真空部品及び真空部品の製造方法
【課題】輻射率の向上と放出ガスの抑制を共に達成することが可能な真空部品及びその製造方法を提供すること
【解決手段】 本発明の真空部品は、基材１と、輻射層２とを具備する。基材１は、ブラスト処理が施された後にエッチング処理が施された金属表面１ａを有する。輻射層２は、金属表面１ａ上に積層され、ＡｌＴｉＮからなる。
この構成によれば、基材１の金属表面１ａは、ブラスト処理により生じるブラスト粒子Ｂの嵌入や表面の複雑化が、エッチング処理によって緩和された状態となっている。これにより、ブラスト粒子Ｂの嵌入や複雑化に起因する放出ガスが抑制される。また、ブラスト処理及びエッチング処理による金属表面１ａの粗面化により、平滑な金属表面に輻射層を積層した場合に比べて輻射率が向上する。
【解決手段】 本発明の真空部品は、基材１と、輻射層２とを具備する。基材１は、ブラスト処理が施された後にエッチング処理が施された金属表面１ａを有する。輻射層２は、金属表面１ａ上に積層され、ＡｌＴｉＮからなる。
この構成によれば、基材１の金属表面１ａは、ブラスト処理により生じるブラスト粒子Ｂの嵌入や表面の複雑化が、エッチング処理によって緩和された状態となっている。これにより、ブラスト粒子Ｂの嵌入や複雑化に起因する放出ガスが抑制される。また、ブラスト処理及びエッチング処理による金属表面１ａの粗面化により、平滑な金属表面に輻射層を積層した場合に比べて輻射率が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空環境内における輻射冷却の促進のための真空部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空槽内に搬送ロボット等の発熱源が配置されることは多いが、その放熱は大気中に比べて問題となる。真空環境中では空気等の気体分子が存在せず、あるいは少ないため、気体の対流及び気体への熱伝導による放熱が小さいためである。このため、真空環境中における発熱源の放熱は、電磁波による熱の移送である輻射（熱放射）が大きな割合を占める。しかしながら、輻射は、放熱面と受熱面の表面性状に大きく影響を受ける。
【０００３】
特に、真空槽の内壁は、吸着ガスの放出を抑える目的で電解研磨、化学研磨等の研磨処理が施されている場合が多く、このような場合には輻射の反射率が高いために放熱が制限される。このため、発熱源に輻射を促進するための冷却面を設けることが行われている。例えば、特許文献１には、ガラスビーズ等を吹きつけ、表面粗度を上昇させることにより輻射率を向上させる方法が記載されている。また、特許文献２には、表面をＡｌＴｉＮによりコーティングすることで黒化して輻射率を向上させる方法が記載されている。さらに、特許文献３には、ブラスト処理を施した金属表面に、ＡｌＴｉＮ膜を成膜する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ ２００６／０６２１８３（段落[００５９]）
【特許文献２】特開平１１−２５７７８５１号公報（段落[００１４]）
【特許文献３】特開２０００−３５３４８４（段落［００２８］、［００３１］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、輻射率は向上する一方で表面粗度の上昇により放出ガスが増大すると考えられる。このため、高真空や高純度雰囲気が求められるプロセスへの適用は困難である。また、特許文献２に記載の方法では、輻射率は向上するものの不十分である。ここで、特許文献３に記載のように、ブラスト処理を施した金属表面にＡｌＴｉＮを成膜すれば、放出ガスの抑制と輻射率の向上を図れるように考えられた。しかしながら、実際には、放出ガスは抑制できないことが判明している。これは、ブラスト処理により、金属表面へのブラスト粒子の嵌入や金属表面の汚染が発生しているためと考えられる。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、輻射率の向上と放出ガスの抑制を共に達成することが可能な真空部品及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空部品は、基材と、輻射層とを具備する。
上記基材は、ブラスト処理が施された後にエッチング処理が施された金属表面を有する。
上記輻射層は、上記金属表面上に積層され、ＡｌＴｉＮからなる。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空部品の製造方法は、基材の金属表面にブラスト処理を施す。
エッチング処理は、上記ブラスト処理を施した上記金属表面に施される。
ＡｌＴｉＮからなる輻射層は、上記エッチング処理を施した上記金属表面に積層される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る真空部品の製造方法を示す模式図である。
【図２】第２の実施形態に係る真空部品の製造方法を示す模式図である。
【図３】実験例の測定結果を示す表である。
【図４】基材の金属材料に応じた最小限のエッチング量を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る真空部品は、基材と、輻射層とを具備する。
上記基材は、ブラスト処理が施された後にエッチング処理が施された金属表面を有する。
上記輻射層は、上記金属表面上に積層され、ＡｌＴｉＮからなる。
【００１１】
この構成によれば、基材の金属表面は、ブラスト処理により生じるブラスト粒子の嵌入や表面の汚染が、エッチング処理によって解消される。これにより、ブラスト粒子の嵌入や汚染に起因する放出ガスが抑制される。また、ブラスト処理及びエッチング処理による金属表面の粗面化により、平滑な金属表面に輻射層を積層した場合に比べて輻射率が向上する。
【００１２】
上記輻射層は、より好ましくは上記金属表面上に中空陰極−活性化反応性蒸着法により成膜されたものが望ましい。
【００１３】
中空陰極−活性化反応性蒸着法は、高密度プラズマ雰囲気かつ高エネルギーでの成膜が可能であり、輻射層の密着性や成膜速度を良好なものとすることが可能である。
【００１４】
上記輻射層は、より好ましくは１μｍ以上５μｍ以下の膜厚を有するものが望ましい。
【００１５】
輻射層の厚さが１μｍ以下であると、ＡｌＴｉＮの色が薄くなり、輻射率も低いものとなる。また、輻射層の厚さが５μｍ以上であると、ブラスト処理及びエッチング処理により形成した金属表面の粗面による影響が緩和されて輻射層の表面が平滑となり、複写率の向上効果が減少してしまう。
【００１６】
上記輻射層は、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮ（ただし０．６≦ｘ≦０．９５）からなってもよい。
