(57)【要約】  【課題】真空中だけではなく油などの液体中でも低摩擦のＺｎＯコーティングを提供する。  【解決手段】スパッタリングガスとして不活性ガスを含むとともに酸素ガス比率を制御してスパッタリングガス環境中で亜鉛ターゲットを用いたスパッタリングにより、（００２）及び（１０３）面を含むとともに（１００）、（１０１）、（１０２）及び（１０４）面を前記（００２）及び（１０３）面よりも少ない比率で含む、低摩擦ＺｎＯコーティングを作製した。このコーティングはピエゾ効果により特異的に良好な低摩擦係数を有するとともに、ｎ−ヘキサデカンなどの油中でもこの摩擦低減メカニズムが維持され、優れた低摩擦特性を有することが見出された。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（００２）及び（１０３）面を含むとともに（１００）、（１０１）、（１０２）及び（１０４）面を前記（００２）及び（１０３）面よりも少ない比率で含む、低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項２】
スパッタリングガスとして不活性ガスを含むとともに酸素ガス比率を制御してスパッタリングガス環境中で亜鉛ターゲットを用いたスパッタリングにより作製された、請求項１に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項３】
非極性分子液体中で、コーティング前より摩擦係数が減少する、請求項１または請求項２に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項４】
前記酸素ガス比率を、５９％より大きく６１％より小さい酸素ガス比率を有することで、
真空中で大気中より低摩擦である、請求項２または請求項３に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項５】
前記酸素ガス比率を、１０、３０〜１００％とすることで、大気中でコーティング前より低摩擦である、請求項２又は請求項３に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項６】
前記酸素ガス比率を、６０〜８０％とすることで、非極性分子溶体中でのボール・オン・プレート摩擦計による摩擦測定において、垂直荷重及び摺動回数を増加すると摩擦係数が減少する、請求項２または請求項３に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項７】
不活性ガスを含むとともに酸素ガス比率を制御してスパッタリングガス環境中で亜鉛ターゲットを用いたスパッタリングを行う、低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法。
【請求項８】
前記スパッタリングは高周波マグネトロンスパッタリングである、請求項７に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法。
【請求項９】
前記ＺｎＯコーティングはステンレス鋼基板上に形成される、請求項７または請求項８に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法。
【請求項１０】
前記不活性ガスはアルゴンガスである、請求項７から請求項９の何れか１項に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の低摩擦ＺｎＯコーティングを、極性分子が０．００１〜１．０重量％含まれる非極性分子液体中で使用する、低摩擦ＺｎＯコーティングの利用方法。
【請求項１２】
前記極性分子が、パルミチン酸である、請求項１１に記載の低摩擦ＺｎＯコーティングの利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は材料の摩擦を低減することに関し、特に摩擦を低減すべき対象の上にＺｎＯを成膜することに関する。
【背景技術】
【０００２】
資源の枯渇や世界的な環境問題を解決するため、省エネルギーや光起電デバイスのような太陽エネルギーを使ったエネルギー獲得が大きな注目を集めている。エネルギーを節約するための方法の一つとして、交通機関に使用される可動部品の運動の摩擦力を低減して燃料を節約することが挙げられる。遷移金属ジカルコゲニド、ダイヤモンド状カーボン等の多くの低摩擦コーティングがこれまでに開発された（非特許文献１）。しかしながら、これらの固体潤滑剤の摩擦係数は、通常、高温環境で空気や油中の酸素との反応によって増大し、可動部品の致命的な問題が引き起こされる。これに対する解決策の一つは、金属酸化物から作られる低摩擦コーティングを使用することである。しかし、ほとんどの金属酸化物の摩擦係数は大きく、従ってこれらを低摩擦コーティングとして使うことは困難である。【０００３】
