MSE 法を用いたDLC 薄膜の表面強度特性の評価（水素含有量と表面強度特性の関係）

摘要

ダイヤモンドライクカーボン（以下DLC）薄膜は，高硬度，低摩擦性，耐摩耗性，耐食性などの優れたトライボロジー特性を持つ硬質薄膜であり，機械部品のトライボロジー特性の向上に貢献している．しかし，一般にDLC 薄膜と呼ばれていても，その特性は様々である．DLC 薄膜は主に炭素と水素からなり，炭素原子のダイヤモンド結合（以下SP3 結合）とグラファイト結合（以下SP2 結合）によるアモルファス構造であり，水素含有量や炭素原子同士の結合状態でその特性が大きく変化する．DLC 薄膜の応用分野の拡大のためにはその特性を評価する技術が必要である．特に表面強度は，従来の方法では基材の影響を受けずに薄膜のみを評価することが困難であった．そこで，岩井らは基材に影響されずに薄膜自体の表面強度を評価できる試験法であるマイクロスラリージェットエロージョン（以下MSE）法によるDLC 薄膜の評価を提案している．本研究では，様々な成膜方法と条件で成膜された水素含有量の異なるDLC 薄膜に対してMSE 試験を行い，表面破壊·脱落速度（本論文では摩耗率と呼ぶ）と水素含有量や硬さとの関係を明らかにし，DLC 薄膜の評価法としてMSE 法の有用性を示す．また，ラマンスペクトル，摩耗面粗さなどからDLC 薄膜の摩耗形態の考察を行う．