被膜の少なくとも80%がアモル
ファスであり、最も好ましくは100%がアモルファス
である。又これら指示はX線回折による。本明細書中「
アモルファス多種金属性合金」とは非金属元素も又含む
ことができるアモルファス金属含有合金をいう。
ファスであり、最も好ましくは100%がアモルファス
である。又これら指示はX線回折による。本明細書中「
アモルファス多種金属性合金」とは非金属元素も又含む
ことができるアモルファス金属含有合金をいう。
本発明の目的とする実質的にアモルファスな多種金属性
被膜は以下の式で記述することができる。
被膜は以下の式で記述することができる。
MaMb’ Rc
(式中9MはMo、W% Nbs及びTaより成るグル
ープから選ばれる少なくとも1つの元素、Ml はFe
、 Ni、 C0% Mn、及びCrより成るグループ
から選ばれた少なくとも1つの元素、RはP% BSN
% A353% Sis及びCより成るグループから選
ばれる少なくとも1つの元素、式中、aは約0.15〜
約0.85の範囲、bは約0.15〜約0.85の範囲
、 Cは0〜約0.25の範囲、) (但し、M’ 7!l<Crを含むときには、(Cr以
外のM1元素に原因するb十c)の合計は少なくとも0
.15である。) 好ましくは、a、b、及びCの範囲は以下のごとくであ
る。
ープから選ばれる少なくとも1つの元素、Ml はFe
、 Ni、 C0% Mn、及びCrより成るグループ
から選ばれた少なくとも1つの元素、RはP% BSN
% A353% Sis及びCより成るグループから選
ばれる少なくとも1つの元素、式中、aは約0.15〜
約0.85の範囲、bは約0.15〜約0.85の範囲
、 Cは0〜約0.25の範囲、) (但し、M’ 7!l<Crを含むときには、(Cr以
外のM1元素に原因するb十c)の合計は少なくとも0
.15である。) 好ましくは、a、b、及びCの範囲は以下のごとくであ
る。
aは約0.2〜約0.7の範囲
すは約0.2〜約0.8の範囲、及び
Cは0〜約0.2の範囲である
最も好ましくは、a、b、及びCの範囲は以下のごと(
である。
である。
aは約0.2〜約0.4の範囲、
bは約0.4〜約0.8の範囲、及び
Cは0〜約0.2の範囲である。
このような実質的にアモルファスな多種金属性合金被膜
の例は以下のものを含む組成を有する:Mow(Fe−
Cr)b 、MomCrbCc % Mo=Cr4Nc
s及びMoJebo明細書中の明細車中及び上記構造
式は本明細書中で教示される製法により製造される被膜
の(原料)物質を限定することを意図したものではない
。当業者は容易に、他の被膜組成物を合成するために、
本明細書中に教示する製法を利用し又は受は入れること
ができるであろう。
の例は以下のものを含む組成を有する:Mow(Fe−
Cr)b 、MomCrbCc % Mo=Cr4Nc
s及びMoJebo明細書中の明細車中及び上記構造
式は本明細書中で教示される製法により製造される被膜
の(原料)物質を限定することを意図したものではない
。当業者は容易に、他の被膜組成物を合成するために、
本明細書中に教示する製法を利用し又は受は入れること
ができるであろう。
本明細書中に教示する製法は、実質的にアモルファスな
多種金属性合金を製造するために、少な(とも2種の先
駆体金属支持化合物の分解を含むものである。先駆体金
属支持化合物は、その分解温度が、製造される実質的に
アモルファスな金属合金の結晶化温度より低くなるよう
選択される。
多種金属性合金を製造するために、少な(とも2種の先
駆体金属支持化合物の分解を含むものである。先駆体金
属支持化合物は、その分解温度が、製造される実質的に
アモルファスな金属合金の結晶化温度より低くなるよう
選択される。
この製法に使用するのに適した先駆体化合物は、モノマ
ー、ダイマー、トリマー及びポリマーで、飽和及び/又
は不飽和炭化水素、芳香族、又は複素環式(heter
oaromatic) リガンドよりなる有機金属リガ
ンド(+*etallo−organic ligan
ds)を有するものを含むことができる。それら化合物
の例及びそれらの分解温度は下記の第1表に示す。
ー、ダイマー、トリマー及びポリマーで、飽和及び/又
は不飽和炭化水素、芳香族、又は複素環式(heter
