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大強度パルスイオンビームによる超高硬度材料の創製

使用高强度脉冲离子束创建超硬材料

基本信息

批准号：
10875134
负责人：
八井浄
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

我々が世界で初めて提案した大強度パルスイオンビーム蒸着法(Ion Beam Evaporation:IBE)を用いて、超高硬度材料の創製を、特に薄膜化の観点から研究し、下記の成果を得た。作成を試みた材料は、β-C_3N_4、B_4C、Ti-Al金属間化合物等の超硬度材料である。1)大強度パルスイオンビーム(Light Ion Beam:LIB)をメラミン樹脂ターゲットに照射して高密度プラズマ化し、隣接する基板(Si)上に堆積を試みた。成膜速度は5nm/ショットである事、基板温度を上昇するとCNの三重結合が成長する事、温度上昇と共に窒素の含有量が増大する事、硬度は1GPaである事、薄膜表面のモフォロジーは極めて良好である事、等が判明した。真空中で、基板加熱の有無に関わらず、CN薄膜化に成功した事は世界で初めてである。2)LIBをB_4Cターゲットに照射し、Si(100)基板上に成膜を試みた。薄膜のフーリエ赤外吸収分光による化学結合状態は、B_4C標準資料と同じスペクトルを示し、X線回折ではB_4C構造で結晶化している。ビッカーズ硬さは16GPaで、硬質材料として十分な硬度であり、モフォロジーが良く、剥離の無い、硬質薄膜の作成に成功した。3)LIBをTi-Al合金ターゲットに照射し、基板(ガラス又はSi)上に成膜を試みた。真空中、基板加熱無しで、Ti_3Al膜が作成され、(002)面に配向する事、基板加熱すると(002)面への配向性が強くなる事、等が判明した。

My 々が世界で初めてProposalしたHigh-intensity steaming method(Ion Beam Evaporation: IBE) has been used, the creation of ultra-high hardness materials, and the research on special thin films, and the following results have been obtained. We can produce ultra-hard materials such as をみたmaterials, β-C_3N_4, B_4C, Ti-Al intermetallic compounds, etc. 1)Light Ion Beam: LIB) high-density polycarbonate resin irradiation and deposition test on an adjacent substrate (Si). The film formation speed is 5nm/ショットである事, the substrate temperature is rising and the triple bonding of CN is growing, the temperature is rising and the common factor is The content has increased, the hardness has reached 1GPa, and the surface of the film has been extremely good, and so on. Whether the substrate is heated in a vacuum or not, and whether the CN thin film has been successfully formed, the world has not yet begun. 2) LIBをB_4C ターゲットにirradiation, film formation test on Si (100) substrate. The film's infrared absorption spectrometry shows the chemical bonding state, the B_4C standard data shows the same, and the X-ray reflection shows the B_4C structure and crystallization.ビッカーズHardness 16GPaで, Hard Materials として10なHardness であり, モフォロジーがGood く, Peeling の无い, Hard film の成に Success した. 3) The LIB Ti-Al alloy was irradiated and film-formed on the substrate (Surface Si) was tested. In vacuum, the substrate is heated without any problem, the Ti_3Al film is not produced, the (002) plane alignment is not a problem, the substrate heating is not a problem, and the (002) plane alignment is not strong, etc., etc. are clearly understood.