JPS63286586A - アモルフアス金属層の製造方法 - Google Patents
アモルフアス金属層の製造方法Info
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- JPS63286586A JPS63286586A JP23376386A JP23376386A JPS63286586A JP S63286586 A JPS63286586 A JP S63286586A JP 23376386 A JP23376386 A JP 23376386A JP 23376386 A JP23376386 A JP 23376386A JP S63286586 A JPS63286586 A JP S63286586A
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Landscapes
- 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〉
本発明は優れ゛た耐食性2強靭性、光学特性、磁気特性
等の諸性質を有し、近年ますますその用途が拡張されて
いるアモルファス合金層の製造方法に関するものである
。
等の諸性質を有し、近年ますますその用途が拡張されて
いるアモルファス合金層の製造方法に関するものである
。
〈従来の技術及びその問題点〉
アモルファス金属は所謂非晶質金属であり、非晶質状態
を現出せしめる為に金属ガス凝集法、金属液体の急冷法
あるいは金属結晶への欠陥導入法等の手段で得られる。
を現出せしめる為に金属ガス凝集法、金属液体の急冷法
あるいは金属結晶への欠陥導入法等の手段で得られる。
これらの諸手段の中でも金属液体の急冷法が連続的に多
量の材料を作るのに適しているので最も多用されている
が、この方法では薄膜状又はワイヤ状のものしか得られ
ない。
量の材料を作るのに適しているので最も多用されている
が、この方法では薄膜状又はワイヤ状のものしか得られ
ない。
一方アモルファス形成能が高い金属材料にレーザ照射を
行なうと、その表面は急速加熱、溶融され急速凝固した
該表層部がアモルファス化されるという事が報告されて
はいるが、レーザをオーバーラツプ照射した部分では一
度アモルファス化した後再び結晶化する、あるいはアモ
ルファス層の組成的及び形状的な不均一化が起こる、更
には割れが発生するという様な問題点があった。
行なうと、その表面は急速加熱、溶融され急速凝固した
該表層部がアモルファス化されるという事が報告されて
はいるが、レーザをオーバーラツプ照射した部分では一
度アモルファス化した後再び結晶化する、あるいはアモ
ルファス層の組成的及び形状的な不均一化が起こる、更
には割れが発生するという様な問題点があった。
アモルファス金属の利点を活かし、それをTfj tK
Jj材料、接点材料、耐摩耗性材料あるいは磁性材料等
に用いるに際しては、均一厚さのアモルファス層を有す
る部材が必要である。
Jj材料、接点材料、耐摩耗性材料あるいは磁性材料等
に用いるに際しては、均一厚さのアモルファス層を有す
る部材が必要である。
本発明はこの様なある基材面上に割れのない均一厚さの
アモルファス合金層を容易に形成する方法を提供する事
を目的とする。
アモルファス合金層を容易に形成する方法を提供する事
を目的とする。
〈発明の手段〉
本発明では上記目的を達成する為に次の如き手段を採用
する。即ち易アモルファス化金属を、該易アモルファス
化金属よりも熱伝導率が大なる金属製基板上に、薄膜状
態でかつ冶金的に結合している状態下に形成し、該易ア
モルファス化金属薄膜上にパルスレーザ照射を行ないア
モルファス金属層を形成することを特徴とするアモルフ
ァス金属層の製造方法である。
する。即ち易アモルファス化金属を、該易アモルファス
化金属よりも熱伝導率が大なる金属製基板上に、薄膜状
態でかつ冶金的に結合している状態下に形成し、該易ア
モルファス化金属薄膜上にパルスレーザ照射を行ないア
モルファス金属層を形成することを特徴とするアモルフ
ァス金属層の製造方法である。
以下本発明をその実施例を示し乍ら詳述する。
本発明の実施例としてはCu製及びN1製の基板を用い
て次の実験を行なった。
て次の実験を行なった。
即ち、Cu、 Ni製の50mmX 50++un厚さ
10mmのそれぞれの基板上面に、磁性材料用のFe#