oaromatic) リガンドよりなる有機金属リガ
ンド(+*etallo−organic ligan
ds)を有するものを含むことができる。それら化合物
の例及びそれらの分解温度は下記の第1表に示す。
第一」−一表
5 金 ヒム物
大まかな分
囮−一丘一一一 邂IJU3ユ)モリブデン
ヘキサカルボニル 150クロミウムヘキサカル
ボニル 170鉄ペンタカルボニル
140ブタジエン鉄トリカルボニル 200
タングステンヘキサカルボニル 170塩化タンタ
ル(V) 250ベンゼンクロミウ
ムトリカルボニル 200ビス(シクロペンタジェニル
)モリ ブデン トリカルボニル ダイマー 200ジ−コバル
ト オクタカルボニル 75ニツケル テトラカル
ボニル 100マンガンデカカルボニル
175鉄ノナカルボニル 125
非金属化合物であることができる他の先駆体化合物はチ
ッ素、炭素、ホウ素、リン、ヒ素、イオウ及びケイ素を
含むが、これら元素を実質的にアモルファスな多金属性
合金の中に取り入れるために、又揮発性であることがで
きる。このような化合物の例としては、チッ素、アンモ
ニア、シラン化合物、及び塩素化されたシラン化合物、
メタン、エタン、エチレン、ヒ素、アルシン、リン、ホ
スフィン、硫化水素、トルエン及びジボランがある。
ヘキサカルボニル 150クロミウムヘキサカル
ボニル 170鉄ペンタカルボニル
140ブタジエン鉄トリカルボニル 200
タングステンヘキサカルボニル 170塩化タンタ
ル(V) 250ベンゼンクロミウ
ムトリカルボニル 200ビス(シクロペンタジェニル
)モリ ブデン トリカルボニル ダイマー 200ジ−コバル
ト オクタカルボニル 75ニツケル テトラカル
ボニル 100マンガンデカカルボニル
175鉄ノナカルボニル 125
非金属化合物であることができる他の先駆体化合物はチ
ッ素、炭素、ホウ素、リン、ヒ素、イオウ及びケイ素を
含むが、これら元素を実質的にアモルファスな多金属性
合金の中に取り入れるために、又揮発性であることがで
きる。このような化合物の例としては、チッ素、アンモ
ニア、シラン化合物、及び塩素化されたシラン化合物、
メタン、エタン、エチレン、ヒ素、アルシン、リン、ホ
スフィン、硫化水素、トルエン及びジボランがある。
先駆体化合物は、又、ハロゲン化合物、酸化物、硝酸塩
、亜硝酸塩、炭化物、ホウ化物、又は金属含有塩でもよ
いが、この先駆体化合物の分解温度は合成される実質的
にアモルファスな多種金属性合金の分解温度より低くな
ければならない。
、亜硝酸塩、炭化物、ホウ化物、又は金属含有塩でもよ
いが、この先駆体化合物の分解温度は合成される実質的
にアモルファスな多種金属性合金の分解温度より低くな
ければならない。
基体は要求に応じて金属又は非金属基体であってもよい
が、ただ付着プロセス変数(depos it 1on
process parameter)に耐えるものに
限定される。
が、ただ付着プロセス変数(depos it 1on
process parameter)に耐えるものに
限定される。
基体は特に約100℃〜約700℃の温度に加熱される
。はとんどの付着反応に必要とされる温度は、約り50
℃〜約400℃の範囲にある。問題の製法によって影響
されない基体の例としては、ガラス、チタン、スチール
、銅、炭素、アルミナ、及びニッケルがある。基質は任
意の立体配置(複雑な(intricate and
Complex ) )立体配置を含む)を含むことが
でき、本明細書中で教示する製法により均一に被覆され
るだろう。
。はとんどの付着反応に必要とされる温度は、約り50
℃〜約400℃の範囲にある。問題の製法によって影響
されない基体の例としては、ガラス、チタン、スチール
、銅、炭素、アルミナ、及びニッケルがある。基質は任
意の立体配置(複雑な(intricate and
Complex ) )立体配置を含む)を含むことが
でき、本明細書中で教示する製法により均一に被覆され
るだろう。
問題の製法には、実質的にアモルファスな被膜の汚染を
防止するために密閉系が使用される。密閉系では大気は
真空に、不活性に、又は反応性のものに、合成する実質
的にアモルファスな多種金属性合金被膜に応じて維持す
ることができる。反応容器中に注入された先駆体化合物
