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MWCVDを使って各種金属基板に創製したダイヤモンド薄膜の機械的性質の評価

研究課題

研究課題/領域番号 09650106
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関徳島大学

研究代表者

村上 理一  徳島大学, 工学部, 教授 (00112235)

研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1998年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1997年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードダイヤモンド薄膜 / ダイヤモンド状炭素膜 / 密着強度 / 摩擦摩耗特性 / マイクロ波プラズマ / CVD / 機械的性質
研究概要

マイクロ波プラズマCVDを使ったダイヤモンド薄膜の形成過程を詳細に検討したのが平成9年度の研究であった。ダイヤモンドの核形成は蒸着時間5分ほどで、前駆体となる微小な粒子が点在した。蒸着時間の増加につれて、微小粒子の数が増える。50分になると、粒子の凝集体が基板表面をかなりの部分覆うことになる。1時間を経過するとダイヤモンドの結晶成長が始まり、2時間になると完全なダイヤモンド薄膜となる。核形成の初期段階にみられる前駆体の大きさと数は反比例している。このような前駆体の形成はフラクタル次元を持ち、初期段階では、1.4程度から、次第にその値が大きくなって薄膜になると、2.0の値となる。この時、基板表面を超音波洗浄すると、フラクタル次元は大きい傾向にあり、薄膜化が進むことになる。したがって、ダイヤモンドの薄膜化は、まず、微小粒子の形成から始まって時間経過につれて凝集体、さらには結晶の薄膜となっていく。平成10年度では、メタンガス濃度、圧力、基板温度及び蒸着時間を変えて調べた。ダイヤモンドの結晶化は蒸着時間が長いほど、メタン濃度が1.0%のとき、基板温度は1073Kのときが最適であった。この過程で形成されるダイヤモンド状炭素膜の摩擦摩耗特性を調べた。密着強度は40Nもあり、摩耗過程で過度な荷重をかけない限り、割れやはく離はほとんど生じない。摩擦係数は0.15以下であり、はく離が生じない限り,低い摩擦係数を保った。また摩耗もほとんど起こらず、相手材の摩耗もかなり低減できた。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] 村上理一,田中洋司,近藤正春: "イオンプレーティングによるDLC膜被覆材のトライボロジー特性について" 日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集. No.98-5 Vol.13. 11-21-11-22 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村上理一,菊山敦史,近藤正春: "MNCVDによる純チタン基板へのダイヤモンド薄膜の形成特性" 日本材料学会第47期学術講演会講演論文集. 183-184 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ri-ichi Murakami, Hirosi Tanaka, Masaharu Kondo: "On Tribological Properties of DLC Film Coated Materials by Ion Plating" Procs of Annual Meeting of JSME. No.98-5, Vol.B. 11-21-11-22 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ri-ichi Murakami, Atsusi Kikuyama, Masaharu Kond: "Initiation Properties of Diamond Thin Film onto Pure Titanium by MWCVD" Procs.of Annual Meeting of JSMS. 183-184 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村上理一,田中洋司,近藤正春: "イオンプーティングによるDLC膜被覆材のトライボロジー特性について" 日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集. VolB,No98-5. 11-21,11-22 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 村上理一,菊山敦史,近藤正春: "MWCVDによる純チタン基板へのダンヤモンド薄膜の形成特性" 日本材料学会第47期学術講演会講演論文集. 183-184 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 村上 理一: "MWCVDによるダイヤモンド薄膜の形成過程" 材料. (発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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