【００１７】
ＡｌＴｉＮはＡｌのＴｉに対する組成比（モル比）が大きくなるにつれて、ＡｌＴｉＮの色が黒色に近づき、輻射率が大きくなるという特性がある。このため、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮにおけるｘを大きくすることにより、輻射層の輻射率を向上させることが可能である。また、ｘが大きくなることによりＡｌＴｉＮが緻密となり、放出ガスも抑制される。
【００１８】
上記エッチング処理は、上記基材を構成する金属の自然酸化層の厚さの３倍をエッチング量の下限とする
【００１９】
ブラスト処理が施された金属表面には室温で形成される自然酸化層が形成される。また、ブラスト処理による表面近傍の歪により自然酸化層は歪がない場合に比べ厚くなっている。このため、自然酸化層の厚さの３倍をエッチング量の下限とすることにより、エッチングにより十分に自然酸化層を除去することが可能となる。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る真空部品の製造方法は、基材の金属表面にブラスト処理を施す。
エッチング処理は、上記ブラスト処理を施した上記金属表面に施される。
ＡｌＴｉＮからなる輻射層は、上記エッチング処理を施した上記金属表面に積層される。
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、第１の実施形態に係る真空部品の製造方法を示す模式図である。
図１（ａ）に基材１を示す。基材１は、Ａｌ合金、ＳＵＳ合金、Ｃｕ合金、Ｔｉ合金、Ｔａ合金、Ｎｉ合金等の各種金属とすることができる。基材１の表面を金属表面１ａとする。
【００２３】
次に、図１（ｂ）に示すように、金属表面１ａに対してブラスト処理を施す。ブラスト粒子は、例えばアルミナ、ガラスビーズ、金属粒、砂等を用いることができる。同図に模式的に示すように、金属表面１ａへのブラスト粒子Ｂの嵌入や金属表面１ａの汚染が発生する。
【００２４】
金属表面１ａの汚染は、具体的には、室温で金属表面１ａに形成される自然酸化層である。ブラストの汚れは自然酸化層が形成されている最中にその自然酸化層の中に入り込むので、ブラスト時に形成される自然酸化層は汚染されていると考えられる。このため、金属表面１ａにガス分子が吸着しやすい状態となっている。
【００２５】
ガス分子が吸着しやすいと、後述する輻射層２（ＡｌＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＤＬＣ（diamond‐like carbon)等）の成膜を行う際に金属表面１ａからガス、それも、ハイドロカーボンを含む水等の不純物が放出されている状態になり、輻射層２にそれらの不純物ガスが混入する。このため、輻射層２は形態的にぼそぼそになり、ガスが吸着しやすく、すなわちガス放出の多い膜になる。
【００２６】
汚れは、普通はハイドロカーボンである。水の吸着エネルギーは約１００ｋＪ／ｍｏｌ程度なので、水（表面の吸着水）だけならば成膜中に基材１を２００℃以上に加熱すれば、瞬時に脱ガス可能なため、輻射層２の成膜前に清浄をすることができる。ところが、ハイドロカーボンは吸着エネルギーが水よりも大きく、分子量が大きければ更に脱ガスしにくいため、２００℃程度に基材１を加熱しても基本的には清浄化できない。
【００２７】
このため、図１（ｃ）に示すように、ブラスト処理された金属表面１ａにエッチング処理を施す。エッチング処理は、エッチング液に基材１を浸漬させる化学研磨とすることができ、エッチング液は例えばリン酸系溶液とすることができる。また、エッチング処理は、電解研磨、電解酸浄、酸性アルカリ洗浄等の方法によってすることも可能である。同図に模式的に示すように、エッチング処理により金属表面１ａの凹凸が緩和され、ブラスト粒子Ｂも除去される。
【００２８】
エッチングは、少なくとも上記自然酸化層の厚さ分以上となるように施されるべきである。また、ブラスト処理による金属表面１ａ近傍の歪により自然酸化層は歪がない場合に比べ厚くなっている。図４に、それぞれの金属材料に施すべき最低限のエッチング量を示す。最低限エッチング量は、自然酸化層が歪により若干厚くなっていること及びエッチングが均一におこなわれないことを考慮して決定した。また、エッチング量の上限は、エッチング後の金属表面１ａの算術表面粗さＲａが１μｍ以上１０μｍ以下となる程度が好適である。
【００２９】
次に、図１（ｄ）に示すように、エッチング処理された金属表面１ａに、輻射層２を積層する。輻射層２は、ＡｌＴｉＮからなるものとすることができる。特に、ＴｉとＡｌの組成比（モル比）が、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．６以上０．９５以下であるものが好適である。この組成とすることで、ＡｌＴｉＮの色が黒色に近づき、ｘが０．６未満の場合に比べて輻射率も上昇する。なお、工具のコーティング等に用いられる一般的なＡｌＴｉＮの組成は、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．２５以上０．５０以下程度であり、色は金色から暗赤金色である。
【００３０】
輻射層２は、中空陰極−活性化反応性蒸着（ＨＣＤ−ＡＲＥ：Hollow Cathode Discharg−Activated Reactive Evaporation）法によって成膜することができる。蒸発源はＴｉとＡｌを各２基ずつとし、窒素ガスを正のバイアスが印加されたノズル（活性化ノズル）から導入する。これにより活性化ノズル近傍においてプラズマが発生して窒素ガスが活性化され、金属表面１ａ上にＡｌＴｉＮが成膜される。このときの基材１の温度は２００℃以上５００℃以下が好適である。
【００３１】
ＨＣＤ−ＡＲＥ法は、高密度プラズマ雰囲気かつ高エネルギーでの成膜が可能であり、輻射層２の密着性や成膜速度を良好なものとすることが可能である。この方法により、金属表面１ａにＡｌＴｉＮからなる輻射層２が形成される。なお、輻射層２の成膜には、アークイオンプレーティング法、スパッタリング法、蒸着法等の他の成膜方法を用いることも可能である。また、輻射層２は、ＡｌＴｉＮの他に、ＴｉＣＮやＤＬＣ（diamond‐like carbon)等からなるものとすることもできる。
【００３２】
輻射層２の膜厚は１μｍ以上５μｍ以下が好適である。膜厚が１μｍ以下であると、ＡｌＴｉＮの色が薄くなり、輻射率が小さくなるためである。また、膜厚が５μｍ以上であると、金属表面１ａの凹凸が輻射層２の凹凸に反映されにくくなり、ブラスト処理（粗面化）による輻射率の上昇効果が小さくなるためである。