から誘導されるもの以外の元素は何も取り入れない被覆
は真空又は不活性条件下行うのが最良である。水素、ヘ
リウム及びアルゴンのようなキャリヤーガスは密閉系を
通して流すことができる。実質的にアモルファスである
多種金属性被膜は、少なくとも1成分は先駆体非金属支
持化合物から取り入れることができるが、チッ素、アン
モニア、メタン、エタン、ボラン、等の雰囲気のような
非金属支持化合物を含む雰囲気下で合成することができ
る。約20℃で液体又は固体であるが、やや高い温度で
は気化するような先駆体物質も又利用することができる
。これらの化合物は密閉反応系に配置され、加熱により
付着プロセスのための反応性雰囲気を提供する。
防止するために密閉系が使用される。密閉系では大気は
真空に、不活性に、又は反応性のものに、合成する実質
的にアモルファスな多種金属性合金被膜に応じて維持す
ることができる。反応容器中に注入された先駆体化合物
から誘導されるもの以外の元素は何も取り入れない被覆
は真空又は不活性条件下行うのが最良である。水素、ヘ
リウム及びアルゴンのようなキャリヤーガスは密閉系を
通して流すことができる。実質的にアモルファスである
多種金属性被膜は、少なくとも1成分は先駆体非金属支
持化合物から取り入れることができるが、チッ素、アン
モニア、メタン、エタン、ボラン、等の雰囲気のような
非金属支持化合物を含む雰囲気下で合成することができ
る。約20℃で液体又は固体であるが、やや高い温度で
は気化するような先駆体物質も又利用することができる
。これらの化合物は密閉反応系に配置され、加熱により
付着プロセスのための反応性雰囲気を提供する。
密閉反応系は約I X 10−’ )−ル〜約700ト
ールの圧力に維持される。他の電子線蒸発、プラズマス
プレィ、スパッターリング、イオンブレーティング等の
付着被覆のための他のプロセスは、高真空技術を必要と
し、及び/又は本明細書中で教示する蒸気付着プロセス
が提供することのできる高均一性を与えない。
ールの圧力に維持される。他の電子線蒸発、プラズマス
プレィ、スパッターリング、イオンブレーティング等の
付着被覆のための他のプロセスは、高真空技術を必要と
し、及び/又は本明細書中で教示する蒸気付着プロセス
が提供することのできる高均一性を与えない。
先駆体化合物は密閉系に導入され、化合物が気化するよ
うに、任意の公知の方法により加熱される。気化した化
合物は、密閉容器内で先駆体化合物の分解温度より上の
温度に維持された基体に導かれる。基体と接触して先駆
体化合物は分解し、基体上に被膜が付着する。このよう
な被膜はどのような型又は配置の上でも均一に、固着さ
せて(adherent)、経済的に形成させることが
できる。
うに、任意の公知の方法により加熱される。気化した化
合物は、密閉容器内で先駆体化合物の分解温度より上の
温度に維持された基体に導かれる。基体と接触して先駆
体化合物は分解し、基体上に被膜が付着する。このよう
な被膜はどのような型又は配置の上でも均一に、固着さ
せて(adherent)、経済的に形成させることが
できる。
これらの被膜は実質的にアモルファス多種金属性被膜で
あることがわかっており、一般に優れた耐腐食性を有す
る。これらの被膜はそれ自体で化学反応容器の内表面に
使用することができ、又は海水若しくは他の強力に腐食
性の環境にさらされる構造金属上に使用することができ
、又は酸性及び/又はアルカリ性化学物質の輸送用パイ
プライン及びポンプの内表面に使用することができる。
あることがわかっており、一般に優れた耐腐食性を有す
る。これらの被膜はそれ自体で化学反応容器の内表面に
使用することができ、又は海水若しくは他の強力に腐食
性の環境にさらされる構造金属上に使用することができ
、又は酸性及び/又はアルカリ性化学物質の輸送用パイ
プライン及びポンプの内表面に使用することができる。
これらアモルファス被膜は又、触媒反応、電気化学的反
応に使用でき、又情報収納のための磁気薄フィルム及び
装飾及び/又は消費品目用のメタルフィルムとしても使
用できる。当業者にとってはこれら被膜についての他の
用途も自明であろう。
応に使用でき、又情報収納のための磁気薄フィルム及び
装飾及び/又は消費品目用のメタルフィルムとしても使
用できる。当業者にとってはこれら被膜についての他の