5ifBβを幅25mm、厚さ約40μmの薄膜状に熱
同等方圧加圧(以下上Pとする゛)接合により接合し、
その後該薄膜の厚さを20μmに仕上げた。この場合の
旧P条件と試料断面の模式図を第1図に示す。
10mmのそれぞれの基板上面に、磁性材料用のFe#
5ifBβを幅25mm、厚さ約40μmの薄膜状に熱
同等方圧加圧(以下上Pとする゛)接合により接合し、
その後該薄膜の厚さを20μmに仕上げた。この場合の
旧P条件と試料断面の模式図を第1図に示す。
この様な試料に対し、レーザ照射による溶融部形状とレ
ーザ照射条件の関係について、焦点はずし距R(fd)
と、レーザエネルギー(EO)を変化させ、平坦な表面
が得られる条件を求め、その条件下でパルスレーザ照射
を行ない、アモルファス表面層の形成状況を調査した。
ーザ照射条件の関係について、焦点はずし距R(fd)
と、レーザエネルギー(EO)を変化させ、平坦な表面
が得られる条件を求め、その条件下でパルスレーザ照射
を行ない、アモルファス表面層の形成状況を調査した。
なおパルスレーザ照射は人「ガス雰囲気中で行ない、レ
ーザ照射溶融部の表面と断面の組織を光学顕微鏡及び走
査電子顕微鏡で観察し、更にX線回折装置によりアモル
ファス層生成の様子を調べた。
ーザ照射溶融部の表面と断面の組織を光学顕微鏡及び走
査電子顕微鏡で観察し、更にX線回折装置によりアモル
ファス層生成の様子を調べた。
その結果種々の溶融部の表面状態が観察されたので、そ
の表面状態を5つに分類した。即ち穴があくもの(Ty
peH)y表面が凹凸状のもの(TypeR)、滑らか
で美しいもの(TypeS ) p表面が不均一溶融の
もの(TypeI)、溶けないもの(TypeN)であ
る。なお第2図に表面が滑らかで美しいTypeSの写
真を示す。
の表面状態を5つに分類した。即ち穴があくもの(Ty
peH)y表面が凹凸状のもの(TypeR)、滑らか
で美しいもの(TypeS ) p表面が不均一溶融の
もの(TypeI)、溶けないもの(TypeN)であ
る。なお第2図に表面が滑らかで美しいTypeSの写
真を示す。
上記5つのTypeとレーザ照射条件との関係を図式化
したのが第3図(Cu基板)及び第4図(Ni基板)で
ある。いずれもTypeSでは割れのないアモルファス
層が得られる。
したのが第3図(Cu基板)及び第4図(Ni基板)で
ある。いずれもTypeSでは割れのないアモルファス
層が得られる。
この第3図及び第4図から、パワー密度が高い領域では
Cu基板を用いた場合は、基板は溶融せずに表面のアモ
ルファス金属薄膜のみに穴がおいているのに対し、Ni
基板を用いた場合は基板も同時に溶融し中央部に割れが
生じる事が判る。
Cu基板を用いた場合は、基板は溶融せずに表面のアモ
ルファス金属薄膜のみに穴がおいているのに対し、Ni
基板を用いた場合は基板も同時に溶融し中央部に割れが
生じる事が判る。
これは易アモルファス化金属としてFe1SifB7j
を採用したからであり、易アモルファス化金属に他のも
っと熱伝導率が悪い材料を用いればNi基板でも充分に
均一かつ割れがないアモルファス金属層が得られるもの
である。
を採用したからであり、易アモルファス化金属に他のも
っと熱伝導率が悪い材料を用いればNi基板でも充分に
均一かつ割れがないアモルファス金属層が得られるもの
である。
又更には第3図に示すCu基板の方では、TypeHの
領域でfdは変えずにEOを低下させる、又はEOは変
えずにfdを小とすればすぐそのよ−TypeSの領域
へ移行させる事が出来るのに対し、第4図に示すN1基
板の方ではTypeHでは割れが生じ、しかもType
HとTypeSとの間に基板との希釈によりアモルファ
ス層でない部分が混在するTypeRの領域が存在して
いる為に、TypeHから直接TypeSへ移行する事
は出来ずその条件設定が煩雑となる事も確認された。
領域でfdは変えずにEOを低下させる、又はEOは変
えずにfdを小とすればすぐそのよ−TypeSの領域
へ移行させる事が出来るのに対し、第4図に示すN1基
板の方ではTypeHでは割れが生じ、しかもType
HとTypeSとの間に基板との希釈によりアモルファ
ス層でない部分が混在するTypeRの領域が存在して
いる為に、TypeHから直接TypeSへ移行する事
は出来ずその条件設定が煩雑となる事も確認された。
次に上記TypeSの滑らかな平面が得られた条件で上
