プラズマCVMによる多成分材料の高精度加工に関する研究（第1報）反応ガス組成の最適化による表面粗さの改善

摘要

反応焼結SiC（Reaction Sintered Silicon Carbide：RS-SiC）は，耐食性，耐熱性，耐摩耗性に優れ，高剛性，高熱伝導，低熱膨張，低比重などの特性を持つことから，ガラスモールド用の金型材料に適した材料である．しかしながら，RS-SiCは，SiCと未反応残留Siの2つの成分を含hでいる．これらの成分は化学的および機械的な性質が異なるため，ナノ精度の形状創成ならびに表面仕上げを行うことが困難である．また，RS-SiCの主成分はSiCであるため，高硬度かつ化学的不活性のため加工が困難である．ダイヤモンド砥粒を用いた機械的な加工プロセスをRS-SiCの加工に適用した場合，高効率，低コストで形状を創成できるが，脆性破壊や塑性変形を加工現象として利用するため，熱衝撃を受けた際に破壊の原因となるマイクロクラック，光散乱の要因となるスクラッチ，摩耗や剥離によって金型寿命を短くする加工変質層が形成されてしまう．これらの問題を解決するため、我々は数値制御プラズマCVM法（Atmospheric-pressure Plasma Chemical Vaporization Machining：AP-PCVM）による形状創成を提案している．