用途も自明であろう。
以下の実施例により、本明細書で開示するアモルファス
多種金属性合金被膜の製法の有効性について証明する。
多種金属性合金被膜の製法の有効性について証明する。
これら実施例はただ例示の目的のためにのみ使用され、
いかなる場合も本発明を制限するものと解してはならな
い。
いかなる場合も本発明を制限するものと解してはならな
い。
スm
本実施例は、おおまかにFe、。Mo2゜Cr、。の組
成を有し、本発明の製法により調製される実質的にアモ
ルファスな多種金属性合金被膜の合成について記述する
。
成を有し、本発明の製法により調製される実質的にアモ
ルファスな多種金属性合金被膜の合成について記述する
。
140℃で分解する鉄ペンタカルボニルFe(Co)s
、150℃で溶融しないで分解するモリブデンヘキサ
カルボニルMo (Co) 6 、及び170°Cで分
解するクロムヘキサカルボニルCr (Co) b ヲ
別々のステンレススチール製の容器内に保存した。
、150℃で溶融しないで分解するモリブデンヘキサ
カルボニルMo (Co) 6 、及び170°Cで分
解するクロムヘキサカルボニルCr (Co) b ヲ
別々のステンレススチール製の容器内に保存した。
それぞれの収納容器は別個に1つの化学蒸着(ch−e
mical vapor deposition)反応
室に接続され、反応室内へのカルボニル製品の流れは、
計量器のバルブで制御することができた。カルボニル化
合物を収納する容器は、約60℃に加熱され、計量バル
ブは閉の位置とした。
mical vapor deposition)反応
室に接続され、反応室内へのカルボニル製品の流れは、
計量器のバルブで制御することができた。カルボニル化
合物を収納する容器は、約60℃に加熱され、計量バル
ブは閉の位置とした。
化学蒸着反応器は約70℃に加熱し、それぞれのカルボ
ニル室(carbonyl chamber)と蒸着反
応器を接続するパイプラインは約90℃に加熱した。
ニル室(carbonyl chamber)と蒸着反
応器を接続するパイプラインは約90℃に加熱した。
反応器内には、銅製のヒーターブロックにガラスの基体
が取り付けてあり、約340℃の温度に維持した。鉄ペ
ンタカルボニルを約1.2トールの圧で反応器内に流し
、同時に等モルのモリブデンヘキサカルボニル及びクロ
ムヘキサカルボニルを流した。これら物質は蒸着反応器
に入り、気化し、それらが分解する場所である加熱基体
の方に導いた。
が取り付けてあり、約340℃の温度に維持した。鉄ペ
ンタカルボニルを約1.2トールの圧で反応器内に流し
、同時に等モルのモリブデンヘキサカルボニル及びクロ
ムヘキサカルボニルを流した。これら物質は蒸着反応器
に入り、気化し、それらが分解する場所である加熱基体
の方に導いた。
約15分後、約10,000オングストロームの厚さの
被膜が得られた。X線回折により被膜を分析すると、こ
の被膜は実質的にアモルファスである多種金属性合金で
、おおまかな組成がFe、Joz。Crz。
被膜が得られた。X線回折により被膜を分析すると、こ
の被膜は実質的にアモルファスである多種金属性合金で
、おおまかな組成がFe、Joz。Crz。
であることが確認された。
フィルムの断片(portions)を室温工種々の環
境にさらし、被膜の耐腐食性を試験した。被膜は以下の
ごとく試験した。
境にさらし、被膜の耐腐食性を試験した。被膜は以下の
ごとく試験した。
試 験 条 件 腐食速度IN塩酸
0.00 濃フッ化水素酸く50パーセン)) 0.001
N硝酸 0.OO2 濃硝酸 0.18 1N塩酸 0.00 KOH/HzO(50150wt/パーセント)
1.00これら試験の結果かられかるように、この
実質的にアモルファスな被膜は、強い酸性及びアルカリ
性条件下で優れた耐腐食性を有する。
0.00 濃フッ化水素酸く50パーセン)) 0.001
N硝酸 0.OO2 濃硝酸 0.18 1N塩酸 0.00 KOH/HzO(50150wt/パーセント)
1.00これら試験の結果かられかるように、この
実質的にアモルファスな被膜は、強い酸性及びアルカリ
性条件下で優れた耐腐食性を有する。
実施例2
実質的にアモルファスな多種金属性合金被膜で、おおま
