| 研究分担者 |
長柄 毅一 富山県工業技術センター, 主任研究員
中村 滝雄 高岡短期大学, 産業造形学科, 教授 (60198215)
横田 勝 高岡短期大学, 産業造形学科, 教授 (10029225)
前 健彦 富山工業高等専門学校, 環境材料工学科, 教授 (10042821)
佐治 重興 富山大学, 工学部・物質生命システム工学科, 教授 (60029072)
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| 研究概要 |
<主な実施項目>
1.DCスパッタ法により作製したTi-N-O膜の色彩におよぼす作製条件の影響
2.高周波反応スパッタ法により作製したZr-N-Si三元系膜の特性.
<結果>
1.DC反応スパッタ法を用いて,Ar,N_2およびO_2の混合ガス中でTiのスパッタ製膜を行い,Ti-N-O三元系膜の作製を試みた.ArとN_2の混合気流中で黄金色が得られる条件にArとN_2の流量を固定し,O_2流量を変化させ、酸素分圧が0.05Pa未満では暗褐色の膜になったが,それ以上の酸素分圧になると透明な膜が得られた.また,全圧を一定に保ちながら,アルゴン分圧を下げて窒素分圧を0.2-0.3pa程度にまで上げると黄色味を帯びた透明膜が得られ,酸素と窒素の流量制御で多様な色彩と分光特性を有する膜が得られることが明らかになった.
2.高周波反応スパッタ法を用いて,Zr-Si-N三元系膜の作製とその特性評価を行った.基板加熱や基板バイアスの印加は行わずに製膜したところ,Si濃度が約3%付近で最も高い硬度を示し,平均で35GPa,最高で40GPaという値を得た.しかも,この膜はZrN膜とほぼ同程度の色彩(視感反射率および色度値)を有し,装飾用薄膜として有用な黄金色に近い色彩と二元系膜の1.5倍の高い硬度を有する膜であることが明らかになった.Siの少量添加による硬度の急激な上昇の原因は今のところ完全には明らかになっていない.本研究の膜はTi-Si-N膜などで研究されているナノコンポジット材料ではなく,固溶硬化によるもの考えられるが,詳細は来年度の課題としたい.また,Siを5%〜10%含むこれらの三元系膜は硬度は低下し,ZrN膜と同程度になるが,耐酸化性は50倍程度向上することが分かった.
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