多重走電流パルスめっき法を用いて作製したNi/CuおよびNi/Ni-P多層膜の断面観察と耐摩耗性の膜厚依存性

摘要

異なった層を交互に重ね合わせる多層膜は、多層膜を構成する金属の単層膜や合金単層膜が有する耐摩耗性に比べてより高い特性を有することが数多く報告されている。特に電気めっきを用いて多層膜を作製する方法は、例えば定電流パルスを用いて、定電流値をコントロールすることで選択的に金属を析出させることができることから、多層膜の作製に多用されており、この方法を用いて作製された多層膜においても単一層膜に比べてより優れた機械的強度を示すことが報告されている。これまで我々の研究グループでは、20－100nmの厚さを有するNiおよびCu単一層を交互に積層する多層膜において、NiおよびCu各単層の膜厚が小さくなるにしたがって耐摩耗特性が大きく向上することを報告している。本研究では、これまでの低電流パルスと高電流パルスを交互に印加することによって形成される20－100nmの厚さを有するNi単層とCu単層が交互に積層される多層膜構造ではなく、Niを析出させるパルスのみを用いて、そのNi層中に形成される微細周期構造に着目し、その微細構造の周期と耐摩耗性の関係について検討を行った。