新製品紹介 冷間金型用高硬度 DLC 膜 Hard DLC Film for Cold Forming Die Coating film:TribecTM KIWAMI Diamond-Like Carbon(DLC)は, 高硬度,低摩擦係数,化学的安定性, 目標どおりの特性を得ることが容易 認められない。図 3 に,本装置で成 ではなかった。 膜した Tribec ® 極の密度と硬度につ ® 高いガスバリアー性など優れた性質 Tribec 極は,陰極と対向する位 い て 他 の 事 例 と 比 較 し て 示 す。 をもっている。そのため,機械的部 置にドロップレット捕集部を配置し, Tribec ® 極は他の DLC に比べ高密 品やシール材,髭剃りに代表される 真空アークプラズマのみを磁界およ 度で,ダイヤモンドに迫る硬度(3.2 民生品,さらにカテーテル,ステン び電界により直角に曲げて,成膜室 ×10 − 3 kg/m3,90 GPa)が得られる。 ト などの医 療用品への応用効果 が に輸 送する(T 字 状フィルター) 方 Tribec® 極の他の特性として,膜内に 検討されている。DLC は,カーボン 式を採用している。これにより,成 実質的に水素を含有しないため水素 2 3 原子の最外殻電子の配置(sp ,sp ) 膜室に輸送されるプラズマは 100 % 放出に伴う構造変化が少なく耐熱性 と C-H 結合の有無により特性が異な に近い電離プラズマとなり,ドロッ に優れ,高密度であるため,耐摩耗 る。比較的過酷な環境で使用される プレットの混入が少ない ta- C 膜と 性・耐バリア性に優れ,アルミニウ 冷間工具や切削工具では,水素を含 なる。図 1 は,T 字 状フィルターの ムやガラスとの凝着性が低く,光学 まず,sp3 構造を多く含む DLC(ta-C) 構造を解説する図である。図 2 に T 的に透明であり,装飾品にも適用で が好適である。ta- C はダイヤモンド 字状フィルターの各位置に配置した きる等々が挙げられる。図 4 に,製 に迫る特性を示すが,製造プロセス 試 験 片 表 面 の SEM(Scanning 品例を示す。 で不可避的に発生するドロップレット Electron Microscope)像を示す。 と呼ばれる粒子状欠陥の混入により 成膜室内(③)ではドロップレットが ① Coating chamber ③ Carbon plasma (日立ツール株式会社) ② Orifice φ50 Droplet ② 30 μm 30 μm Graphite cathode ① ③ Collection box ①偏向なしダクト内,②90°偏向ダクト内, ③成膜室内部 Nano indentation hardness(GPa) 図1 T 字状フィルターの構造を解説する図 Fig. 1 Schematic structure of T-shaped filter cathode 30 μm 図 2 図 1 中①∼③の DLC 膜の表面状態 Fig. 2 Surface condition of DLC films on ①∼③ of Fig.1 Diamond 100 90 ta-C 80 70 (Tribec®極) 60 50 ta-C 40 ta-C:H 30 20 10 0 0.0 a-C a-C:H 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Film density(10−3kg /m3) a-C: amorphous carbon a-C:H ; H containing amorphous carbon ta-C: tetrahedral amorphous carbon ta-C:H ; H containing tetrahedral amorphous carbon 図 3 DLC 膜の膜密度と硬度 Fig. 3 Film density and hardness of DLC film 50 mm 図4 Tribec 極を被覆した製品例 Fig. 4 Coated work samples of Tribec 極 (KIWAMI) 日立金属技報 Vol. 27(2011) 55
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