【００３３】
また、ＡｌＴｉＮにおけるＴｉとＡｌの組成比をｘが０．６以上０．９５以下とすることにより、輻射層１２は均質で緻密な膜構造となる。これにより、ガス分子が吸着可能な吸着サイトの数がｘが０．６未満の場合に比べて少なく、放出ガスを低減することが可能である。
【００３４】
以上のようにして、ブラスト処理及びエッチング処理が施された金属表面１ａ上に、ＡｌＴｉＮからなる輻射層２が積層された真空部品が形成される。当該真空部品は、真空槽内に設けられた搬送ロボット等の発熱源や真空槽の内壁に設けられ、発熱源の熱を輻射により放熱する。上述のように、ブラスト処理により形成された金属表面１ａへのブラスト粒子の嵌入や金属表面１ａの汚染がエッチング処理において除去されるため、後述の実験例に示すように放出ガスが低減される。また、ブラスト処理及びエッチング処理による金属表面１ａの粗面化により、輻射率を向上させることが可能である。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。
図２は、第２の実施形態に係る真空部品の製造方法を示す模式図である。
図２（ａ）に基材１１示す。基材１１は、Ａｌ合金、ＳＵＳ合金、Ｃｕ合金、Ｔｉ合金、Ｔａ合金、Ｎｉ合金等の各種金属とすることができる。基材１１の表面を金属表面１１ａとする。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、金属表面１１ａに、輻射層１２を積層する。輻射層１２は、ＡｌＴｉＮからなるものとすることができる。輻射層１２は、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によって成膜することができる。蒸発源はＴｉとＡｌを各２基ずつとし、窒素ガスを正のバイアスが印加されたノズル（活性化ノズル）から導入する。これにより活性化ノズル近傍においてプラズマが発生して窒素ガスが活性化され、金属表面１１ａ上にＡｌＴｉＮが成膜される。このときの基材１１の温度は２００℃以上５００℃以下が好適である。このようにして、金属表面１ａにＡｌＴｉＮからなる輻射層１２が形成される。なお、輻射層１２の成膜には、アークイオンプレーティング法、スパッタリング法、蒸着等の他の成膜方法を用いることも可能である。
【００３７】
ここで、輻射層１２の成膜では、ＡｌＴｉＮにおけるＴｉとＡｌの組成比が、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．６以上０．９５以下となるように調整する。これにより、ＡｌＴｉＮの色が黒色に近づき、ｘが０．６未満の場合に比べて輻射率も上昇する。なお、工具のコーティング等に用いられる一般的なＡｌＴｉＮの組成は、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．２５以上０．５０以下程度であり、色は金色から暗赤金色である。輻射層１２の膜厚は１μｍ以上５μｍ以下が好適である。輻射層１２の厚さが１μｍ未満であると、その薄さのために色が黒色ではなく干渉色となり、輻射率が小さくなる。
【００３８】
また、ＡｌＴｉＮにおけるＴｉとＡｌの組成比をｘが０．６以上０．９５以下とすることにより、輻射層１２は均質で緻密な膜構造となる。これにより、ガス分子が吸着可能な吸着サイトの数がｘが０．６未満の場合に比べて少なく、放出ガスを低減することが可能である。
【００３９】
以上のようにして、金属表面１１ａ上に、ＡｌＴｉＮ（ただし、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．６以上０．９５以下）からなる輻射層１２が積層された真空部品が形成される。当該真空部品は、真空槽内に設けられた搬送ロボット等の発熱源や真空槽の内壁に設けられ、発熱源の熱を輻射により放熱する。上述のようにＡｌＴｉＮの組成比の範囲を規定することにより、真空部品の輻射率を向上させ、放出ガスを抑制することが可能である。
【００４０】
［実験例］
第１の実施形態及び第２の実施形態に係る実験例について説明する。
図３は実験例の測定結果を示す表である。
【００４１】
（実験例１）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。この基材の表面に♯１８０のアルミナをブラスト粒子としてブラスト処理を施した。次に、当該基材をリン酸系溶液に浸漬させてエッチング処理を施した。エッチング処理後の金属表面の算術平均粗さＲａは１．７μｍであった。続いて、当該金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は１．５μｍとした。
【００４２】
このようにして作成した真空部品のガス放出量を測定した。ガス放出量は昇温脱離測定により測定した。真空部品にＫ熱電対をスポット溶接により取り付け、石英管内に吊り下げて真空排気した。この真空部品を、石英管の外部に配置されたゴールドイメージ炉により加熱した。０．１℃／ｓの昇温速度で３００℃まで加熱し、３００℃で３０分保持し、その後加熱を停止し、真空部品を自然冷却させた。３００℃到達までの単位面積あたりのガスを測定した。ガス放出量は、２．０Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であった。
【００４３】
また、当該真空部品の輻射率を測定した。輻射率は、輻射率測定器（ジャパンセンサー株式会社製 ＴＳＳ−５Ｘ）を用いて測定した。この測定器では、測定波長源から真空部品に赤外線（波長２〜２２μｍ）を照射し、その反射エネルギー量を検出する。測定条件は室温、大気圧とした。輻射率は０．８であった。
【００４４】
（実験例２）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。この基材の表面に♯１８０のアルミナをブラスト粒子としてブラスト処理を施した。基材表面の算術平均粗さＲａは１．６μｍであった。次に、当該金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は１．５μｍとした。
【００４５】
当該真空部品のガス放出量と輻射率を上述のようにして測定した。ガス放出量は６．１Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、輻射率は０．８５であった。
【００４６】
（実験例３）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの機械加工を行った円板を基材として用いた。この基材表面の算術平均粗さＲａは０．８μｍであった。この基材の表面にＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は１．５μｍとした。
