CH_4導入により形成したホウ素含有薄膜の結合状態および機械的特性の評価

摘要

硬度が高く，化学的安定性に優れる立方晶BNやB_4C等のホウ素含有材料は，高負荷環境下で使用される切削工具や耐摩耗部品への応用が検討されている．特に，薄膜としての応用に対する期待は大きく，様々な方法での成膜が試みられている．また，近年では立方晶BN，B_4C，β-C_3N_4の各種材料の優れた特性を持ち合わせる可能性のあるものとして，B-C-N三元系材料が大きな期待を集めている．しかし，これまでに多くの研究で得られたホウ素含有薄膜においては，期待されたような低摩擦低摩耗特性は得られておらず，また，B-C-N三元系材料の創成では，成膜条件と得られた膜の構造，あるいは機械的特性との関係は明らかになっていない．そこで本研究においては，B-C-N三元系材料の創成およびその機械的特性の向上を念頭に置き，ホウ素含有薄膜形成時にCH_4ガスを添加し，化学結合状態，密着力，摩擦特性に対する影響を評価することとした．