JPH0535221B2 - - Google Patents
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- JPH0535221B2 JPH0535221B2 JP62199197A JP19919787A JPH0535221B2 JP H0535221 B2 JPH0535221 B2 JP H0535221B2 JP 62199197 A JP62199197 A JP 62199197A JP 19919787 A JP19919787 A JP 19919787A JP H0535221 B2 JPH0535221 B2 JP H0535221B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23B—TURNING; BORING
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
〈発明の属する技術分野〉
この発明は、アルミナの表面に気相成長法でダ
イヤモンドを被覆したダイヤモンド被覆アルミナ
に関する。 本発明のダイヤモンド被覆アルミナは切削工
具、スピーカ振動板、耐摩耗部品などに利用可能
であり、さらにはダイヤモンド自体の誘電率が低
いこと及び熱伝導率が高いことからIC基板等に
も応用可能なものである。 〈発明の技術的背景〉 周知のごとく、ダイヤモンドは炭素（Ｃ）の結
晶であるが、常圧の下でのＣの安定な結晶構造は
黒鉛であり、ダイヤモンドの結晶構造は黒鉛に比
べて高いエネルギー状態にある。一般に、Ｃ−原
子は低温低圧の条件の下では黒鉛、高温高圧の条
件の下ではダイヤモンドとして安定な結晶構造を
とる。 したがつて、低いエネルギー状態にある黒鉛を
ダイヤモンドに転換する場合は、何らかのエネル
ギーを与えなければならない。その手段として
1450度Ｃで55000気圧という高温度と圧力の条件
が必要である。 さらに触媒を使つてダイヤモンドへ転換を促進
させることが一般的に行われており、ニツケル
（Ni）やコバルト（Co）等の金属合金が触媒とし
て用いられている。 現在、こうした超高圧による方法で工業用ダイ
ヤモンドが製造されているが、その多くは旋盤の
バイトやドリルの先端等に埋めこんで、切削工具
として使用されている。 このようにダイヤモンドの合成には超高圧と高
温度が不可欠というのが、これまでの一般常識で
あつた。しかし、最近になりガスを分解して固体
を成長させる化学気相成長法、つまりCVD法に
より、超高圧によらず、低温でガスから膜状ダイ
ヤモンドを合成できるようになり、種々の技術分
野へ応用できると考えられている。現在、結晶性
のよいダイヤモンド膜を気相成長させる条件は10
倍以上の水素で希釈した炭化水素を用い基板温度
700〜1000℃、ガスをプラズマから白熱したタン
グステンフイラメントで励起するというのがよく
知られた条件で、特開昭58−135117号公報、特開
昭58−110494号公報、特開昭59−3098号公報等に
詳細に示されている。このようにして、金属材料
の表面にダイヤモンド膜を形成すると、耐摩耗性
を向上させたり、摩擦係数を下げたりすることが
できる。ただ、上述したCVD法によるダイヤモ
ンド膜の合成温度が通常、700度Ｃ以上のため、
膜形成させる基材が限られるという問題がある。
一方、たとえばセラミツク材にダイヤモンド膜を
形成することにより、耐摩耗性の向上や耐食性の
向上等の基材にはなかつた他の機能を与えること
もできる。 このようなCVD法によるダイヤモンドの合成
の中で、本願に近い先行文献としては、特開昭61
−106478号公報が知られている。この技術文献に
は、セラミツクス焼結体の上に周期律表第4a，
5a，9a族金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ
化物等よりなる第１層の上に窒化ケイ素、炭化ケ
イ素よりなる第２内層を設け、しかる後、ダイヤ
モンド及び／又はダイヤモンド状カーボンを被覆
してなるダイヤモンド被覆部品が開示されてい
る。 〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、単にアルミナの表面を上述のCVD
法によりダイヤモンド膜で被覆しようとすると剥
離してしまい、使用に耐えるものができなかつ
た。これは、ダイヤモンド膜の合成温度が（通常
は700度Ｃ以上）高いため、熱歪が発生すること
や、膜内の残留応力が大きいことに原因があるも
のと考えられる。 また、特開昭61−106478号には、上述したよう
にセラミツク焼結体の種類としては種々挙げられ
