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結晶配向セラミックス積層材料及びその製造方法 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P180014954
掲載日 2018年5月21日
出願番号 特願2014-131393
公開番号 特開2015-045085
登録番号 特許第6331083号
出願日 平成26年6月26日(2014.6.26)
公開日 平成27年3月12日(2015.3.12)
登録日 平成30年5月11日(2018.5.11)
優先権データ
  • 特願2013-161822 (2013.8.2) JP
発明者
  • 香川 豊
  • 西岡 潔
  • 長谷川 誠
  • 櫻田 修
  • 吉田 道之
  • 北岡 諭
  • 田中 誠
  • 松平 恒昭
  • 林 一美
出願人
  • 国立大学法人横浜国立大学
  • 一般財団法人ファインセラミックスセンター
発明の名称 結晶配向セラミックス積層材料及びその製造方法 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】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を提供する。
【解決手段】本発明の結晶配向セラミックス積層材料10は、無機材料(金属又は無機化合物)からなる基部11と、基部11の表面に形成されたα-アルミナ結晶からなる層12とを備え、α-アルミナ結晶における表面エネルギーの低い結晶面(特に、(0001)面)が、基部11の表面に対して略平行に配向している。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


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。

産業上の利用分野


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。

特許請求の範囲 【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又は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。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014131393thum.jpg
出願権利状態 登録
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