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表面改質(CVD/PVD)処理

表面改質(CVD/PVD)処理 上記関連の応用技術 CVD/PVD試験装置
イオンコーティング アルミ材へのコーティング  

表面(CVD/PVD)処理

物質の特性は、含まれている金属種が重要な役割を果たします。ただし、金属は固体ですので、何らかの方法で蒸発させプラズマの空間に供給する必要があります。その方法として、反応しない気体イオン(アルゴンイオンなど)を金属に衝突させて、金属原子を空間に放出したり(これをスパッタリングといいます)、細い金属線(直径0.5mm程度のタングステン線など)に電流を流して加熱し、熱電子放出で発生する電子を金属に衝突させて蒸発させるなどの方式がとられます。このようにして金属を空間に供給した後、直流あるいは交流の電圧を印加して電離させ、金属イオンを生成します。
次のような方法もとられます。金属上にピン電極(直径5mm程度)を接触させ、そこへ直流電流を流し、その接点を離すことにより小さなプラズマが金属の表面に発生します。それを大電流のプラズマに移転させる方式です。この場合には、直流電源がそのまま大電流を供給するプラズマ用電源となるので、金属成分だけのプラズマを生成することができます。金属イオンとして輸送し、金属種を素材の上に薄膜として堆積させ、その素材に新しい機能を与えることが可能です。このようにして素材の表面の性質を変えることを表面改質といいます。
金属原子を酸素や窒素などとともに励起や電離させると、金属・ガスがともに活性化され互いに反応します。酸素の場合は酸化で、窒素の場合は窒化です。例えば、アルミニウムイオンと酸素を反応させると酸化アルミニウム(Al2O3、別名 アルミナ)がつくられ、チタンイオンと窒素の反応により窒化チタン(TiN、金色)が得られる。どちらもセラミックスであり、硬く、耐摩耗性に優れた性質をもつようになります。これらの場合には元の金属の性質は消えて化合物の新しい性質が生まれます。このように反応によって新たな材料の薄膜が生成されるのを反応性蒸着といいます。また、メタン(CH4)やアセチレン(C2H2)はカーボンを含む気体ですが、プラズマ化することによって、カーボンイオンが取り出され蒸着されます。これによって形成される膜は、アモルファスカーボン膜として知られており、すべりが良いことや特異的な電子放出の性能をもつことなどから、産業部材の摩擦の問題を解決したり、新しいディスプレイ用の電子源など多くの応用分野へ用いることが期待されています。結晶化させるとダイヤモンド薄膜となります。

(引用:行村 建 著 放電プラズマ工学より)


上記関連の応用技術

◆穴部へのDLCコーティング

樹脂成型金型のピンポイントゲート直径0.3以上の穴部へのDLCコーティングがアスペクト比3.0以上が可能です。

◆打錠杵の再処理

杵先の修正及び再メッキ、コーティングを行います。


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CVD/PVD 試験装置

パルス電源、DC電源、RF電源を用いた低温プラズマCVD(マグネトロンスパッタリング試験装置)で、それぞれの用途に適した条件を探索する各種試験を行っております。
【チャンバー容量は300×350×700】

マグネストロンスパッタリング試験装置
マグネストロンスパッタリング試験装置
プラズマ発生状況
プラズマ発生状況
電気制御状況
電気制御状況

DC電源を用いたPVD(マグネトロンスパッタリング試験装置)でそれぞれの用途に適した条件を探索する各種試験を行っております。
【チャンバー容量 直径300】

マグネストロンスパッタリング試験装置
マグネストロンスパッタリング試験装置

◆上記の装置で各種の受託試験も承っております。


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イオンコーティング
◆「TiN」窒化チタン(チタンナイトライド)Hv==2000〜2400の黄金色の色彩を持つ多用途の硬質膜です。工具の能率や寿命の向上に安定した特性が得られます。

◆「CrN」窒化クロム(クロムナイトライド)Hv=1,200〜1800 の白色銀(メタリック)の硬質膜です。摺動特性や耐摩耗性を向上する他、離型性や耐熱特性も優れています。

  ●マイクロブラスト処理とCrN処理との組合せは、
     特に優れた離型性を発揮致します。

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アルミ材へのコーティング

下記の処理は何れもアルミを用いた金型の離型性を向上させる処理です。

  • F-DLC(フッ素樹脂+DLC)
    フッ素樹脂を含有したDLCコーティングです。
  • Cr+N(NiP+CrN)
    リン酸ニッケル処理したCrNコーティングです。
  • タフラム
    フッ素樹脂を含浸させて無電解ニッケル処理します。

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