【００４７】
当該真空部品のガス放出量と輻射率を上述のようにして測定した。ガス放出量は０．８Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、輻射率は０．６７であった。
【００４８】
実験例２と実験例３の測定結果により、ブラスト処理によって輻射率が上昇するものの、ガス放出量が大幅に増加していることがわかる。これに対し、実験例１では、輻射率は若干低下するものの、ガス放出量が抑制されていることがわかる。即ち、エッチング処理により、ブラスト処理によって形成された粗面が緩和され、ガス放出量が抑制されたと考えられる。
【００４９】
（実験例４）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は１．５μｍとした。
【００５０】
当該真空部品のガス放出量と冷却速度を昇温脱離測定により測定した。真空部品にＫ熱電対をスポット溶接により取り付け、石英管内に吊り下げて真空排気した。この真空部品を、石英管の外部に配置されたゴールドイメージ炉により加熱した。０．１℃／ｓの昇温速度で３００℃まで加熱し、３００℃で３０分保持し、その後加熱を停止し、真空部品を自然冷却させた。３００℃到達までの単位面積あたりのガスを測定した。ガス放出量は、０．８Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であった。また、２５０℃の時点での冷却速度は０．４６℃／ｓであった。
【００５１】
また、当該真空部品の輻射率を測定した。輻射率は、輻射率測定器（ジャパンセンサー株式会社製 ＴＳＳ−５Ｘ）を用いて測定した。この測定器では、測定波長源から真空部品に赤外線（波長２〜２２μｍ）を照射し、その反射エネルギー量を検出する。測定条件は室温、大気圧とした。輻射率は０．６７であった。
【００５２】
（実験例５）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は０．６μｍとした。
【００５３】
実験例４と同様にして、ガス放出量、冷却速度及び輻射率を測定した。ガス放出量は０．４Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、２５０℃時点での冷却速度は０．３０℃／ｓ、輻射率は０．４２であった。輻射層の色は黒色ではなく干渉色であった。実験例１と比較して膜厚が薄いために干渉色になり、冷却効果が小さくなっている。
【００５４】
（実験例６）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．３Ｔｉ０．７Ｎ、Ａｌ０．５Ｔｉ０．５Ｎ及びＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎの３種類とし、輻射層の膜厚はそれぞれ３μｍとした。
【００５５】
目視により各真空部品の輻射層の色を観察した。Ｔｉに対するＡｌの割合が増加するにつれ、輻射層の色は赤みがかった金色から黒灰色、黒色へと変化した。各真空部品の輻射率はそれぞれ０．１、０．４３及び０．６７であった。このように、輻射率の観点からはＴｉに対するＡｌの割合が高い方が好適であることがわかった。
【００５６】
（実験例７）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。この基材の表面に化学研磨と精密洗浄を施し、１０ｎｍ程度の緻密な酸化皮膜を形成した。この処理は真空槽の内壁に一般的に施される研磨処理である。
【００５７】
この真空部品について実験例４と同様にして、ガス放出量、冷却速度及び輻射率を測定した。ガス放出量は０．２Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり２５０℃時点での冷却速度は０．０５℃／ｓ、輻射率は０．０７であった。ガス放出量は小さいが、輻射率も非常に小さいものであった。
【００５８】
実験例６の結果からわかるように、ＡｌＴｉＮの組成は輻射率に影響を及ぼし、Ｔｉに対するＡｌの割合が高いほうが好適であることがわかった。また、輻射層の膜厚は、少なくとも１μｍ以上が必要であるといえる。
【００５９】
（実験例８）
ステンレス鋼ＳＵＳ３０４からなる３０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍの圧延板を基材として用いた。この基材をアセトン中で超音波洗浄を施した。この試料について実験例４と同様にしてガス放出量、冷却速度及び輻射率を測定した。ガス放出量は、０．９１Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、２５０℃時点での冷却速度は０．１２℃／ｓ、輻射率は０．１９であった。
【００６０】
（実験例９）
ステンレス鋼ＳＵＳ３０４からなる３０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍの圧延板を基材として用いた。この基材をアセトン中で超音波洗浄を施したのち、基材の表面にＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成は、Ａｌ０．８５Ｔｉ０．１５Ｎとし、輻射層の膜厚は、１．０μｍとした。この真空部品について実験例４と同様にしてガス放出量、冷却速度及び輻射率を測定した。ガス放出量は、０．４Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、２５０℃時点での冷却速度は０．３３℃／ｓ、輻射率は０．６であった。冷却速度は、上述の基材よりも大きくなり、また、ガス放出量も基材よりも少なくなった。
【００６１】
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。
【符号の説明】
【００６２】
１、１１…基材
１ａ、１１ａ…金属表面
２、１２…輻射層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空環境内における輻射冷却の促進のための真空部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空槽内に搬送ロボット等の発熱源が配置されることは多いが、その放熱は大気中に比べて問題となる。真空環境中では空気等の気体分子が存在せず、あるいは少ないため、気体の対流及び気体への熱伝導による放熱が小さいためである。このため、真空環境中における発熱源の放熱は、電磁波による熱の移送である輻射（熱放射）が大きな割合を占める。しかしながら、輻射は、放熱面と受熱面の表面性状に大きく影響を受ける。
