| 研究概要 |
まず,高周波マグネトロンスパッタリング装置を用い,機能創出型積層薄膜被覆材料を創成した.本研究では,基板として電子基板用ガラスを,被覆材料としてのターゲット材としてセラミックス系のSiC/Al_2O_3をそれぞれ採用して,異なる成膜条件のもとで二層薄膜被覆材料を創成した.形成したSiC/Al_2O_3二層被膜の表面について,その表面粗さおよび表面気孔率を計測した.その結果,スパッタリング時間が長くなるほど表面粗さが粗くなる傾向が認められた.一方,気孔率は成膜条件にほとんど依存せず,設定した成膜条件下では極めて低い値となり,密な被膜が形成されることがわかった.さらに,創成したSiC/Al_2O_3二層被覆材料の強度特性を実験的に調べた.まず被膜の超微小硬度を計測し,また曲げ強度を評価した.いずれの被覆材についてもガラス基板単体の強度分布と比較すると,低強度側の強度特性が改善されることがわかった.ただし,高強度側の強度特性はあまり改善されなかったが,被覆材の強度特性にはスパッタリング時間が多大な影響を及ぼすことが示唆された.スパッタ時間が長くなるほど,被膜の均一性などその機械的信頼性は低下することということが考えられる.なお,SiC単層被覆における剥離現象については,Al_2O_3をガラス基板とSiCの間に被覆することで非常に改善され,時間が経過しても剥離することはなかった.
以上より,スパッタ法により機能創出型薄膜積層被覆材料を創成するにあたっては,基板材料と被覆材料の適合性を配慮して,なおかつスパッタリング時間を低減できるような条件設定を行うことにより,その使用時の強度特性が向上し,健全性を保証しうる.さらに,被覆材料の健全性の指標となる強度特性については超微小硬度の計測により,その基板材料も含めた形で評価できることを明らかにした.
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