ているが、これに第１、第２の内層を設けた上
で、さらにダイヤモンドを被覆している。確かに
このような構造の被覆層も有力なものであるが、
多層にすればするほど、製造時の工程が多くなり
必然的に高価なものとなることは言うまでもな
い。その上に、多層にすることによつてダイヤモ
ンド以外の被覆層の厚さが厚くなり、ダイヤモン
ド自体の効果が弱められる結果となる。 一方、本出願人は先に出願した特開昭61−
161897号公報により、アルミナ層に直接ダイヤモ
ンドもしくはダイヤモンド状カーボンを被覆した
スピーカー振動板が開示している。しかしなが
ら、この技術によつても十分な剥離強度を有する
ダイヤモンド被膜は得られなかつた。 本発明はこのような事情に鑑み特開昭61−
161897号公報に開示した発明を改良し、さらに剥
離強度を高めたダイヤモンド被膜を有するダイヤ
モンド被覆アルミナを提供することを目的とす
る。 〈問題点を解決するための手段〉 本発明者等は、前記目的を達成するために、
種々実験を重ねたところ、アルミナ表面を、還元
性雰囲気で損われないか、または損われたとして
もその影響が接着強度に影響しない程度に軽微な
中間層を介してダイヤモンド膜を形成すればよい
との知見を得、この発明を完成させることができ
た。ダイヤモンド膜の合成は通常、還元性の雰囲
気中で行われるため、アルミナ（Al2O3）上にダ
イヤモンドを形成させようとすると、極めて不安
定な表面の上にダイヤモンドの生成核をつくるこ
とになり、上述したCVD法によつて直接アルミ
ナ上に形成されるダイヤモンド膜は、きわめて弱
い接着力でアルミナ材表面に付着しているものと
考えられる。 すなわち、この発明はアルミナの表面に、SiC
膜を介在させてダイヤモンド膜を形成したことを
特徴とするものである。 この発明において、アルミナ材の上に形成させ
るSiC膜は結晶性のものでも、あるいは非結晶性
のものでもよい。 しかしながら、結晶質と非晶質のSiC膜を比較
すると、非晶質の膜の方が均質で膜厚が均一とな
る点で結晶質より望ましい。またダイヤモンドの
初期の核発生密度も非晶質の方が高く、したがつ
て得られるダイヤモンド膜質も良好となる。 SiCの膜厚は0.1〜30μｍであるが、より好まし
くは0.2〜5μｍである。SiC膜の膜厚は基材とダイ
ヤモンド間の熱応力の緩和および両者の密着性の
向上の面からは厚い方がよい。しかしながら、
SiCはダイヤモンドに比較して重いのでダイヤモ
ンドの硬さを生かすためには薄い方がよい。また
厚くすると、被覆に長時間を要するので、望まし
くは、0.2〜5μｍである。また結晶質のSiC膜を用
いる場合は結晶粒径が、5μｍ以下が望ましく、
さらには1μｍ以下が、望ましい。その理由は、
結晶粒径が大きくなると表面の均一性が保持しに
くくなるためである。 一方ダイヤモンド膜は結晶性のもので構成さ
れ、その膜厚は0.5〜30μｍの範囲が良好である。
30μｍ以上の膜厚になると、膜にクラツクが入つ
たり、また被覆に長時間を要するので望ましくな
い。0.5μｍ以下ではダイヤモンド被覆の効果は少
ない。したがつてこのような条件からすると１〜
10μｍの範囲が、さらに望ましい。 〈作用〉 このように、アルミナの表面を一旦SiC膜で被
覆した後、SiC膜上面に気相成長法でダイヤモン
ド膜を合成させる構成になつているから、還元性
雰囲気下でCVD法でダイヤモンドを合成しても、
アルミナ表面が還元性雰囲気の影響を受けること
なくダイヤモンド膜が形成される。 一般にダイヤモンドの気相合成は還元性雰囲気
で行われる。したがつて、どのようなダイヤモン
ドの気相合成法を用いても本発明による効果は現
われる。 〈実施例〉 実施例 １ 次に、この発明にかかるダイヤモンド被覆アル
ミナの実施例について、比較例を挙げて具体的に
説明する。 まず、通常のHIP処理（Hotisostatic Press）
により、99.98％の密度を有するように焼結した
アルミナ材を作り、これを10mm×10mm×２mmの寸
法に切断した後、80番のダイヤモンド砥石で最終
研磨し、得られたアルミナ板を基板として使用し
た。 第１図には本実施例に用いた反応装置を示す。
図中、１は基板とするアルミナ、２は石英管であ
り、石英管２は真空ポンプと連通する真空排気経
路３及び供給ガス導入口４を有している。また、
５はマグネトロン、６は導波管、７はプランジヤ
ーである。 まず、反応容器である石英管２内にSiCl410vol
％、CH410vol％、H280vol％の混合ガスを導入
口４より導入し、5Torrに調整した。次にマイク
ロ波プラズマを発生せしめて、基板温度を900℃
として１時間マイクロ波プラズマCVDを行つた。