【０００３】
特に、真空槽の内壁は、吸着ガスの放出を抑える目的で電解研磨、化学研磨等の研磨処理が施されている場合が多く、このような場合には輻射の反射率が高いために放熱が制限される。このため、発熱源に輻射を促進するための冷却面を設けることが行われている。例えば、特許文献１には、ガラスビーズ等を吹きつけ、表面粗度を上昇させることにより輻射率を向上させる方法が記載されている。また、特許文献２には、表面をＡｌＴｉＮによりコーティングすることで黒化して輻射率を向上させる方法が記載されている。さらに、特許文献３には、ブラスト処理を施した金属表面に、ＡｌＴｉＮ膜を成膜する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ ２００６／０６２１８３（段落[００５９]）
【特許文献２】特開平１１−２５７７８５１号公報（段落[００１４]）
【特許文献３】特開２０００−３５３４８４（段落［００２８］、［００３１］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、輻射率は向上する一方で表面粗度の上昇により放出ガスが増大すると考えられる。このため、高真空や高純度雰囲気が求められるプロセスへの適用は困難である。また、特許文献２に記載の方法では、輻射率は向上するものの不十分である。ここで、特許文献３に記載のように、ブラスト処理を施した金属表面にＡｌＴｉＮを成膜すれば、放出ガスの抑制と輻射率の向上を図れるように考えられた。しかしながら、実際には、放出ガスは抑制できないことが判明している。これは、ブラスト処理により、金属表面へのブラスト粒子の嵌入や金属表面の汚染が発生しているためと考えられる。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、輻射率の向上と放出ガスの抑制を共に達成することが可能な真空部品及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空部品は、基材と、輻射層とを具備する。
上記基材は、ブラスト処理が施された後にエッチング処理が施された金属表面を有する。
上記輻射層は、上記金属表面上に積層され、ＡｌＴｉＮからなる。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空部品の製造方法は、基材の金属表面にブラスト処理を施す。
エッチング処理は、上記ブラスト処理を施した上記金属表面に施される。
ＡｌＴｉＮからなる輻射層は、上記エッチング処理を施した上記金属表面に積層される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る真空部品の製造方法を示す模式図である。
【図２】第２の実施形態に係る真空部品の製造方法を示す模式図である。
【図３】実験例の測定結果を示す表である。
【図４】基材の金属材料に応じた最小限のエッチング量を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る真空部品は、基材と、輻射層とを具備する。
上記基材は、ブラスト処理が施された後にエッチング処理が施された金属表面を有する。
上記輻射層は、上記金属表面上に積層され、ＡｌＴｉＮからなる。
【００１１】
この構成によれば、基材の金属表面は、ブラスト処理により生じるブラスト粒子の嵌入や表面の汚染が、エッチング処理によって解消される。これにより、ブラスト粒子の嵌入や汚染に起因する放出ガスが抑制される。また、ブラスト処理及びエッチング処理による金属表面の粗面化により、平滑な金属表面に輻射層を積層した場合に比べて輻射率が向上する。
【００１２】
上記輻射層は、より好ましくは上記金属表面上に中空陰極−活性化反応性蒸着法により成膜されたものが望ましい。
【００１３】
中空陰極−活性化反応性蒸着法は、高密度プラズマ雰囲気かつ高エネルギーでの成膜が可能であり、輻射層の密着性や成膜速度を良好なものとすることが可能である。
【００１４】
上記輻射層は、より好ましくは１μｍ以上５μｍ以下の膜厚を有するものが望ましい。
【００１５】
輻射層の厚さが１μｍ以下であると、ＡｌＴｉＮの色が薄くなり、輻射率も低いものとなる。また、輻射層の厚さが５μｍ以上であると、ブラスト処理及びエッチング処理により形成した金属表面の粗面による影響が緩和されて輻射層の表面が平滑となり、複写率の向上効果が減少してしまう。
【００１６】
上記輻射層は、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮ（ただし０．６≦ｘ≦０．９５）からなってもよい。
【００１７】
ＡｌＴｉＮはＡｌのＴｉに対する組成比（モル比）が大きくなるにつれて、ＡｌＴｉＮの色が黒色に近づき、輻射率が大きくなるという特性がある。このため、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮにおけるｘを大きくすることにより、輻射層の輻射率を向上させることが可能である。また、ｘが大きくなることによりＡｌＴｉＮが緻密となり、放出ガスも抑制される。
【００１８】
上記エッチング処理は、上記基材を構成する金属の自然酸化層の厚さの３倍をエッチング量の下限とする
【００１９】
ブラスト処理が施された金属表面には室温で形成される自然酸化層が形成される。また、ブラスト処理による表面近傍の歪により自然酸化層は歪がない場合に比べ厚くなっている。このため、自然酸化層の厚さの３倍をエッチング量の下限とすることにより、エッチングにより十分に自然酸化層を除去することが可能となる。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る真空部品の製造方法は、基材の金属表面にブラスト処理を施す。
エッチング処理は、上記ブラスト処理を施した上記金属表面に施される。
ＡｌＴｉＮからなる輻射層は、上記エッチング処理を施した上記金属表面に積層される。
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、第１の実施形態に係る真空部品の製造方法を示す模式図である。
図１（ａ）に基材１を示す。基材１は、Ａｌ合金、ＳＵＳ合金、Ｃｕ合金、Ｔｉ合金、Ｔａ合金、Ｎｉ合金等の各種金属とすることができる。基材１の表面を金属表面１ａとする。
【００２３】
次に、図１（ｂ）に示すように、金属表面１ａに対してブラスト処理を施す。ブラスト粒子は、例えばアルミナ、ガラスビーズ、金属粒、砂等を用いることができる。同図に模式的に示すように、金属表面１ａへのブラスト粒子Ｂの嵌入や金属表面１ａの汚染が発生する。
【００２４】