最近、結晶配向性（crystal preferred orientation）を持つＺｎＯコーティングの真空中での摩擦係数がピエゾ効果によって低減することが観察された（非特許文献２、３）。ＺｎＯコーティングの摩擦係数はＺｎＯについて以前Prasad他（非特許文献４）やZabinski他（非特許文献５）が報告したものに比べて大幅に低いものであった。圧電材料の低摩擦メカニズムを理解するために、各種の結晶配向性を持つＺｎＯコーティングの摩擦に関する特性を観察することが望まれている。【０００４】
更に、摩擦力低減現象が真空中だけではなく油環境中でも現れれば、ＺｎＯコーティングは省エネルギーのための新規な低摩擦材料として使用されることが期待される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消し、一層低摩擦であり、かつ真空中以外の環境でも低摩擦を実現する低摩擦コーティング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】
【０００６】
本発明の一側面によれば、（００２）及び（１０３）面を含むとともに（１００）、（１０１）、（１０２）及び（１０４）面を前記（００２）及び（１０３）面よりも少ない比率で含む、低摩擦ＺｎＯコーティングが与えられる。本発明の他の側面によれば、前記低摩擦ＺｎＯコーティングは、スパッタリングガスとして不活性ガスを含むとともに酸素ガス比率を制御することで、スパッタリングガス環境中で亜鉛ターゲットを用いたスパッタリングにより作製される。この低摩擦ＺｎＯコーティングは、非極性分子液体中で従来にない摩擦現象（荷重増加・摺動回数増加に伴い摩擦係数が低下）を示し、また、低い摩擦係数を示すものである。
具体的には、前記酸素ガス比率を、５９％より大きく６１％より小さい酸素ガス比率を有することで真空中で大気中より低摩擦である、前記酸素ガス比率を、１０、３０〜１００％とすることで大気中でコーティング前より低摩擦である、前記酸素ガス比率を、６０〜８０％とすることで、非極性分子液体中でのボール・オン・プレート摩擦計による摩擦測定において、垂直荷重及び摺動回数を増加すると摩擦係数が減少する。
本発明の更に他の側面によれば、不活性ガスを含むとともに酸素ガス比率を制御、例えば５９％より大きく６１％より小さい酸素ガス比率を有するスパッタリングガス環境中で亜鉛ターゲットを用いたスパッタリングを行う、低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法が与えられる。
この方法において、前記スパッタリングは高周波マグネトロンスパッタリングであってよい。
また、前記ＺｎＯコーティングはステンレス鋼基板上に形成してよい。
また、前記不活性ガスはアルゴンガスであってよい。
また、前記非極性分子液体はヘキサデカンであってよい。
加えて、前記低摩擦ＺｎＯコーティングを、極性分子が０．００１〜１．０重量％含まれる非極性分子液体中で使用する、低摩擦ＺｎＯコーティングの利用方法、さらに前記極性分子が、パルミチン酸である、低摩擦ＺｎＯコーティングの利用方法が与えられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来のＺｎＯコーティングよりも更に低摩擦のＺｎＯコーティングを得ることができ、またこの新規なＺｎＯコーティングは非極性分子液体環境においても大きな摩擦力低減をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ステンレス鋼試料上のＺｎＯコーティングのＸ線回折スペクトルが酸素ガス比によって変化する様子を示す図であり、図中、ステンレス鋼基板によるピークは＊印で示す。スペクトル（ｂ）は（ａ）のスペクトルを縦軸方向に拡大したものである。
【図２】ＺｎＯコーティングの剥離強度が酸素ガス比によって変化する様子を示す図。
【図３】ステンレス鋼球プローブを使って測定した摩擦係数の酸素ガス比への依存性を示すグラフ。グラフ中、●は大気中、△は真空中（１×１０−５Ｐａ：２４時間真空引きを行った）、○は真空中（７×１０−６Ｐａ：４８時間真空引きを行った）で夫々測定した結果である。グラフ（ｂ）はグラフ（ａ）の横軸の中央部（酸素ガスの比が５０％〜７０％の領域）を拡大したものである。
