用語解説

表面改質最近の産業界は、“軽薄短小”傾向の動きに乗っす。コーティング物質としては、TiC、TiNの他にて、高付加価値化への動きが盛んです。先端技術BN、Al2O3など硬さの高いものが多く利用されまを支える新素材の開発もその1つでありますが、すが、最近は硬質物質の王様であるダイヤモンド中でも最近話題を呼んでいるものに“表面改質”がCVDによって合成できる技術が開発されてい技術があります。ます。これは、減圧下で生成させる方法で薄膜状表面改質というとむずかしく聞こえますが、従のダイヤモンドを合成するものです。このような来からごく普通に行われているロール表面や圧力技術が確立されると種々の耐摩耗部材に対して有容器内面のアーク溶接による肉盛とか、浸炭によ効なばかりでなく、ダイヤモンドのもつ高熱伝導る工具表面の硬化なども表面改質にあたります。性を利用した放熱基板が開発されるものと思われまた、鋼板にZnメッキするのも広い意味では表面ます。改質でしょう。すなわち、表面改質とは、図1にPVDは物理気相蒸着(PhysicalVapor示すように素材の表面を処理することによって、Doposition)の略です。PVDはコーティングする物素材表面の耐摩耗性、耐食性、耐熱性、装飾性、質を物理的に蒸発させて素材表面に蒸着させる技電子特性、光学特性などを改善することです。そ術です。PVDもCVDと同様に、電子材料、光学材の手段としては、肉盛溶接・溶射、表面拡散浸透料、工具材料などに用いられています。法(浸炭、窒化など)、メッキなどの他に、最近よレーザには波長による色々な種類がありますく話題になっているものにCVD,PVD,レーザのが、いずれも表面改質に用いられています。レー利用がありますが、本稿では、CVD,PVDおよびレザは熱集中性がよく、表面改質はこのような熱エーザについて解説してます。ネルギーを利用するものと光化学的エネルギーをCVDは化学気相蒸着(ChemicalVapor利用するものがあります。アモルファス化はレーDeposition)の頭文字を取ったものです。この方法ザの熱を利用して急速加熱後、超急速凝固処理をは混合ガスに熱、高周波、光などを与えて反応をすることによって得られます。また、波長の短い起こさせ、その反応で生成する物質を素材表面にレーザ(エキシマレーザ)はある種のガス雰囲気析出させてコーティングを施すものです。この技に照射することで、ガスを光解離させ、表面コー術は半導体工業の発展にともなって、薄膜生成にティングするもので、比較的新しい技術であり、欠かせない技術になるとともに、TiCやTiNなど硬今後の発展が期待されています。い物質がコーティングできるため、切削工具、耐摩耗工具や耐摩耗部品に盛んに用いられていま(1988年11月号)処理後の表面処理前の表面処理後の表面処理前の表面表面改質層表面改質層被処理基材→基材被処理基材→基材(a)表面拡散浸透法(浸炭ザアモルファスー(レなど化))、(b)肉盛溶接、溶射、CVD,PVD,レー(ザエキシマ)図1表面改質法による表面改質層の形態の相違127