これにより、アルミナ基板１上には1μｍのSiC膜
が被覆されていた。 その後、このようにして得られたSiC膜被覆ア
ルミナ基板を、再び第１図に示す石英管２内に入
れ、1vol％のCH4ガス残部H2ガスからなる混合
ガスを導入口４より導入し圧力を50Torrに調整
した。次にマイクロ波プラズマを発生せしめて前
記SiCが被覆されたアルミナ基板を900℃とし、
２時間マイクロ波プラズマCVDを行つたところ、
3μｍの厚さのダイヤモンド膜が形成できた。 上述のプラズマCVDで形成されたSiC膜および
ダイヤモンド膜をプラズマ放電終了後、SiC膜は
Ｘ線回折では何らピークが認められなかつたが
ESCA（Eleetron Spectroscopy for Chemical
Analysis）およびオージエ電子分光（Auger
Electron Spectroscopy）ではSiのＣ結合をもち
SiCとからなつており非結晶性のものであること
が確認された。 第２図にオージエスペクトル、第３図に赤外吸
収スペクトルを示す。Ｘ線では検出できなかつた
が、これらのスペクトルにはSiCが形成されてい
ることが示されている。 また、ダイヤモンド膜についてはＸ線回折でピ
ークが観測され、結晶性ダイヤモンドを主体とす
る膜であることが判つた。 上記実施例はアルミナ基板面を被覆するSiC膜
が非結晶性のものについて説明したが、結晶性の
場合も、同様の結果になることが確認された。 実施例 ２ 30×30×５mmの99.5％以上の純度を有するアル
ミナ基板の上に、実施例１と同様にしてSiC膜お
よびダイヤモンド膜を被覆した。得られたダイヤ
モンド被覆アルミナの特性を第１表に示す。また
これらの各ダイヤモンド被覆アルミナについて、
第４図に示す剥離テスト装置を用いて剥離テスト
を行つた。図中、１１はアルミナ基板、１２は
SiC膜、１３はダイヤモンド膜、１４はエポキシ
樹脂、１５は金属棒である。 剥離テストは10mmφ×100mmの金属棒１５を
ダイヤモンド膜１３面にエポキシ樹脂１４で接着
した後、棒１５の上端に横向きの力Ｆを加えて引
き倒し、この時のダイヤモンド膜１３が剥離した
力を測定することにより行つた。この結果は第１
表に示す。なお、第１表の「剥離せず」というの
はエポキシ樹脂１４と、金属棒１５あるいはダイ
ヤモンド膜１３との界面で剥離したものである。
イヤモンドを被覆したダイヤモンド被覆アルミナ
に関する。 本発明のダイヤモンド被覆アルミナは切削工
具、スピーカ振動板、耐摩耗部品などに利用可能
であり、さらにはダイヤモンド自体の誘電率が低
いこと及び熱伝導率が高いことからIC基板等に
も応用可能なものである。 〈発明の技術的背景〉 周知のごとく、ダイヤモンドは炭素（Ｃ）の結
晶であるが、常圧の下でのＣの安定な結晶構造は
黒鉛であり、ダイヤモンドの結晶構造は黒鉛に比
べて高いエネルギー状態にある。一般に、Ｃ−原
子は低温低圧の条件の下では黒鉛、高温高圧の条
件の下ではダイヤモンドとして安定な結晶構造を
とる。 したがつて、低いエネルギー状態にある黒鉛を
ダイヤモンドに転換する場合は、何らかのエネル
ギーを与えなければならない。その手段として
1450度Ｃで55000気圧という高温度と圧力の条件
が必要である。 さらに触媒を使つてダイヤモンドへ転換を促進
させることが一般的に行われており、ニツケル
（Ni）やコバルト（Co）等の金属合金が触媒とし
て用いられている。 現在、こうした超高圧による方法で工業用ダイ
ヤモンドが製造されているが、その多くは旋盤の
バイトやドリルの先端等に埋めこんで、切削工具
として使用されている。 このようにダイヤモンドの合成には超高圧と高
温度が不可欠というのが、これまでの一般常識で
あつた。しかし、最近になりガスを分解して固体
を成長させる化学気相成長法、つまりCVD法に
より、超高圧によらず、低温でガスから膜状ダイ
ヤモンドを合成できるようになり、種々の技術分
野へ応用できると考えられている。現在、結晶性
のよいダイヤモンド膜を気相成長させる条件は10
倍以上の水素で希釈した炭化水素を用い基板温度
700〜1000℃、ガスをプラズマから白熱したタン
グステンフイラメントで励起するというのがよく
知られた条件で、特開昭58−135117号公報、特開
昭58−110494号公報、特開昭59−3098号公報等に
詳細に示されている。このようにして、金属材料
の表面にダイヤモンド膜を形成すると、耐摩耗性
を向上させたり、摩擦係数を下げたりすることが
できる。ただ、上述したCVD法によるダイヤモ
ンド膜の合成温度が通常、700度Ｃ以上のため、
膜形成させる基材が限られるという問題がある。
一方、たとえばセラミツク材にダイヤモンド膜を
