DLC膜の機能性設計を目指したSi添加DLC膜の高耐熱化メカニズムの解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05991
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 金沢工業大学
• 研究代表者: 池永 訓昭 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (30512371)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: DLC膜 / 耐熱性膜 / 機能性膜 / 元素添加膜

研究成果の概要

これまでに，DLC膜に微量のSiを添加することで1000℃でも酸化しないDLC膜の開発に成功してきたが，そのメカニズムに関しては明らかにできていなかった．本研究ではこれら耐熱性が確認された高耐熱DLC膜の耐熱性発現メカニズムを解明することで，DLC膜の機能設計の可能性を明らかにする．今回，作製した高耐熱DLC膜の膜中での元素の存在形態の分析をおこなった結果，耐熱性が改善されたSi添加DLC膜の表層に新規層が形成されており，その新規層中にはSiO2微結晶が確認された．また，微量ではあるがC元素も混在していたことから，C含有SiO2膜構造が低摩擦係数を発現することを明らかにした．

自由記述の分野

プラズマ工学，機能性薄膜，薄膜評価・分析

研究成果の学術的意義や社会的意義

DLC（Diamond Like Carbon）膜は高硬度・低摩擦係数の特性を有した硬質膜としてよく知られており，自動車部品や医療部品など比較的高付加価値な産業分野に応用されている．このように，DLC膜は優れた機械的特性を有しながらも，耐熱性がTiNなどの他の硬質膜よりも低いため，その応用分野が限定されていた．そこで，高耐熱なDLC膜を実現すべく，これまでの研究で実現できていた高耐熱DLC膜の耐熱性発現メカニズムを解明することで，高温環境下でも優れた機械的特性を有する機能膜を実現するための知見を得るに至った．