JPS6289872A - 固体被膜の析出形成装置 - Google Patents
固体被膜の析出形成装置Info
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- JPS6289872A JPS6289872A JP23040285A JP23040285A JPS6289872A JP S6289872 A JPS6289872 A JP S6289872A JP 23040285 A JP23040285 A JP 23040285A JP 23040285 A JP23040285 A JP 23040285A JP S6289872 A JPS6289872 A JP S6289872A
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- thermionic
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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〕
この発明は、熱電子放射部材で反応性ガスを加熱活性化
することによって、基体の表面に固体被膜を析出形成さ
せる所謂化学蒸着法（ＣＶＤ）に関するものである。
することによって、基体の表面に固体被膜を析出形成さ
せる所謂化学蒸着法（ＣＶＤ）に関するものである。
従来１例えば、切削工具および耐摩耗工具のような超硬
工具などを製造するに当って、基体表面に人工ダイヤモ
ンド、炭化チタン−窒ｆヒチタン、炭窒ｆヒチタン、炭
酸ｆヒチタン、酸ｆヒアルミニウム等の硬質被膜を析出
形成させるのに上記の化学蒸着法が利用されており−そ
れには、例えば人工ダイヤモンド被膜の析出形成を例に
とって説明すると、第６図に概略断面図で示されている
ように、石英製反応容器１内の上部に開口する反応性ガ
ス導入管２から流入する、主として炭（ヒ水素と水素と
からなる反応性ガスを、熱電子放射部材としての例えば
金属タングステン製フィラメント３および白根４上に支
持された基体５の周囲を通して下方に流し、この間反応
容器１内の雰囲気圧力を０１〜３ Ｑ Ｑ ｔｏｒｒに
維持するとともに、交流電源部６から供給される電力で
フィラメント３を１５００〜２５００°Ｃに加熱して、
反応性ガスの加熱活性（ヒと、このフィラメント３から
所定の間隔をあけて配置された基体表面の３００〜１３
００℃の範囲内の温度への加熱をはかり、この状態で所
望のダイヤモンド被膜形成反応を所定時間起させて一前
記基体５の表面にダイヤモンド被膜を析出形成させてい
る。
工具などを製造するに当って、基体表面に人工ダイヤモ
ンド、炭化チタン−窒ｆヒチタン、炭窒ｆヒチタン、炭
酸ｆヒチタン、酸ｆヒアルミニウム等の硬質被膜を析出
形成させるのに上記の化学蒸着法が利用されており−そ
れには、例えば人工ダイヤモンド被膜の析出形成を例に
とって説明すると、第６図に概略断面図で示されている
ように、石英製反応容器１内の上部に開口する反応性ガ
ス導入管２から流入する、主として炭（ヒ水素と水素と
からなる反応性ガスを、熱電子放射部材としての例えば
金属タングステン製フィラメント３および白根４上に支
持された基体５の周囲を通して下方に流し、この間反応
容器１内の雰囲気圧力を０１〜３ Ｑ Ｑ ｔｏｒｒに
維持するとともに、交流電源部６から供給される電力で
フィラメント３を１５００〜２５００°Ｃに加熱して、
反応性ガスの加熱活性（ヒと、このフィラメント３から
所定の間隔をあけて配置された基体表面の３００〜１３
００℃の範囲内の温度への加熱をはかり、この状態で所
望のダイヤモンド被膜形成反応を所定時間起させて一前
記基体５の表面にダイヤモンド被膜を析出形成させてい
る。
このような固体被膜形成方法では、析出した被膜の結晶
性が劣る上に、その結晶性が変動しやすくて再現性に欠
けるため１例えばＷＣＣ超超硬合金母材とし、これ（−
前記のような硬質被膜を被覆してなる切削工具では、こ
の被膜の結晶性が悪いと、切削中にその被膜の剥離や被
削材の溶着が起り易く、所望の品質を備えた製品を安定
して得ることができないという問題があった。
性が劣る上に、その結晶性が変動しやすくて再現性に欠
けるため１例えばＷＣＣ超超硬合金母材とし、これ（−
前記のような硬質被膜を被覆してなる切削工具では、こ
の被膜の結晶性が悪いと、切削中にその被膜の剥離や被
削材の溶着が起り易く、所望の品質を備えた製品を安定
して得ることができないという問題があった。
そこで１本発明者等は、このような問題を解決するため
に種々研究を重ねた結果。
に種々研究を重ねた結果。
（１）析出する被膜（以下、蒸着膜ともいう）の結晶性
が一定しないで悪ｆヒするのは一熱電子放射部材から出
る熱電子の放射状態が安定しないところに起因し、この
不安定な熱電子の放射状態は、前述の第６図に示される
よう１二、この熱電子放射部材が直接交流電源部と接続
しているために、この電源部の影響をそのまま受けるこ