形成することにより、耐摩耗性の向上や耐食性の
向上等の基材にはなかつた他の機能を与えること
もできる。 このようなCVD法によるダイヤモンドの合成
の中で、本願に近い先行文献としては、特開昭61
−106478号公報が知られている。この技術文献に
は、セラミツクス焼結体の上に周期律表第4a，
5a，9a族金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ
化物等よりなる第１層の上に窒化ケイ素、炭化ケ
イ素よりなる第２内層を設け、しかる後、ダイヤ
モンド及び／又はダイヤモンド状カーボンを被覆
してなるダイヤモンド被覆部品が開示されてい
る。 〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、単にアルミナの表面を上述のCVD
法によりダイヤモンド膜で被覆しようとすると剥
離してしまい、使用に耐えるものができなかつ
た。これは、ダイヤモンド膜の合成温度が（通常
は700度Ｃ以上）高いため、熱歪が発生すること
や、膜内の残留応力が大きいことに原因があるも
のと考えられる。 また、特開昭61−106478号には、上述したよう
にセラミツク焼結体の種類としては種々挙げられ
ているが、これに第１、第２の内層を設けた上
で、さらにダイヤモンドを被覆している。確かに
このような構造の被覆層も有力なものであるが、
多層にすればするほど、製造時の工程が多くなり
必然的に高価なものとなることは言うまでもな
い。その上に、多層にすることによつてダイヤモ
ンド以外の被覆層の厚さが厚くなり、ダイヤモン
ド自体の効果が弱められる結果となる。 一方、本出願人は先に出願した特開昭61−
161897号公報により、アルミナ層に直接ダイヤモ
ンドもしくはダイヤモンド状カーボンを被覆した
スピーカー振動板が開示している。しかしなが
ら、この技術によつても十分な剥離強度を有する
ダイヤモンド被膜は得られなかつた。 本発明はこのような事情に鑑み特開昭61−
161897号公報に開示した発明を改良し、さらに剥
離強度を高めたダイヤモンド被膜を有するダイヤ
モンド被覆アルミナを提供することを目的とす
る。 〈問題点を解決するための手段〉 本発明者等は、前記目的を達成するために、
種々実験を重ねたところ、アルミナ表面を、還元
性雰囲気で損われないか、または損われたとして
もその影響が接着強度に影響しない程度に軽微な
中間層を介してダイヤモンド膜を形成すればよい
との知見を得、この発明を完成させることができ
た。ダイヤモンド膜の合成は通常、還元性の雰囲
気中で行われるため、アルミナ（Al2O3）上にダ
イヤモンドを形成させようとすると、極めて不安
定な表面の上にダイヤモンドの生成核をつくるこ
とになり、上述したCVD法によつて直接アルミ
ナ上に形成されるダイヤモンド膜は、きわめて弱
い接着力でアルミナ材表面に付着しているものと
考えられる。 すなわち、この発明はアルミナの表面に、SiC
膜を介在させてダイヤモンド膜を形成したことを
特徴とするものである。 この発明において、アルミナ材の上に形成させ
るSiC膜は結晶性のものでも、あるいは非結晶性
のものでもよい。 しかしながら、結晶質と非晶質のSiC膜を比較
すると、非晶質の膜の方が均質で膜厚が均一とな
る点で結晶質より望ましい。またダイヤモンドの
初期の核発生密度も非晶質の方が高く、したがつ
て得られるダイヤモンド膜質も良好となる。 SiCの膜厚は0.1〜30μｍであるが、より好まし
くは0.2〜5μｍである。SiC膜の膜厚は基材とダイ
ヤモンド間の熱応力の緩和および両者の密着性の
向上の面からは厚い方がよい。しかしながら、
SiCはダイヤモンドに比較して重いのでダイヤモ
ンドの硬さを生かすためには薄い方がよい。また
厚くすると、被覆に長時間を要するので、望まし
くは、0.2〜5μｍである。また結晶質のSiC膜を用
いる場合は結晶粒径が、5μｍ以下が望ましく、
さらには1μｍ以下が、望ましい。その理由は、
結晶粒径が大きくなると表面の均一性が保持しに
くくなるためである。 一方ダイヤモンド膜は結晶性のもので構成さ
れ、その膜厚は0.5〜30μｍの範囲が良好である。
30μｍ以上の膜厚になると、膜にクラツクが入つ
たり、また被覆に長時間を要するので望ましくな
い。0.5μｍ以下ではダイヤモンド被覆の効果は少
ない。したがつてこのような条件からすると１〜
10μｍの範囲が、さらに望ましい。 〈作用〉 このように、アルミナの表面を一旦SiC膜で被
覆した後、SiC膜上面に気相成長法でダイヤモン
ド膜を合成させる構成になつているから、還元性
雰囲気下でCVD法でダイヤモンドを合成しても、
アルミナ表面が還元性雰囲気の影響を受けること