述した本発明実施例のCu基板上にF” 4/S ip
B/3薄膜層を接合した試料の表面にレーザの繰返しラ
ップ照射を行ない、表面全域を溶融凝固させ、その表面
状態と溶は込み状態につき検討した。その場合の表面組
織写真を第5図に、断面の走査電子顕微鏡写真を第6図
に示すが、これらの写真から判る様に、レーザをラップ
照射した場−合も美しい表面状態と均一な溶は込み深さ
が得られろ。
述した本発明実施例のCu基板上にF” 4/S ip
B/3薄膜層を接合した試料の表面にレーザの繰返しラ
ップ照射を行ない、表面全域を溶融凝固させ、その表面
状態と溶は込み状態につき検討した。その場合の表面組
織写真を第5図に、断面の走査電子顕微鏡写真を第6図
に示すが、これらの写真から判る様に、レーザをラップ
照射した場−合も美しい表面状態と均一な溶は込み深さ
が得られろ。
次に上述のラップレーザ照射処理後の試料についてアモ
ルファス合金層の形成について検討した。
ルファス合金層の形成について検討した。
まず第6図で判る様に表面からレーザ照射溶融部。
未溶融部及び基板となっているが、レーザ照射溶融部は
未溶融部に比ベエッチングの程度が少なく略単一層とな
っている事が判る。この様子をX線回折法で調べた結果
が第7図(a)、 (b)、 (e)である。即ち第7
図(a)はレーザ照射前のCu基板上にFe4p/5I
yB、t3を接合したもののX線回折図形、第7図(b
)、 (e)はそれぞれ本発明実施例のCu基板、 N
i基板上にFe、ysifBβを接合した試料にレーザ
処理をした場合のX線回折図形である。第7図(a)で
は旧P法で1073Kに加熱されている為に薄膜にはF
eとFe2B金属間化合物が生成されており、結晶化し
ているが、第7図(b)、 (e)では広域に渡ってア
モルファス特有のX線回折ピークが表われている事が判
る。なお一部、下部未溶融部並びにCu及びNiの結晶
構造を示すピークが表われている。
未溶融部に比ベエッチングの程度が少なく略単一層とな
っている事が判る。この様子をX線回折法で調べた結果
が第7図(a)、 (b)、 (e)である。即ち第7
図(a)はレーザ照射前のCu基板上にFe4p/5I
yB、t3を接合したもののX線回折図形、第7図(b
)、 (e)はそれぞれ本発明実施例のCu基板、 N
i基板上にFe、ysifBβを接合した試料にレーザ
処理をした場合のX線回折図形である。第7図(a)で
は旧P法で1073Kに加熱されている為に薄膜にはF
eとFe2B金属間化合物が生成されており、結晶化し
ているが、第7図(b)、 (e)では広域に渡ってア
モルファス特有のX線回折ピークが表われている事が判
る。なお一部、下部未溶融部並びにCu及びNiの結晶
構造を示すピークが表われている。
これらの結果から基板を溶かさずに平坦な表面が得られ
るレーザ処理条件においては薄膜の未溶融部は結晶構造
のま5であるが、溶融部はアモルファス化状態となって
いる事が判る。
るレーザ処理条件においては薄膜の未溶融部は結晶構造
のま5であるが、溶融部はアモルファス化状態となって
いる事が判る。
以上述べて来た実験及びその結果から、Cu基板及び1
基板上のいずれの表面上に形成せしめたFe;)zs:
yB73でもそのレーザ照射の条件を厳格に調整すれば
、一様な深さのアモルファス層を形成する事は可能では
あるが、第3図と第4図を比較して判る様にCu基板の
場合の方が良好な表面状態が得られる範囲が拡く、かつ
その条件に調整する事が容易である。これはCuが熱伝
導性が良好であると共に、照射中Cu表面が露出しても
レーザを良く反射しCu表面は溶融し難い為でCuと同
様の性質を有するAg、あるいはそれらの合金について
も同様の事が考えられる。
基板上のいずれの表面上に形成せしめたFe;)zs:
yB73でもそのレーザ照射の条件を厳格に調整すれば
、一様な深さのアモルファス層を形成する事は可能では
あるが、第3図と第4図を比較して判る様にCu基板の
場合の方が良好な表面状態が得られる範囲が拡く、かつ
その条件に調整する事が容易である。これはCuが熱伝
導性が良好であると共に、照射中Cu表面が露出しても
レーザを良く反射しCu表面は溶融し難い為でCuと同
様の性質を有するAg、あるいはそれらの合金について
も同様の事が考えられる。
なおアモルファス化されろ合金として、上記Fe#51