とによって起り、例えば、この電の部によって熱電子放
射部材の両端に印加される電圧が変動すると、それに応
じて熱電子の放射状態が変化すること。
が一定しないで悪ｆヒするのは一熱電子放射部材から出
る熱電子の放射状態が安定しないところに起因し、この
不安定な熱電子の放射状態は、前述の第６図に示される
よう１二、この熱電子放射部材が直接交流電源部と接続
しているために、この電源部の影響をそのまま受けるこ
とによって起り、例えば、この電の部によって熱電子放
射部材の両端に印加される電圧が変動すると、それに応
じて熱電子の放射状態が変化すること。
（２） 前述のような蒸着膜の析出形成方法において
は、熱電子放射部材から基体へ向うガスの流れやこの熱
電子放射部材にかかる交流電圧等によって、ｐ ？！電
子放射部材ら飛び出した熱電子が基体（二到着すること
で熱電子放射部材と基体との間で電流が流れ、この状態
はＰ電子放射部材に直流のバイアス電圧をかけた状態に
相当し、このような見掛上の電圧は熱電子放射部材にか
かる交流電圧によって変動し、前述の熱電子放射状態を
左右するが、熱電子放射部材と交流電源部とを一変圧器
を介して接続し、かつこの変圧器の熱電子放射部材側の
巻線にタップをとって、このタップを接地すると、前述
のパスアス電圧が安定する結果、熱電子放射状態が安定
すること、 を見出した。
は、熱電子放射部材から基体へ向うガスの流れやこの熱
電子放射部材にかかる交流電圧等によって、ｐ ？！電
子放射部材ら飛び出した熱電子が基体（二到着すること
で熱電子放射部材と基体との間で電流が流れ、この状態
はＰ電子放射部材に直流のバイアス電圧をかけた状態に
相当し、このような見掛上の電圧は熱電子放射部材にか
かる交流電圧によって変動し、前述の熱電子放射状態を
左右するが、熱電子放射部材と交流電源部とを一変圧器
を介して接続し、かつこの変圧器の熱電子放射部材側の
巻線にタップをとって、このタップを接地すると、前述
のパスアス電圧が安定する結果、熱電子放射状態が安定
すること、 を見出した。
この発明は、上記知見に基づいて発明されたもので、交
流電源部から供給される電力によって熱電子放射部材か
ら基体へ向って熱電子を放射させろイヒ学蒸Ｎ去におい
て、その基体表面に析出形成される固体被膜の結晶性を
良好な状態に安定して保持することを目的とし１反応性
ガスが流入する反応容器内に設けられた熱電子放射部材
を、この熱電子放射部材と接続している交流電源部から
供給される電力で加熱して、前記反応性ガスを加熱活性
化するとともに、前記熱電子放射部材と所定間隔を隔て
て前記反応容器内シニ装入配置された基体を加熱するこ
とによって−この基体表面に、前記反応性ガスの反応に
基いて生成する固体材料を析出付着させることからなる
、固体被膜の析出形成方法において、前記熱電子放射部
材と前記交流電源部とを、変圧器を介して接続し、かつ
この変圧器の前記熱電子放射部材側回路の巻線に設けた
タップを接地することを特徴とするものである。
流電源部から供給される電力によって熱電子放射部材か
ら基体へ向って熱電子を放射させろイヒ学蒸Ｎ去におい
て、その基体表面に析出形成される固体被膜の結晶性を
良好な状態に安定して保持することを目的とし１反応性
ガスが流入する反応容器内に設けられた熱電子放射部材
を、この熱電子放射部材と接続している交流電源部から
供給される電力で加熱して、前記反応性ガスを加熱活性
化するとともに、前記熱電子放射部材と所定間隔を隔て
て前記反応容器内シニ装入配置された基体を加熱するこ
とによって−この基体表面に、前記反応性ガスの反応に
基いて生成する固体材料を析出付着させることからなる
、固体被膜の析出形成方法において、前記熱電子放射部
材と前記交流電源部とを、変圧器を介して接続し、かつ
この変圧器の前記熱電子放射部材側回路の巻線に設けた
タップを接地することを特徴とするものである。
この発明の方法は、第１図に示されるように。
交流電源部６と熱電子放射部材３との間に変圧器７を設
は−その変圧器７の熱電子放射部材３惧１１（二次１ｌ
１１）の巻線７ａから引出したタップ８を接地したとこ
ろに特徴を有し、このような手段によって熱電子放射部
材３にかかる前記見掛上のバイアス電圧は安定１ヒし、
このとき、タップ８を、図の８′で示すように、前記巻
線７ａの一端に付けて熱電子放射部材３の一端をアース
電位に落すと、その他端に印加電圧がかかり、熱電子放
射部材３のアース部分と一本来アース電位に保たれてい
る基体５との間では電位差が無くなるのに対して。
は−その変圧器７の熱電子放射部材３惧１１（二次１ｌ
１１）の巻線７ａから引出したタップ８を接地したとこ
ろに特徴を有し、このような手段によって熱電子放射部
材３にかかる前記見掛上のバイアス電圧は安定１ヒし、
このとき、タップ８を、図の８′で示すように、前記巻
線７ａの一端に付けて熱電子放射部材３の一端をアース
電位に落すと、その他端に印加電圧がかかり、熱電子放
射部材３のアース部分と一本来アース電位に保たれてい
る基体５との間では電位差が無くなるのに対して。