なくダイヤモンド膜が形成される。 一般にダイヤモンドの気相合成は還元性雰囲気
で行われる。したがつて、どのようなダイヤモン
ドの気相合成法を用いても本発明による効果は現
われる。 〈実施例〉 実施例 １ 次に、この発明にかかるダイヤモンド被覆アル
ミナの実施例について、比較例を挙げて具体的に
説明する。 まず、通常のHIP処理（Hotisostatic Press）
により、99.98％の密度を有するように焼結した
アルミナ材を作り、これを10mm×10mm×２mmの寸
法に切断した後、80番のダイヤモンド砥石で最終
研磨し、得られたアルミナ板を基板として使用し
た。 第１図には本実施例に用いた反応装置を示す。
図中、１は基板とするアルミナ、２は石英管であ
り、石英管２は真空ポンプと連通する真空排気経
路３及び供給ガス導入口４を有している。また、
５はマグネトロン、６は導波管、７はプランジヤ
ーである。 まず、反応容器である石英管２内にSiCl410vol
％、CH410vol％、H280vol％の混合ガスを導入
口４より導入し、5Torrに調整した。次にマイク
ロ波プラズマを発生せしめて、基板温度を900℃
として１時間マイクロ波プラズマCVDを行つた。
これにより、アルミナ基板１上には1μｍのSiC膜
が被覆されていた。 その後、このようにして得られたSiC膜被覆ア
ルミナ基板を、再び第１図に示す石英管２内に入
れ、1vol％のCH4ガス残部H2ガスからなる混合
ガスを導入口４より導入し圧力を50Torrに調整
した。次にマイクロ波プラズマを発生せしめて前
記SiCが被覆されたアルミナ基板を900℃とし、
２時間マイクロ波プラズマCVDを行つたところ、
3μｍの厚さのダイヤモンド膜が形成できた。 上述のプラズマCVDで形成されたSiC膜および
ダイヤモンド膜をプラズマ放電終了後、SiC膜は
Ｘ線回折では何らピークが認められなかつたが
ESCA（Eleetron Spectroscopy for Chemical
Analysis）およびオージエ電子分光（Auger
Electron Spectroscopy）ではSiのＣ結合をもち
SiCとからなつており非結晶性のものであること
が確認された。 第２図にオージエスペクトル、第３図に赤外吸
収スペクトルを示す。Ｘ線では検出できなかつた
が、これらのスペクトルにはSiCが形成されてい
ることが示されている。 また、ダイヤモンド膜についてはＸ線回折でピ
ークが観測され、結晶性ダイヤモンドを主体とす
る膜であることが判つた。 上記実施例はアルミナ基板面を被覆するSiC膜
が非結晶性のものについて説明したが、結晶性の
場合も、同様の結果になることが確認された。 実施例 ２ 30×30×５mmの99.5％以上の純度を有するアル
ミナ基板の上に、実施例１と同様にしてSiC膜お
よびダイヤモンド膜を被覆した。得られたダイヤ
モンド被覆アルミナの特性を第１表に示す。また
これらの各ダイヤモンド被覆アルミナについて、
第４図に示す剥離テスト装置を用いて剥離テスト
を行つた。図中、１１はアルミナ基板、１２は
SiC膜、１３はダイヤモンド膜、１４はエポキシ
樹脂、１５は金属棒である。 剥離テストは10mmφ×100mmの金属棒１５を
ダイヤモンド膜１３面にエポキシ樹脂１４で接着
した後、棒１５の上端に横向きの力Ｆを加えて引
き倒し、この時のダイヤモンド膜１３が剥離した
力を測定することにより行つた。この結果は第１
表に示す。なお、第１表の「剥離せず」というの
はエポキシ樹脂１４と、金属棒１５あるいはダイ
ヤモンド膜１３との界面で剥離したものである。
実施例１と同じ条件。
〔SiC結晶質膜〕
熱CVD法による。C3H8：SiCl4：H2＝５：
１：50で基板温度1250℃。 〔TiC膜〕 熱CVD法による。CH4：TiCl4：H2＝３：１：
30で、基板温度1050℃。 〔Si3H4膜〕 プラズマCVD法による。NH4：SiCl4：H2＝
１：４：40、基板温度900℃、13.56MHzの高周波
プラズマ中で被覆した。投入電力は300Wであつ
た。 〔TiN膜〕 プラズマCVD法による。N2：TiCl4：H2＝
５：１：20基板温度700℃、13.56MHzの高周波
200Wでプラズマを発生させた。 このようにして得られた、ダイヤモンド被覆ア
ルミナ切削工具を用いて以下の条件で切削テスト
を行つた。 切削条件：被削材 12％Si−Al合金 切削速度 300ｍ／min 送 り 0.1mm／rev 切り込み 0.2mm この切削テストの結果は第２表に示す。
１：50で基板温度1250℃。 〔TiC膜〕 熱CVD法による。CH4：TiCl4：H2＝３：１：
