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2013 年度 実績報告書

高温耐久低摩擦多元素金属窒化物膜形成に向けた小型フィルタードアーク蒸着装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23760258
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

田上 英人  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50580578)

キーワード電気機器工学 / 電力工学 / 真空アーク放電 / 金属窒化物膜 / 元素分析 / フィルタードアーク蒸着
研究概要

これまでフィルタードアーク蒸着(FAD)装置は,アモルファス炭素膜形成がメインであり,金属薄膜を形成するには困難であった。前年度までにおいて,新規に作製したダクトを用いて,窒化クロム(CrN)膜については,薄膜形成に成功したが,窒化アルミクロム(AlCrN)膜については形成が困難であった。これまでの結果を踏まえ,本年度は以下を実施した。
(1)更なる放電の安定化:これまで,放電はアーク電流50 A~80 Aで実施していたが,放電を安定させるには,アーク電流を大きくすれば良いことはわかっている。しかしながら,アーク電流を大きくすると,冷却能力以上の熱が発生してしまう。そこで,アーク電流を変化させ,目標とする放電時間60分において,過剰な熱が発生しないアーク電流を探索したところ,100 Aまでは放電可能であると明らかになった。また,100 Aにすることで,放電が安定することがわかった。
(2)CrN膜における成膜速度向上:前年度において,成膜速度が5 nm/minと遅いことが問題となっていたが,アーク電流を大きくすることで成膜速度が向上することがわかった。しかしながら,プラズマ輸送条件が最適でなかったため,予想していた2倍とまでは向上せず,7~8 nm/min程度の向上であった。プラズマを成膜チャンバへ輸送する際に,輸送途中で損失している可能性が大きいため,輸送条件の最適化が今後の課題となった。
(3)AlCrN膜の形成:前年度において,窒素が膜内部に含有しない問題が生じた。今年度,アーク電流,プラズマ輸送条件を変更し,膜形成を実施したが,膜内部の窒素含有量はほぼ0%であった。現在,Tダクトとチャンバの境界から窒素を導入しているが,アークソース部から導入すれば違う結果であるという指針を得ることはできた。。今後の課題としては,窒素導入部の違いにおける,形成膜内部の元素分析の比較である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ピュアカーボンプラズマビームを用いた超硬質DLC膜の合成と応用2013

    • 著者名/発表者名
      田上英人,滝川浩史,須田善行
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 63 ページ: 34-40

  • [学会発表] スーパーDLCコーティングカッターのAlドライ加工切削評価2013

    • 著者名/発表者名
      細尾倫成,田上英人,須田善行,滝川浩史,神谷雅男,瀧真,長谷川祐史,辻信広,サーレ アブスアイリキ
    • 学会等名
      2013年表面技術協会第128回講演大会
    • 発表場所
      福岡県、福岡工業大学
    • 年月日
      20130924-20130925
  • [学会発表] 水素フリー高密度DLC膜コーティングカッターを用いたアルミ銘板彫刻2013

    • 著者名/発表者名
      田上英人,細尾倫成,藤井裕真,須田善行,滝川浩史,神谷雅男,瀧真,長谷川祐史,辻信広,アブスアイリキサーレ
    • 学会等名
      プラズマ材料科学シンポジウム(SPSM26)
    • 発表場所
      福岡県、九州大学
    • 年月日
      20130923-20130924
  • [学会発表] スーパーDLCコーティング銘板彫刻用カッターを用いたドライ切削2013

    • 著者名/発表者名
      細尾倫成,田上英人,須田善行,滝川浩史,神谷雅男,瀧真,長谷川祐史,辻信広,アブスアイリキサーレ
    • 学会等名
      トライボロジー会議2013春
    • 発表場所
      東京都、国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      20130520-20130522
  • [学会発表] Development of Uniform Coating Technique of Tetrahedral Amorphous-Carbon Film by T-shape Filtered-Arc-Deposition with Deflected Plasma beam and Multi-Motion Substrate Holder for Semispherical Object2013

    • 著者名/発表者名
      H.Tanoue, H.Okuda, M.Hosoo, Y.Suda, H.Takikawa, M.Kamiya, M.Taki, Y.Hasegawa, N.Tsuji, A.Saleh
    • 学会等名
      ICMCTF2013
    • 発表場所
      Town and Country Hotel, San diego, CA
    • 年月日
      20130429-20130503
  • [備考] プラズマエネルギーシステム研究室

    • URL

      http://www.pes.ee.tut.ac.jp

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公開日: 2015-05-28  

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