yB/3の他にも下記第1表に示す如き合金について、
それをブロックのま〜でレーザ照射する実験を行なった
。その場合の例を構造とクラック発生状況をも含めて第
1表に示す。第1表の構造の項目中Aはアモルファス構
造、Cは結晶構造、(A)は一部アモルファス構造、(
C)は一部結晶構造を示す。
yB/3の他にも下記第1表に示す如き合金について、
それをブロックのま〜でレーザ照射する実験を行なった
。その場合の例を構造とクラック発生状況をも含めて第
1表に示す。第1表の構造の項目中Aはアモルファス構
造、Cは結晶構造、(A)は一部アモルファス構造、(
C)は一部結晶構造を示す。
この第1表の結果から、易アモルファス化金属でも少数
の合金を除いてはそれをブロック状てレーザ照射すれば
均一なアモルファス層は得難<、シかもクラックの発生
が多い事が判る。
の合金を除いてはそれをブロック状てレーザ照射すれば
均一なアモルファス層は得難<、シかもクラックの発生
が多い事が判る。
第1表
なお本発明方法に於いて、基板とその上面の易アモルフ
ァス化金属とはレーザ照射前に冶金的に接合されていな
いと熱の伝導が悪い為に十分なアモルファス化がされ難
いものであるが、その冶金的な接合は上記実施例で示し
た旧P接合の他にメッキ、圧着その他どの様な手段でも
よい。
ァス化金属とはレーザ照射前に冶金的に接合されていな
いと熱の伝導が悪い為に十分なアモルファス化がされ難
いものであるが、その冶金的な接合は上記実施例で示し
た旧P接合の他にメッキ、圧着その他どの様な手段でも
よい。
又易アモルファス化金属は、それを一旦別の手段でアモ
ルファス化せしめた物を用いてもよいし、例えば実施例
で示した如く溶製した結晶構造の物のいずれでもよい。
ルファス化せしめた物を用いてもよいし、例えば実施例
で示した如く溶製した結晶構造の物のいずれでもよい。
〈発明の効果〉
以上述べて来た如く、本発明方法によれば、銅。
銀若しくはそれらの合金等の熱伝導率の大なる金属基材
表面上に均一厚さのアモルファス金属を容易に形成する
事が出来、しかも該アモルファス金属は予め基材との間
で冶金的に接合されているが為にそれをそのま一所望形
状に加工すれば即各種の用途に使う事が出来るという利
点がある。
表面上に均一厚さのアモルファス金属を容易に形成する
事が出来、しかも該アモルファス金属は予め基材との間
で冶金的に接合されているが為にそれをそのま一所望形
状に加工すれば即各種の用途に使う事が出来るという利
点がある。
第1図は本発明実施例に於ける旧P条件を示す模式図、
第2図は本発明実施例のTypeSとされる表面状態を
示す顕微鏡組織写真、第3図及び第4図はそれぞれ本発
明実施例に於ける表面状態とレーザ照射条件の関係を示
すグラフ、第5図及び第6図はそれぞれ本発明実施例で
ラップレーザ照射した場合の表面及び断面の顕微鏡組織
写真、第7図(a)、 (b)、 (e)はそれぞれ本
発明のCu基板による場合のレーザ照射前、同レーザ照
射後及びNi基板による場合のレーザ照射後のX線回折
図形を示す。 特許出願人 株式会社黒木工業所 代 理 人 有吉 教晴 ゛ 第5図 い
サ第6図 第1図 時 間 第3図 焦点はずし距離、fd (mm ) 第2図 第4図 焦点はずし距離、fd(mml 図面の浄ユ(内容に変更なし) 手続補正書 動刻 昭和62年72月2・亡口
第2図は本発明実施例のTypeSとされる表面状態を
示す顕微鏡組織写真、第3図及び第4図はそれぞれ本発
明実施例に於ける表面状態とレーザ照射条件の関係を示
すグラフ、第5図及び第6図はそれぞれ本発明実施例で
ラップレーザ照射した場合の表面及び断面の顕微鏡組織
写真、第7図(a)、 (b)、 (e)はそれぞれ本
発明のCu基板による場合のレーザ照射前、同レーザ照
射後及びNi基板による場合のレーザ照射後のX線回折
図形を示す。 特許出願人 株式会社黒木工業所 代 理 人 有吉 教晴 ゛ 第5図 い
サ第6図 第1図 時 間 第3図 焦点はずし距離、fd (mm ) 第2図 第4図 焦点はずし距離、fd(mml 図面の浄ユ(内容に変更なし) 手続補正書 動刻 昭和62年72月2・亡口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、易アモルファス化金属を、該易アモルファス化金属
よりも熱伝導率が大なる金属製基板上に、薄膜状態でか