かにCr、。No4゜N2゜の組成を有するものについ
てこの実施例において記載する。
かにCr、。No4゜N2゜の組成を有するものについ
てこの実施例において記載する。
この組成物はモリブデンヘキサカルボニル及びクロムヘ
キサカルボニルを使用して、上記実施例1に記載された
のと類似の方法で調製した。この実施例では、実施例1
で用いた鉄ペンタカルボニルのかわりにチッ素及び25
wt%アンモニア(NH,)を含む混合物を使用した。
キサカルボニルを使用して、上記実施例1に記載された
のと類似の方法で調製した。この実施例では、実施例1
で用いた鉄ペンタカルボニルのかわりにチッ素及び25
wt%アンモニア(NH,)を含む混合物を使用した。
チッ素とアンモニアの混合物を反応容器を通して流し、
反応容器内の圧力を約1.2トールに維持した。カルボ
ニル収納容器、パイプライン、反応容器及び基体の温度
は実施例1で詳述したものと同一であった。計量器パル
プを開とし、チッ素及びアンモニア流とともに、モリブ
デンヘキサカルボニル及びクロムヘキサカルボニルの等
モル量を反応容器内に流入させ、熱したガラス製基体に
接触させた。
反応容器内の圧力を約1.2トールに維持した。カルボ
ニル収納容器、パイプライン、反応容器及び基体の温度
は実施例1で詳述したものと同一であった。計量器パル
プを開とし、チッ素及びアンモニア流とともに、モリブ
デンヘキサカルボニル及びクロムヘキサカルボニルの等
モル量を反応容器内に流入させ、熱したガラス製基体に
接触させた。
X線回折分析により、アモルファス金属合金被膜がガラ
ス基体上に蒸着し、その被膜はおよそCr、、Mo4゜
N2゜の組成を有することが確認された。
ス基体上に蒸着し、その被膜はおよそCr、、Mo4゜
N2゜の組成を有することが確認された。
大施拠主
この実施例において、おおまかにCra。Mo4゜C2
゜の組成を有する実質的にアモルファスな多種金属性合
金被膜の製造について述べる。
゜の組成を有する実質的にアモルファスな多種金属性合
金被膜の製造について述べる。
この実施例においては、チッ素及び25−t%アンモニ
アのかわりにトルエンの供給流を用いた以外は実施例2
に述べたと同一の方法に従った。この供給流を反応容器
を通して流し、反応容器内の圧力を約1.2トールとし
た。上記実施例2に記載したものと同一の合成ステップ
に従がい、等モル量のカルボニル物質をトルエン流とと
もに反応室に導入し、加熱したガラス基体上に向けて流
した。
アのかわりにトルエンの供給流を用いた以外は実施例2
に述べたと同一の方法に従った。この供給流を反応容器
を通して流し、反応容器内の圧力を約1.2トールとし
た。上記実施例2に記載したものと同一の合成ステップ
に従がい、等モル量のカルボニル物質をトルエン流とと
もに反応室に導入し、加熱したガラス基体上に向けて流
した。
実質的にアモルファスである多種金属性被膜をガラス基
体上に蒸着させた。X線回折分析法によると、該被膜は
おおまかにMoa。Cr4゜C2゜の組成を有していた
。
体上に蒸着させた。X線回折分析法によると、該被膜は
おおまかにMoa。Cr4゜C2゜の組成を有していた
。
この被膜は、次に実施例1でアモルファス鉄−モリブデ
ンークロム組成物を試験するのに用いたと同一の環境に
さらして試験した。このアモルファス クロム−モリブ
デン−炭素組成物の耐腐食性試験の結果は以下の通りで
ある。
ンークロム組成物を試験するのに用いたと同一の環境に
さらして試験した。このアモルファス クロム−モリブ
デン−炭素組成物の耐腐食性試験の結果は以下の通りで
ある。
跋−脹一象一性 凰皇旧度す紅年)IN
フッ化水素酸 0.OO濃フン化水素酸
(50バーセン)) 0.001N硝酸
0.00 濃硝酸 0.00 1N塩酸 0.00 KOH/IhO(50150賀tパーセント) 0
.00従ってこの実質的にアモルファスである多種金属
性合金で本発明に従って合成されたものは、極度に腐食
性の酸性及びアルカリ性環境下で被膜として機能する潜
在力を有する。
フッ化水素酸 0.OO濃フン化水素酸
(50バーセン)) 0.001N硝酸
0.00 濃硝酸 0.00 1N塩酸 0.00 KOH/IhO(50150賀tパーセント) 0
.00従ってこの実質的にアモルファスである多種金属