30で、基板温度1050℃。 〔Si3H4膜〕 プラズマCVD法による。NH4：SiCl4：H2＝
１：４：40、基板温度900℃、13.56MHzの高周波
プラズマ中で被覆した。投入電力は300Wであつ
た。 〔TiN膜〕 プラズマCVD法による。N2：TiCl4：H2＝
５：１：20基板温度700℃、13.56MHzの高周波
200Wでプラズマを発生させた。 このようにして得られた、ダイヤモンド被覆ア
ルミナ切削工具を用いて以下の条件で切削テスト
を行つた。 切削条件：被削材 12％Si−Al合金 切削速度 300ｍ／min 送 り 0.1mm／rev 切り込み 0.2mm この切削テストの結果は第２表に示す。
【表】
〈比較例〉
アルミナ基板表面をSiC膜で被覆せずに、アル
ミナ基板表面に、直接ダイヤモンド膜をプラズマ
放電により合成させた以外は実施例と同様の方法
でダイヤモンド被覆アルミナを形成させた。 ついで、以上の実施例および比較例にしたがつ
て作製した試料（ダイヤモンド被覆アルミナ）の
特性を長時間放置して調べたところ、実施例の方
法にしたがつて作製した試料の場合は１年間放置
しても膜に変化がみとめられなかつたが、比較例
の方法にしたがつて作製した試料は一昼夜放置し
ただけで、表面の40％のダイヤモンド膜が剥離し
てしまつた。 〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、アルミナ材表
面にSiC膜を介在させてダイヤモンド膜を形成し
た本発明のダイヤモンド被覆アルミナは、 アルミナ材表面に直接ダイヤモンドを形成さ
せたものに比べて、ダイヤモンド膜が剥がれ難
く、格段に耐摩耗性が優れている。 使用目的に応じ、複雑な形状のアルミナ基板
に対しても、SiC膜を介するだけで、容易に剥
がれ難いダイヤモンドを形成することができ
る。 本発明にかかるダイヤモンド被覆アルミナ
は、表面にダイヤモンドの特性をもつアルミナ
板として切削工具、メカニカルシール等耐摩耗
性を必要とする分野、あるいは高周波が流れる
集積回路基板として低誘電率を必要とする分
野、あるいはスピーカ等の振動板として高比弾
性率を必要とする分野等への利用が可能であ
る。
ミナ基板表面に、直接ダイヤモンド膜をプラズマ
放電により合成させた以外は実施例と同様の方法
でダイヤモンド被覆アルミナを形成させた。 ついで、以上の実施例および比較例にしたがつ
て作製した試料（ダイヤモンド被覆アルミナ）の
特性を長時間放置して調べたところ、実施例の方
法にしたがつて作製した試料の場合は１年間放置
しても膜に変化がみとめられなかつたが、比較例
の方法にしたがつて作製した試料は一昼夜放置し
ただけで、表面の40％のダイヤモンド膜が剥離し
てしまつた。 〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、アルミナ材表
面にSiC膜を介在させてダイヤモンド膜を形成し
た本発明のダイヤモンド被覆アルミナは、 アルミナ材表面に直接ダイヤモンドを形成さ
せたものに比べて、ダイヤモンド膜が剥がれ難
く、格段に耐摩耗性が優れている。 使用目的に応じ、複雑な形状のアルミナ基板
に対しても、SiC膜を介するだけで、容易に剥
がれ難いダイヤモンドを形成することができ
る。 本発明にかかるダイヤモンド被覆アルミナ
は、表面にダイヤモンドの特性をもつアルミナ
板として切削工具、メカニカルシール等耐摩耗
性を必要とする分野、あるいは高周波が流れる
集積回路基板として低誘電率を必要とする分
野、あるいはスピーカ等の振動板として高比弾
性率を必要とする分野等への利用が可能であ
る。
第１図は本発明の実施例で用いた反応容器を示
す説明図、第２図はSiCオージエスペクトル、第
３図は赤外吸収スペクトル、第４図は剥離テスト
装置を示す説明図である。 図面中、１はアルミナ基板、２は石英管、３は
真空排気経路、４はガス導入口、５はマグネトロ
ン発信器、６は導波管、７はプランジヤーであ
る。
す説明図、第２図はSiCオージエスペクトル、第
３図は赤外吸収スペクトル、第４図は剥離テスト
装置を示す説明図である。 図面中、１はアルミナ基板、２は石英管、３は
真空排気経路、４はガス導入口、５はマグネトロ
ン発信器、６は導波管、７はプランジヤーであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミナ基板の表面に、炭化ケイ素膜を介在
させてダイヤモンド膜を形成してなることを特徴
とするダイヤモンド被覆アルミナ。 ２ 炭化ケイ素膜の厚みが0.1〜30μｍであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のダイヤ
