2006 Fiscal Year Annual Research Report
雰囲気制御した溶液噴霧熱プラズマCVDによる機能性セラミックス成膜の新技術開発
| Project/Area Number |
18360307
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
嶋田 志郎 北海道大学, 大学院工学研究科, 教授 (90002310)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
明石 孝也 北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20312647)
清野 肇 北海道大学, 大学院工学研究科, 助手 (50281788)
川村 みどり 北見工業大学, 工学部, 助教授 (70261401)
|
|---|
| Keywords | 熱プラズマ / CVD / 複合膜 / コーティング / 機能性セラミックス / 雰囲気制御 / 耐磨耗性 |
|---|
| Research Abstract |
i)Ti-N-C-B複合膜の作製
Ar/H_2プラズマ中へTTPOとBTEの混合溶液を噴霧して、N_2流量を変えることで、WC-Coバイト上にTiCN-TiBC複合膜を作製できた。N_2を流さないとTiBC膜、N_2を50mL min^<-1>流すとTiBCN膜、1000mL min^<-1>に増加させるとTiCN膜を成膜できた。N_2量の増加と共に粒子サイズが次第に減少する傾向を示した。TiBCとTiBCN膜をWC-Co超硬上にコーティングすると、市販の熱CVD-TiNと同程度かより高い耐摩耗性を示した。
ii)SiNx-SiC複合膜の作製
プラズマ中のN_2流量を変化させてHMDS溶液からSiウェーハ上に内層がSiNx、外層がSiCから成るduplex膜が生成した。このduplex構造を取るSiC/SiNx膜をSUS304ステンレス板に成膜し、650℃でのKCl蒸気による腐食テストを行った結果、優れた耐腐食性を示した。
HMDS溶液をAr/H_2プラズマ中に送入し、N_2流量を連続的に変化させると、CとNが組成傾斜したSi(C,N)膜が生成した。この上層には111面が優先配向した立方晶SiCの柱状粒子が並び、基板近くにはSiNx、その中間層には数十ナノサイズの結晶性SiC微粒子とSiNxが組成傾斜していた。この組成傾斜膜のI-E曲線からフィールドエミッション特性を求めた結果、スイッチオン電場は13V/μmと電場25V/μmでエミッション電流が46μAとなった。モル比が1:1:1のアルコキシド溶液(TTPO,ATBO,HMDS)をAr/N_2/H_2プラズマへ噴霧し、Si基板上にTi_<0.3>Al_<0.3>Si_<.3>Nナノコンポジット膜を作製した。
iii)TiN-ZrO_2複合膜の作製
プラズマ装置のサイド(Fig.1)から水蒸気を送入しながら、ZBEOとYBEOの混合溶液をAr/N_2プラズマ中に噴霧し、基板温度800℃で20分間成膜し、水蒸気分圧を制御してTiNを酸化することなくこの膜上に部分安定化ジルコニア膜を作製した。
|
Research Products
(6 results)