金属表面１ａの汚染は、具体的には、室温で金属表面１ａに形成される自然酸化層である。ブラストの汚れは自然酸化層が形成されている最中にその自然酸化層の中に入り込むので、ブラスト時に形成される自然酸化層は汚染されていると考えられる。このため、金属表面１ａにガス分子が吸着しやすい状態となっている。
【００２５】
ガス分子が吸着しやすいと、後述する輻射層２（ＡｌＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＤＬＣ（diamond‐like carbon)等）の成膜を行う際に金属表面１ａからガス、それも、ハイドロカーボンを含む水等の不純物が放出されている状態になり、輻射層２にそれらの不純物ガスが混入する。このため、輻射層２は形態的にぼそぼそになり、ガスが吸着しやすく、すなわちガス放出の多い膜になる。
【００２６】
汚れは、普通はハイドロカーボンである。水の吸着エネルギーは約１００ｋＪ／ｍｏｌ程度なので、水（表面の吸着水）だけならば成膜中に基材１を２００℃以上に加熱すれば、瞬時に脱ガス可能なため、輻射層２の成膜前に清浄をすることができる。ところが、ハイドロカーボンは吸着エネルギーが水よりも大きく、分子量が大きければ更に脱ガスしにくいため、２００℃程度に基材１を加熱しても基本的には清浄化できない。
【００２７】
このため、図１（ｃ）に示すように、ブラスト処理された金属表面１ａにエッチング処理を施す。エッチング処理は、エッチング液に基材１を浸漬させる化学研磨とすることができ、エッチング液は例えばリン酸系溶液とすることができる。また、エッチング処理は、電解研磨、電解酸浄、酸性アルカリ洗浄等の方法によってすることも可能である。同図に模式的に示すように、エッチング処理により金属表面１ａの凹凸が緩和され、ブラスト粒子Ｂも除去される。
【００２８】
エッチングは、少なくとも上記自然酸化層の厚さ分以上となるように施されるべきである。また、ブラスト処理による金属表面１ａ近傍の歪により自然酸化層は歪がない場合に比べ厚くなっている。図４に、それぞれの金属材料に施すべき最低限のエッチング量を示す。最低限エッチング量は、自然酸化層が歪により若干厚くなっていること及びエッチングが均一におこなわれないことを考慮して決定した。また、エッチング量の上限は、エッチング後の金属表面１ａの算術表面粗さＲａが１μｍ以上１０μｍ以下となる程度が好適である。
【００２９】
次に、図１（ｄ）に示すように、エッチング処理された金属表面１ａに、輻射層２を積層する。輻射層２は、ＡｌＴｉＮからなるものとすることができる。特に、ＴｉとＡｌの組成比（モル比）が、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．６以上０．９５以下であるものが好適である。この組成とすることで、ＡｌＴｉＮの色が黒色に近づき、ｘが０．６未満の場合に比べて輻射率も上昇する。なお、工具のコーティング等に用いられる一般的なＡｌＴｉＮの組成は、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．２５以上０．５０以下程度であり、色は金色から暗赤金色である。
【００３０】
輻射層２は、中空陰極−活性化反応性蒸着（ＨＣＤ−ＡＲＥ：Hollow Cathode Discharg−Activated Reactive Evaporation）法によって成膜することができる。蒸発源はＴｉとＡｌを各２基ずつとし、窒素ガスを正のバイアスが印加されたノズル（活性化ノズル）から導入する。これにより活性化ノズル近傍においてプラズマが発生して窒素ガスが活性化され、金属表面１ａ上にＡｌＴｉＮが成膜される。このときの基材１の温度は２００℃以上５００℃以下が好適である。
【００３１】
ＨＣＤ−ＡＲＥ法は、高密度プラズマ雰囲気かつ高エネルギーでの成膜が可能であり、輻射層２の密着性や成膜速度を良好なものとすることが可能である。この方法により、金属表面１ａにＡｌＴｉＮからなる輻射層２が形成される。なお、輻射層２の成膜には、アークイオンプレーティング法、スパッタリング法、蒸着法等の他の成膜方法を用いることも可能である。また、輻射層２は、ＡｌＴｉＮの他に、ＴｉＣＮやＤＬＣ（diamond‐like carbon)等からなるものとすることもできる。
【００３２】
輻射層２の膜厚は１μｍ以上５μｍ以下が好適である。膜厚が１μｍ以下であると、ＡｌＴｉＮの色が薄くなり、輻射率が小さくなるためである。また、膜厚が５μｍ以上であると、金属表面１ａの凹凸が輻射層２の凹凸に反映されにくくなり、ブラスト処理（粗面化）による輻射率の上昇効果が小さくなるためである。
【００３３】
また、ＡｌＴｉＮにおけるＴｉとＡｌの組成比をｘが０．６以上０．９５以下とすることにより、輻射層１２は均質で緻密な膜構造となる。これにより、ガス分子が吸着可能な吸着サイトの数がｘが０．６未満の場合に比べて少なく、放出ガスを低減することが可能である。
【００３４】
以上のようにして、ブラスト処理及びエッチング処理が施された金属表面１ａ上に、ＡｌＴｉＮからなる輻射層２が積層された真空部品が形成される。当該真空部品は、真空槽内に設けられた搬送ロボット等の発熱源や真空槽の内壁に設けられ、発熱源の熱を輻射により放熱する。上述のように、ブラスト処理により形成された金属表面１ａへのブラスト粒子の嵌入や金属表面１ａの汚染がエッチング処理において除去されるため、後述の実験例に示すように放出ガスが低減される。また、ブラスト処理及びエッチング処理による金属表面１ａの粗面化により、輻射率を向上させることが可能である。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。
図２は、第２の実施形態に係る真空部品の製造方法を示す模式図である。
図２（ａ）に基材１１示す。基材１１は、Ａｌ合金、ＳＵＳ合金、Ｃｕ合金、Ｔｉ合金、Ｔａ合金、Ｎｉ合金等の各種金属とすることができる。基材１１の表面を金属表面１１ａとする。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、金属表面１１ａに、輻射層１２を積層する。輻射層１２は、ＡｌＴｉＮからなるものとすることができる。輻射層１２は、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によって成膜することができる。蒸発源はＴｉとＡｌを各２基ずつとし、窒素ガスを正のバイアスが印加されたノズル（活性化ノズル）から導入する。これにより活性化ノズル近傍においてプラズマが発生して窒素ガスが活性化され、金属表面１１ａ上にＡｌＴｉＮが成膜される。このときの基材１１の温度は２００℃以上５００℃以下が好適である。このようにして、金属表面１ａにＡｌＴｉＮからなる輻射層１２が形成される。なお、輻射層１２の成膜には、アークイオンプレーティング法、スパッタリング法、蒸着等の他の成膜方法を用いることも可能である。
