| 研究概要 |
高周波イオンプレーティングに熱電子によるガス粒子の活性化機構を付け加えるため、熱電子放射用電極を取付け、さらにイオン収束用電圧を印加できるようにした高周波イオンプレーティング装置を作製した。最初、TiN膜を作るため、3〜7X【10^(-4)】torrの希薄な窒素ガス中においてTiを電子ビーム溶解し蒸発させて鋼上にTiN膜を作った。その結果、熱電子の放射により窒素ガスはイオン化し易くなり、高周波電力が小さくてもイオン化しにくい低いガス圧でグロー放電が起るようになり、上質のTiN膜、即ち、平滑かつ金色に近いTiN膜が得られることがわかった。また、Al-Zn合金上にTiN膜を得た。そこで、同イオンプレーティング装置を用いて、イオン収束用バイアス電圧,熱電子放射量,窒素ガス圧を変化させ、TiN膜を作り、膜の組化構造に与える影響を調べた。バイアス電圧は0〜600Vまで印加した。ガス圧やTiの蒸発速度を変化させると膜の色彩が変わり、組成が変化することがわかった。また、熱電子放射量を増大させると、低ガス圧でも安定したグロー放電が起り、低ガス圧下でのイオンプレーティングができ、膜質をコントロールし易いことがわかった。バイアス電圧を変え、イオン電流を変化させると、膜の配向性,結晶性などに変化が生じた。
次に同装置を用いてZr,NbやAlのイオンプレーティング実験を行った。ZrとAbは融点が高いため、現有の装置の最高電力200Wをかけても蒸発しないので、ハースライナーを使用し蒸発させなければならないことがわかった。Alも熱伝導性が良いので蒸発するにはハースライナーが必要であった。従って、このような金属のイオンプレーティングを行う時は、大容量の高周波電源を使用する必要がある。
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