性合金で本発明に従って合成されたものは、極度に腐食
性の酸性及びアルカリ性環境下で被膜として機能する潜
在力を有する。
大血拠土
本実施例では鉄−モリブデンアモルファス合金の製造に
ついて記述する。
ついて記述する。
モリブデンヘキサカルボニル及び鉄ペンタカルボニルを
別々のステンレススチール製容器に保存した。計量器パ
ルプ及び連結管により、それぞれの物質が反応室との間
を行き来できるようにした。
別々のステンレススチール製容器に保存した。計量器パ
ルプ及び連結管により、それぞれの物質が反応室との間
を行き来できるようにした。
加熱ガラス基体を反応室内で蒸着させ、反応室は約20
0℃に維持した。基体の温度は約375℃に維持した。
0℃に維持した。基体の温度は約375℃に維持した。
反応室内にアルゴンをパージし、アルゴンを含有する部
分真空(a partial vacuumof ar
gon)を約10及び100ミリトールの間で維持した
。計量器バルブを開き等モル量のカルボニル物質を反応
室内に導入し、基体に向けて流した。
分真空(a partial vacuumof ar
gon)を約10及び100ミリトールの間で維持した
。計量器バルブを開き等モル量のカルボニル物質を反応
室内に導入し、基体に向けて流した。
基体上に被膜を形成し、XwA回折分析によりアモルフ
ァス鉄−モリブデン物質と決定した。
ァス鉄−モリブデン物質と決定した。
上記実施例により本明細書中に示された工程に従かい新
規の実質的にアモルファスである多種金属性合金被膜の
製造を証明した。そこでは、少なくとも2種の先駆体金
属支持化合物を原料として基体上に被膜を製造した。
規の実質的にアモルファスである多種金属性合金被膜の
製造を証明した。そこでは、少なくとも2種の先駆体金
属支持化合物を原料として基体上に被膜を製造した。
先駆体金属支持化合物、基体、反応温度、及び他の反応
条件は本明細書中で開示し、記述する発明の精神からそ
れることなく、これまでの明細書(記載事項)から決定
することができる。本発明の範囲は特許請求の範囲内で
の修正、変更を含むことを意図したものである。
条件は本明細書中で開示し、記述する発明の精神からそ
れることなく、これまでの明細書(記載事項)から決定
することができる。本発明の範囲は特許請求の範囲内で
の修正、変更を含むことを意図したものである。
昭和 年 月 日
3.補正をする者
事件との関係 出願人
名 称 ザ スタンダード オイル カンノでニー4
、代理人
、代理人
Claims (10)
- (1)下記の諸工程を含む、実質的にアモルファスであ
る多種金属性被膜を基体上に付着させる方法 a)それぞれが該アモルファス多種金属性被膜に必要と
される金属の1つを含み、その先駆体化合物が生成した
アモルファス多種金属性被膜の結晶化温度より低い温度
で分解するような少なくとも2種の先駆体金属支持化合
物を準備し、 b)該先駆体化合物の少なくとも分解温度まで密閉系で
該基体を加熱し、 c)該先駆体化合物を気化させ、 d)該基体上に実質的にアモルファスである多種金属性
被膜を形成するよう、該密閉系で基体と気化した先駆体
化合物を接触させる。 - (2)先駆体金属支持化合物が有機金属化合物である特
許請求の範囲第1項記載の方法。 - (3)窒素、炭素、ホウ素、リン、ヒ素、イオウ、ケイ
素の群からの元素を含有する追加の非金属先駆体化合物
が準備される特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (4)基体がガラス、チタン、鋼、銅、炭素、アルミナ
、及びニッケルを含有する群から選ばれる物質を含む特
許請求の範囲第1項記載の方法。 - (5)基体が約100℃〜約700℃の間の温度に加熱
される特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (6)密閉系が約1×10^−^6トール(torr)
〜約700トールの圧力に維持されている特許請求の範
囲第1項記載の方法。 - (7)下記の諸工程を含む方法により形成された実質的
にアモルファスである多種金属性合金被膜をその上に被
覆された基体 a)少なくとも2種の先駆体金属支持化合物を準備し、
それぞれの該化合物が該アモルファス多種金属性被膜が
