| 研究概要 |
高機能薄膜被覆材料の薄膜,基板および被覆材料としての特性を評価し,それに基づいた強度評価手法を構築することを目的として本研究を実施した.以下に主な成果を示す.
スパッタリング法を用いて,まずセラミック材料のアルミナ(Al_2O_3),炭化ケイ素(SiC)および窒化チタン(TiN)をターゲット材とし,種々の成膜条件の下でホウケイ酸ガラス基板上に単層スパッタ膜を形成し,これらの被覆材の機械的特性を実験的に検討した.Al_2O_3被覆材料およびAl_2O_3被膜においては優れた平面性状が得られるものの,強度特性が劣っていたが,TiN被覆材料およびTiN被膜は顕著な強度向上を示すのに対して,平面性状については他の被膜材種に劣るということがわかった.なお,SiC被覆材料およびSiC被膜における平面性状および強度特性は,Al_2O_3およびTiNの被覆材料,被膜の特性の中間に位置していた.ミクロ,マクロの両観点から実測データをもとにした,被覆材料の強度評価手法を検討した.ここでは,破面観察の結果,いずれの被覆材料についても破壊機構の相違がなかったので,上記の各種特性間の相関性のみを考慮して,ガラス基板に対する被覆材料の硬さ比,粗さ比およびスパッタ時間の関数として,新たに強度推定式を提案した.一部の条件を除いて,総じてスパッタ膜の材種によらず傾向の変化も含めてよい推定結果が得られた.次に,種々の成膜条件により電子基板用ガラス上に,Al_2O_3・SiC二層膜を被覆し,薄膜被覆材料を創成した.二層被覆材料の曲げ強度は高周波電源出力にはほとんど依存しないが,単層被覆材料よりも向上することが判明し,二層被覆化が強化改善に寄与することが示唆された.
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