【００３７】
ここで、輻射層１２の成膜では、ＡｌＴｉＮにおけるＴｉとＡｌの組成比が、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．６以上０．９５以下となるように調整する。これにより、ＡｌＴｉＮの色が黒色に近づき、ｘが０．６未満の場合に比べて輻射率も上昇する。なお、工具のコーティング等に用いられる一般的なＡｌＴｉＮの組成は、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．２５以上０．５０以下程度であり、色は金色から暗赤金色である。輻射層１２の膜厚は１μｍ以上５μｍ以下が好適である。輻射層１２の厚さが１μｍ未満であると、その薄さのために色が黒色ではなく干渉色となり、輻射率が小さくなる。
【００３８】
また、ＡｌＴｉＮにおけるＴｉとＡｌの組成比をｘが０．６以上０．９５以下とすることにより、輻射層１２は均質で緻密な膜構造となる。これにより、ガス分子が吸着可能な吸着サイトの数がｘが０．６未満の場合に比べて少なく、放出ガスを低減することが可能である。
【００３９】
以上のようにして、金属表面１１ａ上に、ＡｌＴｉＮ（ただし、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮとしてｘが０．６以上０．９５以下）からなる輻射層１２が積層された真空部品が形成される。当該真空部品は、真空槽内に設けられた搬送ロボット等の発熱源や真空槽の内壁に設けられ、発熱源の熱を輻射により放熱する。上述のようにＡｌＴｉＮの組成比の範囲を規定することにより、真空部品の輻射率を向上させ、放出ガスを抑制することが可能である。
【００４０】
［実験例］
第１の実施形態及び第２の実施形態に係る実験例について説明する。
図３は実験例の測定結果を示す表である。
【００４１】
（実験例１）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。この基材の表面に♯１８０のアルミナをブラスト粒子としてブラスト処理を施した。次に、当該基材をリン酸系溶液に浸漬させてエッチング処理を施した。エッチング処理後の金属表面の算術平均粗さＲａは１．７μｍであった。続いて、当該金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は１．５μｍとした。
【００４２】
このようにして作成した真空部品のガス放出量を測定した。ガス放出量は昇温脱離測定により測定した。真空部品にＫ熱電対をスポット溶接により取り付け、石英管内に吊り下げて真空排気した。この真空部品を、石英管の外部に配置されたゴールドイメージ炉により加熱した。０．１℃／ｓの昇温速度で３００℃まで加熱し、３００℃で３０分保持し、その後加熱を停止し、真空部品を自然冷却させた。３００℃到達までの単位面積あたりのガスを測定した。ガス放出量は、２．０Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であった。
【００４３】
また、当該真空部品の輻射率を測定した。輻射率は、輻射率測定器（ジャパンセンサー株式会社製 ＴＳＳ−５Ｘ）を用いて測定した。この測定器では、測定波長源から真空部品に赤外線（波長２〜２２μｍ）を照射し、その反射エネルギー量を検出する。測定条件は室温、大気圧とした。輻射率は０．８であった。
【００４４】
（実験例２）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。この基材の表面に♯１８０のアルミナをブラスト粒子としてブラスト処理を施した。基材表面の算術平均粗さＲａは１．６μｍであった。次に、当該金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は１．５μｍとした。
【００４５】
当該真空部品のガス放出量と輻射率を上述のようにして測定した。ガス放出量は６．１Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、輻射率は０．８５であった。
【００４６】
（実験例３）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの機械加工を行った円板を基材として用いた。この基材表面の算術平均粗さＲａは０．８μｍであった。この基材の表面にＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は１．５μｍとした。
【００４７】
当該真空部品のガス放出量と輻射率を上述のようにして測定した。ガス放出量は０．８Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、輻射率は０．６７であった。
【００４８】
実験例２と実験例３の測定結果により、ブラスト処理によって輻射率が上昇するものの、ガス放出量が大幅に増加していることがわかる。これに対し、実験例１では、輻射率は若干低下するものの、ガス放出量が抑制されていることがわかる。即ち、エッチング処理により、ブラスト処理によって形成された粗面が緩和され、ガス放出量が抑制されたと考えられる。
【００４９】
（実験例４）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は１．５μｍとした。
【００５０】
当該真空部品のガス放出量と冷却速度を昇温脱離測定により測定した。真空部品にＫ熱電対をスポット溶接により取り付け、石英管内に吊り下げて真空排気した。この真空部品を、石英管の外部に配置されたゴールドイメージ炉により加熱した。０．１℃／ｓの昇温速度で３００℃まで加熱し、３００℃で３０分保持し、その後加熱を停止し、真空部品を自然冷却させた。３００℃到達までの単位面積あたりのガスを測定した。ガス放出量は、０．８Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であった。また、２５０℃の時点での冷却速度は０．４６℃／ｓであった。
【００５１】
また、当該真空部品の輻射率を測定した。輻射率は、輻射率測定器（ジャパンセンサー株式会社製 ＴＳＳ−５Ｘ）を用いて測定した。この測定器では、測定波長源から真空部品に赤外線（波長２〜２２μｍ）を照射し、その反射エネルギー量を検出する。測定条件は室温、大気圧とした。輻射率は０．６７であった。
【００５２】
（実験例５）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎとし、輻射層の膜厚は０．６μｍとした。
【００５３】