つ冶金的に結合している状態下に形成し、該易アモルフ
ァス化金属薄膜上にパルスレーザ照射を行ないアモルフ
ァス金属層を形成することを特徴とするアモルファス金
属層の製造方法。 2、基板の素材が、銅若しくは銀又はそれらの合金から
成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアモ
ルファス金属層の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23376386A JPS63286586A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | アモルフアス金属層の製造方法 |
| AU79232/87A AU7923287A (en) | 1986-09-30 | 1987-09-30 | Method for producing amorphous metal layer |
| EP87308673A EP0273547A3 (en) | 1986-09-30 | 1987-09-30 | A method for producing amorphous metal layer |
| US07/379,670 US4915980A (en) | 1986-09-30 | 1989-07-12 | Method for producing amorphous metal layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23376386A JPS63286586A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | アモルフアス金属層の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286586A true JPS63286586A (ja) | 1988-11-24 |
Family
ID=16960190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23376386A Pending JPS63286586A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | アモルフアス金属層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63286586A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001016392A3 (de) * | 1999-09-02 | 2001-06-21 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Verfahren zur herstellung massiv amorpher schichten an massiven metallischen formkörpern |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5763679A (en) * | 1980-10-01 | 1982-04-17 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Highly corrosion resistant steel material |
| JPS60238489A (ja) * | 1984-05-12 | 1985-11-27 | Daiki Gomme Kogyo Kk | 表面被覆金属層の作製する方法 |
| JPS61190079A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-23 | Hitachi Metals Ltd | 非晶質金属被膜の形成方法 |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP23376386A patent/JPS63286586A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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