焦電性高分子フィルム上へのダイヤモンド状炭素膜の合成

热释电聚合物薄膜上合成类金刚石碳膜

• 批准号: 09750132
• 负责人: 大竹 尚登
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750132/
• 关键词: 焦電性高分子; ダイヤモンド状炭素膜; スパッタリング; 耐摩耗性; トナー; 焦電性; 高分子フィルム; 耐摩耗コーティング

本研究は,焦電性の大きい高分子材料であるポリふっ化ビニリデン(PVDF)フィルム上にダイヤモンド状炭素膜をコーティングする方法を開発し,その機械的特性を向上させることを目的としたものである.まず,_1fマグネトロンスパッタリング法をベースに,基板へのイオンの供給を重畳させたダイヤモンド状炭素膜の合成法を開発した.ターゲットには黒鉛を用いた.そして,放電電力,基板電位,基板の冷却方法などの合成条件を変化させてPVDFフィルム上にダイヤモンド状炭素膜を合成することを試み,膜の硬さ,摩擦係数等の機械的特性及び焦電性,さらに結晶学的特性を調べるた.その結果,メタンとアルゴンの混合ガスを用い,PVDFフィルムを基板ホルダを介して液体窒素により冷却しながら-150Vの電位を印加することにより,フィルムの変形を抑制しながらダイヤモンド状炭素膜を合成することのできることを明らかにした.この時の雰囲気圧力は1Paであった.さらに,PVDFフィルムの焦電特性はダイヤモンド状炭素膜の厚さにより変化することが考えられるので,ダイヤモンド状炭素膜の厚さを0.1〜10μmの間で変化させ,焦電特性にどの様な影響を及ぼすかを調べた結果,膜厚が大きくなるに従って焦電効果による表面の帯電量は若干減少するが,5μm程度の厚さならば印刷用のトナーを十分に保持できることがわかった.また,ダイヤモンド状炭素膜をコーティングしたPVDFフィルムの表面粗さはPVDFフィルム自体より若干大きいが,トナーによるバレル試験及びball on diskによる摩擦摩耗試験の結果より,ダイヤモンド状炭素のコーティングによりPVDFフィルムの耐摩耗性が飛躍的に向上することを明らかにした.

This study は, focal electrical の き い polymer で あ る ポ リ ふ っ change ビ ニ リ デ ン (PVDF) フ ィ ル ム on に ダ イ ヤ モ ン ド shape carbon membrane を コ ー テ ィ ン グ す る method を open 発 し, そ の mechanical features を upward さ せ る こ と を purpose と し た も の で あ る. ま ず, _1f マ グ ネ ト ロ ン ス パ ッ タ リ ン グ method を ベ ー ス に , substrate へ の イ オ ン の supply を heavy 畳 さ せ た ダ イ ヤ モ ン ド shape carbon membrane の synthesis を open 発 し た. タ ー ゲ ッ ト に は black lead を with い た. そ し て, discharge power, substrate potential, substrate の cooling method な ど を の synthesis conditions - the さ せ て PVDF フ ィ ル ム on に ダ イ ヤ モ ン ド shape carbon membrane を synthetic す る こ と を み, membrane の hard さ , such as friction coefficient の び focal electrical and mechanical features, さ ら に crystallographic features を adjustable べ る た. そ の results, メ タ ン と ア ル ゴ ン の mixed ガ ス を い, PVDF フ ィ ル ム を substrate ホ ル ダ を interface し て liquid smothering element に よ り cooling し な が ら - 150 - v の potential を Inca す る こ と に よ り, フ ィ ル ム の - shaped を inhibit し な が ら ダ イ ヤ モ ン ド shape carbon membrane を synthetic す る こ と の で き る こ と を Ming ら か に し た. こ の when の 雰 囲 気 pressure は 1 pa で あ っ た. さ ら に, PVDF フ ィ ル ム の focal electrical characteristics は ダ イ ヤ モ ン ド shape carbon membrane の thick さ に よ り variations change す る こ と が exam え ら れ る の で, ダ イ ヤ モ ン ド shape carbon membrane の thick さ を 0.1 ~ 10 microns の Between で variations change さ せ, focal electrical characteristics に ど の others な influence を and ぼ す か を adjustable べ た as a result, the film thickness が big き く な る に 従 っ て focal electrical services fruit に よ る surface の 帯 several reducing power は す る が, degree of 5 microns thick の さ な ら ば printing with の ト ナ ー を very に keep で き る こ と が わ か っ た. ま た, ダ イ ヤ モ ン ド shape carbon membrane を コ ー テ ィ ン グ し た PVDF フ ィ ル ム の surface coarse さ は PVDF フ ィ ル ム autologous よ り several big き い が, ト ナ ー に よ る バ レ ル test and び ball on Friction disk に よ る friction loss test results の よ り, ダ イ ヤ モ ン ド shape carbon の コ ー テ ィ ン グ に よ り PVDF フ ィ ル ム の abrasion loss に sexual が leap upward す る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

高間康元: "焦電性高分子フィルム上に合成したアモルファス炭素膜の機械的特性" 第6回機械材料・材料加工技術講演会講演論文集. 1. 55-56 (1998)

Yasumoto Takama：“热释电聚合物薄膜上合成的非晶碳薄膜的机械性能”第六届机械材料与材料加工技术会议论文集1. 55-56（1998）。

高間 康之: "焦電性高分子フィルム上へのアモルファス炭素膜の合成" 第11回ダイヤモンドシンポジウム講演要旨集. 1. 134-135 (1997)

Yasuyuki Takama：“热电聚合物薄膜上的非晶碳薄膜的合成”第 11 届钻石研讨会摘要。1. 134-135 (1997)。