熱電子放射部材３の他端と基体５の間には、印加した交
流電圧がそっくりかかつて、熱電子放射部材にかかる交
流電圧の不均一性が顕著になるのに対し、図の８“で示
すように、前記変圧器巻線７ａの中央にタップ８をとっ
てこれをアースした場合は、熱電子放射部材の中央部が
アース電位になり、この熱電子放射部材３の両端に、印
加電圧の半分の電圧が正負逆向きに交互にかかる状態に
なって電圧が片寄って熱電子放射部材３にかかる前記の
状態が回避され、熱電子放射部材３と基体５との間の電
位差が比較的均一にならされるので、タップ８を取り付
ける位置は前記巻線７ａのなるべく中央寄りが好ましく
、その中央部が最も好ましい。
流電圧がそっくりかかつて、熱電子放射部材にかかる交
流電圧の不均一性が顕著になるのに対し、図の８“で示
すように、前記変圧器巻線７ａの中央にタップ８をとっ
てこれをアースした場合は、熱電子放射部材の中央部が
アース電位になり、この熱電子放射部材３の両端に、印
加電圧の半分の電圧が正負逆向きに交互にかかる状態に
なって電圧が片寄って熱電子放射部材３にかかる前記の
状態が回避され、熱電子放射部材３と基体５との間の電
位差が比較的均一にならされるので、タップ８を取り付
ける位置は前記巻線７ａのなるべく中央寄りが好ましく
、その中央部が最も好ましい。
ついで、この発明をダイヤモンド被膜の形成を例にあげ
て比較例と対比しながら説明する。
て比較例と対比しながら説明する。
第１図に示される装置において１反応容器１：外径５０
咽を有する石英製反応容器、熱電子放射部材３：金属タ
ングステン製フィラメント−基体５： １０ｍｍＸ１０
ｍｍＸ１０の寸法を有する金属タングステン板、フィラ
メント３と基体５の表面との間隔：３０ｍ、変圧器７：
−次側と二次側との電圧比が１：１となる容＠ １０
ＫＶＡの変圧器、タップ位置二二次側巻線の中央部、と
し、かつ反応条件を第１表に示されるように設定して、
前記タングステン板５の表面に化学蒸着により人工ダイ
第 １ 表 ヤモンド被膜を析出形成させ、また比較のため、前記変
圧器７を働かせないこと、すなわち変圧器７をバイパス
させて電流を流すことを除き、前記と全く同様な方法お
よび条件によってタングステン板上にダイヤモンド蒸着
膜を被覆させることによって、それぞれ本発明ダイヤモ
ンド蒸着膜および従来ダイヤモンド蒸着膜を形成させた
。
咽を有する石英製反応容器、熱電子放射部材３：金属タ
ングステン製フィラメント−基体５： １０ｍｍＸ１０
ｍｍＸ１０の寸法を有する金属タングステン板、フィラ
メント３と基体５の表面との間隔：３０ｍ、変圧器７：
−次側と二次側との電圧比が１：１となる容＠ １０
ＫＶＡの変圧器、タップ位置二二次側巻線の中央部、と
し、かつ反応条件を第１表に示されるように設定して、
前記タングステン板５の表面に化学蒸着により人工ダイ
第 １ 表 ヤモンド被膜を析出形成させ、また比較のため、前記変
圧器７を働かせないこと、すなわち変圧器７をバイパス
させて電流を流すことを除き、前記と全く同様な方法お
よび条件によってタングステン板上にダイヤモンド蒸着
膜を被覆させることによって、それぞれ本発明ダイヤモ
ンド蒸着膜および従来ダイヤモンド蒸着膜を形成させた
。
ついで、これらのダイヤモンド蒸着膜の結晶状態を調べ
るために一各被膜部分を５０００倍に拡大した走査電子
顕、微鏡、写７真を写すとともに、各被膜試料のラマン
スペクトルをラマン分析法によって求めた。
るために一各被膜部分を５０００倍に拡大した走査電子
顕、微鏡、写７真を写すとともに、各被膜試料のラマン
スペクトルをラマン分析法によって求めた。
本発明ダイヤモンド被膜の結晶状態を前記写真で示す第
２図と、従来ダイヤモンド被膜の結晶状態を前記写真で
示す第３図とを比較すると、第２図はダイヤモンドに特
有な結晶面を明瞭に示しているのに対し、第３図にはこ
のような結晶面がみられず、また本発明ダイヤモンド被
膜試料のラマンスペクトル図を示す第４図ではダイヤモ
ンド結晶に特有な１３３０ｃｉ−１付近の鋭いピークが
みられるのに対し、従来ダイヤモンド被膜試料のラマン
スペクトル図を示す第５図ではこのようなピークが見ら
れないことから、本発明ダイヤモンド被膜は従来ダイヤ
モンド被膜と較べて結晶性に優ネ１、かつ結晶性の向上
した結晶を多量に含んでいることがわかる。
２図と、従来ダイヤモンド被膜の結晶状態を前記写真で
示す第３図とを比較すると、第２図はダイヤモンドに特
有な結晶面を明瞭に示しているのに対し、第３図にはこ
のような結晶面がみられず、また本発明ダイヤモンド被
膜試料のラマンスペクトル図を示す第４図ではダイヤモ
ンド結晶に特有な１３３０ｃｉ−１付近の鋭いピークが
みられるのに対し、従来ダイヤモンド被膜試料のラマン
スペクトル図を示す第５図ではこのようなピークが見ら
れないことから、本発明ダイヤモンド被膜は従来ダイヤ
モンド被膜と較べて結晶性に優ネ１、かつ結晶性の向上
した結晶を多量に含んでいることがわかる。
以上述べた説明から明らかなように、この発明によると
、熱電子の放射状態を安定ｆヒさせて、結晶性の優れた