必要とする金属の1つを含み、その先駆体化合物は、生
成したアモルファス多種金属性被膜の結晶化温度より低
い温度で分解し、 b)少なくとも該先駆体化合物の分解温度まで密閉系で
該基体を加熱し、 c)該先駆体物質を気化させ、 d)該基体上に実質的にアモルファスである多種金属性
被膜を形成するよう、該密閉系で基体と気化した先駆体
化合物を接触させる。 - (8)合金がリン、ホウ素、チッ素、ヒ素、イオウ、ケ
イ素及び炭素の群から選ばれた非金属元素を含む特許請
求の範囲第7項記載の実質的にアモルファスである多種
金属性合金被膜。 - (9)合金が一般式MaMb^1Rcで表わされる特許
請求の範囲第7項記載の実質的にアモルファスである多
種金属性合金 (式中、MはMo、W、Nb及びTaより成る群から選
ばれる少なくとも1つの元素、 M^1はFe、Ni、Co、Mn及びCrより成る群か
ら選ばれる少なくとも1つの元素、 RはP、B、N、As、S、Si、及びCより成る群か
ら選ばれる少なくとも1つの元素、 aは約0.15〜約0.85の範囲 bは約0.15〜約0.85の範囲 cは0〜約0.25の範囲) (但し、M^1がCrを含むときには、(Cr以外のM
^1元素に原因するb+c)の合計は少なくとも0.1
5である)。 - (10)一般式MaMb^1Rcで表わされる実質的に
アモルファスである多種金属性合金被膜を有する被覆さ
れた基体 (式中、MはMo、W、Nb、及びTaより成る群から
選ばれる少なくとも1つの元素、 M^1はFe、Ni、Co、Mn、及びCrより成る群
から選ばれた少なくとも1つの元素、 RはP、B、N、As、S、Si、及びCより成る群か
ら選ばれる少なくとも1つの元素、 aは約0.15〜約0.85の範囲、 bは約0.15〜約0.85の範囲、 cは0〜約0.25の範囲、) (但し、M^1がCrを含むときには、(Cr以外のM
^1元素に原因するb+c)の合計は少なくとも0.1
5であり 当該被膜は以下の諸工程を含むプロセスにより製造され
る) a)該アモルファス多種金属性の被膜に必要とされる金
属を含有する先駆体金属支持化合物を準備し、該先駆体
化合物は生成したアモルファス多種金属性被膜の結晶化
温度より低い温度で分解し、 b)該先駆体化合物の少なくとも分解温度まで密閉系で
加熱し、 c)該先駆体化合物を気化させ、 d)該基体上に実質的にアモルファスである多種金属性
被膜を形成するよう、該密閉系で基体と気化した先駆体
化合物を接触させる。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US75170585A | 1985-07-03 | 1985-07-03 | |
| US751705 | 1985-07-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6277464A true JPS6277464A (ja) | 1987-04-09 |
Family
ID=25023134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61157164A Pending JPS6277464A (ja) | 1985-07-03 | 1986-07-03 | 多種金属性アモルフアス合金被膜の製法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4851296A (ja) |
| EP (1) | EP0207759B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6277464A (ja) |
| KR (1) | KR900007457B1 (ja) |
| CN (1) | CN1007915B (ja) |
| AU (1) | AU588608B2 (ja) |
| BR (1) | BR8603100A (ja) |
| CA (1) | CA1292646C (ja) |
| DE (1) | DE3687720T2 (ja) |
| ZA (1) | ZA864911B (ja) |
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