モンド被覆アルミナ。 ３ ダイヤモンド膜の厚みが0.5〜30μｍであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載のダイヤモンド被覆アルミナ。 ４ 炭化ケイ素膜が非晶質であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載
のダイヤモンド被覆アルミナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18693286 | 1986-08-11 | ||
| JP61-186932 | 1986-08-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63153275A JPS63153275A (ja) | 1988-06-25 |
| JPH0535221B2 true JPH0535221B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=16197239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62199197A Granted JPS63153275A (ja) | 1986-08-11 | 1987-08-11 | ダイヤモンド被覆アルミナ |
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| US (1) | US4849290A (ja) |
| EP (1) | EP0257439B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63153275A (ja) |
| DE (1) | DE3772671D1 (ja) |
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| US5190824A (en) * | 1988-03-07 | 1993-03-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrostatic-erasing abrasion-proof coating |
| JPH01246118A (ja) * | 1988-03-26 | 1989-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 高耐熱性の複合炭素被膜及びその作製方法 |
| JPH01317197A (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-21 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | ダイヤモンド薄膜基板およびその製法 |
| JP2571957B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1997-01-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | バッファ層を介した炭素または炭素を主成分とする被膜及びその作製方法 |
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| JPH02263789A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-26 | Kanagawa Pref Gov | ダイヤモンド単結晶膜を有するシリコン基板とその製造方法 |
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1987
- 1987-08-11 DE DE8787111639T patent/DE3772671D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-11 EP EP87111639A patent/EP0257439B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-11 US US07/084,038 patent/US4849290A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-11 JP JP62199197A patent/JPS63153275A/ja active Granted
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