実験例４と同様にして、ガス放出量、冷却速度及び輻射率を測定した。ガス放出量は０．４Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、２５０℃時点での冷却速度は０．３０℃／ｓ、輻射率は０．４２であった。輻射層の色は黒色ではなく干渉色であった。実験例１と比較して膜厚が薄いために干渉色になり、冷却効果が小さくなっている。
【００５４】
（実験例６）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。金属表面上に、ＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成はＡｌ０．３Ｔｉ０．７Ｎ、Ａｌ０．５Ｔｉ０．５Ｎ及びＡｌ０．９Ｔｉ０．１Ｎの３種類とし、輻射層の膜厚はそれぞれ３μｍとした。
【００５５】
目視により各真空部品の輻射層の色を観察した。Ｔｉに対するＡｌの割合が増加するにつれ、輻射層の色は赤みがかった金色から黒灰色、黒色へと変化した。各真空部品の輻射率はそれぞれ０．１、０．４３及び０．６７であった。このように、輻射率の観点からはＴｉに対するＡｌの割合が高い方が好適であることがわかった。
【００５６】
（実験例７）
Ａ５０５２（アルミニウム）からなる、直径４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を基材として用いた。この基材の表面に化学研磨と精密洗浄を施し、１０ｎｍ程度の緻密な酸化皮膜を形成した。この処理は真空槽の内壁に一般的に施される研磨処理である。
【００５７】
この真空部品について実験例４と同様にして、ガス放出量、冷却速度及び輻射率を測定した。ガス放出量は０．２Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり２５０℃時点での冷却速度は０．０５℃／ｓ、輻射率は０．０７であった。ガス放出量は小さいが、輻射率も非常に小さいものであった。
【００５８】
実験例６の結果からわかるように、ＡｌＴｉＮの組成は輻射率に影響を及ぼし、Ｔｉに対するＡｌの割合が高いほうが好適であることがわかった。また、輻射層の膜厚は、少なくとも１μｍ以上が必要であるといえる。
【００５９】
（実験例８）
ステンレス鋼ＳＵＳ３０４からなる３０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍの圧延板を基材として用いた。この基材をアセトン中で超音波洗浄を施した。この試料について実験例４と同様にしてガス放出量、冷却速度及び輻射率を測定した。ガス放出量は、０．９１Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、２５０℃時点での冷却速度は０．１２℃／ｓ、輻射率は０．１９であった。
【００６０】
（実験例９）
ステンレス鋼ＳＵＳ３０４からなる３０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍの圧延板を基材として用いた。この基材をアセトン中で超音波洗浄を施したのち、基材の表面にＨＣＤ−ＡＲＥ法によりＡｌＴｉＮを積層し、輻射層を形成した。ＡｌＴｉＮの組成は、Ａｌ０．８５Ｔｉ０．１５Ｎとし、輻射層の膜厚は、１．０μｍとした。この真空部品について実験例４と同様にしてガス放出量、冷却速度及び輻射率を測定した。ガス放出量は、０．４Ｐａ・ｍ３・ｍ−２であり、２５０℃時点での冷却速度は０．３３℃／ｓ、輻射率は０．６であった。冷却速度は、上述の基材よりも大きくなり、また、ガス放出量も基材よりも少なくなった。
【００６１】
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。
【符号の説明】
【００６２】
１、１１…基材
１ａ、１１ａ…金属表面
２、１２…輻射層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラスト処理が施された後にエッチング処理が施された金属表面を有する基材と、
前記金属表面上に積層された、ＡｌＴｉＮからなる輻射層と
を具備する真空部品。
【請求項２】
請求項１に記載の真空部品であって、
前記輻射層は、前記金属表面上に中空陰極−活性化反応性蒸着法により成膜されたものである
真空部品。
【請求項３】
請求項２に記載の真空部品であって、
前記輻射層は、１μｍ以上５μｍ以下の膜厚を有する
真空部品。
【請求項４】
請求項１に記載の真空部品であって、
前記輻射層は、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮ（ただし０．６≦ｘ≦０．９５）からなる
真空部品。
【請求項５】
請求項１に記載の真空部品であって、
前記エッチング処理は、前記基材を構成する金属の自然酸化層の厚さの３倍をエッチング量の下限とする
真空部品。
【請求項６】
基材の金属表面にブラスト処理を施し、
前記ブラスト処理を施した前記金属表面にエッチング処理を施し、
前記エッチング処理を施した前記金属表面にＡｌＴｉＮからなる輻射層を積層する
真空部品の製造方法。
【請求項１】
ブラスト処理が施された後にエッチング処理が施された金属表面を有する基材と、
前記金属表面上に積層された、ＡｌＴｉＮからなる輻射層と
を具備する真空部品。
【請求項２】
請求項１に記載の真空部品であって、
前記輻射層は、前記金属表面上に中空陰極−活性化反応性蒸着法により成膜されたものである
真空部品。
【請求項３】
請求項２に記載の真空部品であって、
前記輻射層は、１μｍ以上５μｍ以下の膜厚を有する
真空部品。
【請求項４】
請求項１に記載の真空部品であって、
前記輻射層は、ＡｌｘＴｉ１−ｘＮ（ただし０．６≦ｘ≦０．９５）からなる
真空部品。
【請求項５】
請求項１に記載の真空部品であって、
前記エッチング処理は、前記基材を構成する金属の自然酸化層の厚さの３倍をエッチング量の下限とする
真空部品。
【請求項６】
基材の金属表面にブラスト処理を施し、
前記ブラスト処理を施した前記金属表面にエッチング処理を施し、
前記エッチング処理を施した前記金属表面にＡｌＴｉＮからなる輻射層を積層する
真空部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１１２０４１（Ｐ２０１２−１１２０４１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５７５３（Ｐ２０１１−２３５７５３）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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