蒸着膜を基体の上に安定した状態で析出形成できるので
、品質の優れた固体被膜が再現性よく被覆された種々の
部材１例えばスローアウェイチップ−ミニチュアドリル
、エンドミル等を提供することができ、これらの部材の
品質や性能を向上できるという、産業上有用な効果が得
られる。
、熱電子の放射状態を安定ｆヒさせて、結晶性の優れた
蒸着膜を基体の上に安定した状態で析出形成できるので
、品質の優れた固体被膜が再現性よく被覆された種々の
部材１例えばスローアウェイチップ−ミニチュアドリル
、エンドミル等を提供することができ、これらの部材の
品質や性能を向上できるという、産業上有用な効果が得
られる。
第１図はこの発明の詳細な説明するための概要図、第２
図および第３図はダイヤモンド蒸着膜の走査顕微鏡写真
図、第４図および第５図はラマンスペクトル図、そして
第６図は従来方法を説明するための概要図である。 図
において １・・・反応容器、 ２・・・反応性ガス導入管
。 ３・・・熱電子放射部材、４・・・台板。 ５・・・基体、 ６・・・交流電源部。 ７・・・変圧器、 ８・・・タップ。
図および第３図はダイヤモンド蒸着膜の走査顕微鏡写真
図、第４図および第５図はラマンスペクトル図、そして
第６図は従来方法を説明するための概要図である。 図
において １・・・反応容器、 ２・・・反応性ガス導入管
。 ３・・・熱電子放射部材、４・・・台板。 ５・・・基体、 ６・・・交流電源部。 ７・・・変圧器、 ８・・・タップ。
Claims (1)
- （１）反応性ガスが流入する反応容器内に設けられた熱
電子放射部材を、この熱電子放射部材と接続している交
流電源部から供給される電力で加熱して、前記反応性ガ
スを加熱活性化するとともに、前記熱電子放射部材と所
定間隔を隔てて前記反応容器内に装入配置された基体を
加熱することによつて、この基体表面に、前記反応性ガ
スの反応に基いて生成する固体材料を析出付着させるこ
とからなる、固体被膜の析出形成方法において、前記熱
電子放射部材と前記交流電源部とを、変圧器を介して接
続し、かつこの変圧器の前記熱電子放射部材側回路の巻
線に設けたタップを接地することを特徴とする、前記固
体被膜の析出形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23040285A JPS6289872A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 固体被膜の析出形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23040285A JPS6289872A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 固体被膜の析出形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6289872A true JPS6289872A (ja) | 1987-04-24 |
| JPS6320913B2 JPS6320913B2 (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=16907317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23040285A Granted JPS6289872A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 固体被膜の析出形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6289872A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5079031A (en) * | 1988-03-22 | 1992-01-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus and method for forming thin films |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP23040285A patent/JPS6289872A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5079031A (en) * | 1988-03-22 | 1992-01-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus and method for forming thin films |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6320913B2 (ja) | 1988-05-02 |
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