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CRYSTALLINE ORIENTATION CERAMIC LAMINATE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME meetings

Patent code P180014954
Posted date May 21, 2018
Application number P2014-131393
Publication number P2015-045085A
Patent number P6331083
Date of filing Jun 26, 2014
Date of publication of application Mar 12, 2015
Date of registration May 11, 2018
Priority data
  • P2013-161822 (Aug 2, 2013) JP
Inventor
  • (In Japanese)香川 豊
  • (In Japanese)西岡 潔
  • (In Japanese)長谷川 誠
  • (In Japanese)櫻田 修
  • (In Japanese)吉田 道之
  • (In Japanese)北岡 諭
  • (In Japanese)田中 誠
  • (In Japanese)松平 恒昭
  • (In Japanese)林 一美
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人横浜国立大学
  • (In Japanese)一般財団法人ファインセラミックスセンター
Title CRYSTALLINE ORIENTATION CERAMIC LAMINATE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystalline orientation ceramic laminate material having a layer made from α-alumina having high crystalline orientation degree, and a method for manufacturing the crystalline orientation ceramic laminate material.
SOLUTION: A crystalline orientation ceramic laminate material 10 includes a base part 11 made from an inorganic material (metal or inorganic compound), and a layer 12 formed on a surface of the base part 11 and made from α-alumina crystal. A crystal face of the α-alumina crystal having low surface energy (especially, (0001) face) is oriented approximately parallel to the surface of the base part 11.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、アルミナ膜は、各種基材の表面に形成されて、耐食性、耐熱性、耐摩耗性、電気絶縁性等の性質を生かして、防食膜、切削用工具、摺動用部材、電気・電子分野の製品用基板等に広く用いられている。これらの用途のうち、結晶配向度の高いアルミナ膜、特に、表面エネルギーの低い結晶面が基板等の表面方向に対して平行に高配向したアルミナ膜を備えるものは、防食膜、切削用工具(被切削材移着抑制)等に有用であると考えられている。

アルミナ膜の製造方法としては、例えば、特許文献1には、フッ素原子を含むガス中でアルミニウム含有ターゲットをスパッタする方法が開示されている。また、特許文献2には、塗布により製膜可能なアルミニウム含有化合物を含む酸化アルミニウム膜形成用溶液を基板に塗布して酸化アルミニウム膜の前駆体を得た後、この前駆体をコランダム結晶化温度以上に加熱して、基板上にコランダム結晶膜を形成する方法が開示されている。これらの技術においては、結晶配向について全く着眼されていない。

一方、特許文献3には、酸化チタンを0.1~0.4質量%、酸化カルシウムを0.03~2.0質量%含む酸化アルミニウム焼結体であって、X線回折像のシグナル強度により算出される結晶配向度I300/(I300+I104)が0.1~0.5である焼結体が開示されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、結晶配向度の高いα-アルミナからなる層を有する結晶配向セラミックス積層材料及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
無機材料からなる基部と、該基部の表面に形成されたα-アルミナ結晶からなる層とを備える積層材料であって、
前記無機材料は、チタン酸イットリウム又はモリブデンであり、
前記α-アルミナ結晶における表面エネルギーの低い結晶面が、前記基部の表面に対して、1~15°のずれをもって配向していることを特徴とする結晶配向セラミックス積層材料。

【請求項2】
 
前記α-アルミナ結晶における表面エネルギーの低い結晶面が、該α-アルミナ結晶の底面である(0001)面である請求項1に記載の結晶配向セラミックス積層材料。

【請求項3】
 
前記無機材料がモリブデンである請求項1又は2に記載の結晶配向セラミックス積層材料。

【請求項4】
 
前記α-アルミナ結晶の底面方位15度以内の体積分率が16.46%以上である請求項3に記載の結晶配向セラミックス積層材料。

【請求項5】
 
前記α-アルミナ結晶層の厚さが10~10000nmである請求項1乃至4のいずれか一項に記載の結晶配向セラミックス積層材料。

【請求項6】
 
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の結晶配向セラミックス積層材料の製造方法であって、
チタン酸イットリウム又はモリブデンからなる基材に向けて、α-アルミナ結晶からなる微粒子を含むエアロゾルを噴射して、α-アルミナ結晶微粒子を前記基材の表面に堆積させる噴射工程を備えることを特徴とする結晶配向セラミックス積層材料の製造方法。

【請求項7】
 
前記α-アルミナ結晶微粒子が、80℃~200℃の温度に予熱されている請求項6に記載の結晶配向セラミックス積層材料の製造方法。

【請求項8】
 
前記噴射工程の後、前記α-アルミナ結晶微粒子が堆積している基材を、1100℃~1300℃の温度で処理する熱処理工程を備える請求項6又は7に記載の結晶配向セラミックス積層材料の製造方法。

【請求項9】
 
前記噴射工程における前記エアロゾルの流量が4~7L/分である請求項8に記載の結晶配向セラミックス積層材料の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014131393thum.jpg
State of application right Registered
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