高速度鋼基板上へ形成したAlN 硬質被膜の構造解析

摘要

代表的な硬質被膜は，ダイヤモンドやDLC（ダイヤモンド状炭素）が知られているが，炭素系被膜は，鉄系材料中への拡散による摩耗の課題がある．TiNやAlTiNに代表される窒化物系硬質被膜は，鉄中への拡散は無いがダイヤモンドの硬度100 Gpaに比べ30 %程度の硬度である．高硬度窒化物硬質被膜は，c-BNが候補でありバルクで40 Gpaの硬度を有するが，被膜形成には基板温度が1000 ˚C以上となるプラズマアシストCVDが主に報告されており，熱処理が施してある鉄系材料には適用が難しく，c-BN膜自体にも高い内部応力から母材との密着性が悪く，厚膜化が困難という課題が残っている[1]．窒化物硬質被膜には，ナノ微結晶とアモルファスとの複合構造を有するナノコンポジット構造により高硬度化が期待でき，ナノ微結晶TiNとアモルファスSi3N4の構造でダイヤモンドに匹敵する105 Gpaのビッカース硬度を有するとの報告もある[2]．