【図４】酸素ガス濃度６０％時のＺｎＯコーティングをステンレス鋼球で擦ったときの摩擦係数の垂直負荷（normal load）及び摺動サイクル数についての３Ｄ表示した３Ｄ摩擦係数グラフであり、手前隅から左奥へ伸びる軸は摺動サイクル数を、右手へ伸びる軸は垂直荷重（ｇｆ）を、また縦軸は摩擦係数を表す。ここで、（ａ）はコーティングしていない基板の大気中での測定結果。（ｂ）はＺｎＯコーティングの大気中での測定結果。（ｃ）はコーティングしていない基板のｎ−ヘキサデカン中での測定結果。（ｄ）はＺｎＯコーティングのｎ−ヘキサデカン中での測定結果。（ｅ）はＺｎＯコーティングのパルミチン酸０．００１重量％含有ｎ−ヘキサデカン中での測定結果。（ｆ）はＺｎＯコーティングのパルミチン酸０．１重量％含有ｎ−ヘキサデカン中での測定結果。（ｇ）はＺｎＯコーティングのパルミチン酸１重量％含有ｎ−ヘキサデカン中での測定結果である。
【図５】ピエゾ効果を伴う摩擦プロセスモデルの概念図。（ａ）は大気中、（ｂ）は真空中、（ｃ）はヘキサデカン溶液中、（ｄ）はパルミチン酸分子含有ヘキサデカン中のモデルである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、基板上にＺｎＯを成膜し、材料の低摩擦化を実現するものである。その非常に大きな特徴は、ＺｎＯ材料が本来有するピエゾ効果を活用することにより、圧子からかけられる荷重により反発力を発生させて摩擦力を低減できる点である。
【００１０】
本願発明者は、以前にも類似の発明を特許出願し、特許文献１として公開されたが、本発明はそれとは異なるものである。すなわち、本願発明者はＺｎＯの結晶配向性を少しずつ系統的に変化させる技術を確立し、それらの摩擦係数の測定を行った。その結果、ある特定の条件の結晶配向性を有するＺｎＯだけが真空中でピエゾ効果による摩擦力低下が起こることを見出した。さらに、その材料を油中で（実験ではヘキサデカンを使用。一般には非極性分子からなる液体中で）摺動すると真空中よりもさらに顕著に摩擦力低下が起こることを見出した。
【００１１】
特に注目すべき点は、荷重を印加した方が、そして摺動回数が増えた方が、摩擦係数が低減することであり、これまでの常識を完全に覆す結果となった。さらに、これに極性分子（パルミチン酸）をドープすると一層摩擦係数が低下することもわかった。これは、パルミチン酸の電気双極子がクーロン反発力を増大させると考えられる。
【００１２】
上述のように、これまでピエゾ効果を有する材料を低摩擦材料として使用すること自体は提案されていた。しかし、実際にはこれらの従来の提案はピエゾ効果を利用したものではなくて、ただ単にピエゾ効果を起こすことができる材料を低摩擦材料として使用するものであった。これとは異なり、本発明は真にピエゾ効果を発現させ低摩擦化に利用することができる。結晶構造的に言えば、ピエゾ効果の発現が最大である（００２）面のＺｎＯコーティングでは実はピエゾ効果による摩擦力低減効果はほとんどあるいは全く発揮されず、（００２）と（１０３）などの混晶が必要であることが今回初めて明らかとなった。
以下に説明する本発明の実施例においては、本願発明者が開発したコンビナトリアル・スパッタ・コーティング・システム（combinatorial
sputter coating system（ＣＯＳＣＯＳ））を使用することによって、結晶配向性を制御しながらＺｎＯコーティングを合成した。このようにして作成されたコーティングの摩擦特性を真空中、大気中、油中、及び添加材分子入り油中の各種環境で測定した。なお、言うまでもないことであるが、本発明はこのような特定の構成、方法に限定されるものではなく、特許請求の範囲のみによって定められる。
【実施例】
【００１３】
本実施例においては結晶配向性を制御したＺｎＯコーティングを得るためＣＯＳＣＯＳを使用した。このシステムは全自動で各種成膜制御パラメータを精度よく制御し、成膜条件を多種多様に変化させ、一度に多品種のコーティングを行うことができる。構造的には、多数の試料を円盤状の試料ホルダーに取り付けてチャンバー内に一度に導入し、個々の試料が決められた条件下で成膜されるようにする。このプロセスを一度に導入された複数枚の試料について無人で行うことができるので、条件を少しずつ変更しながら多数の試料を作成する場合に、人的誤差や作製時間を大幅に低減することができる。その具体的構造、動作などは既に当業者によく知られている事項なので、ここで再度説明を与えないが、必要であれば非特許文献６〜８を参照されたい。【００１４】
結晶配向性を制御したＺｎＯコーティングを高周波マグネトロンスパッタリングによって合成した。コーティングプロセスにおいて、電力を１００Ｗとし、室温で浮遊電位のオーステナイト系ステンレス鋼基板（タイプＪＩＳ３０４）（２０×１０×１ｍｍ３）上にスパッタリングを行った。この基板の表面粗さ（Ｒｙ）は約１０ｎｍ（株式会社ティ・ディ・シー）であった。Ｚｎ製のスパッタターゲット（直径５０ｍｍ、厚さ６ｍｍ、純度９９．９９９％、High Purity Chemical Co）、アルゴンガス（９９．９９９％を上回る純度）及び酸素ガス（９９．９９％を上回る純度）を使用してスパッタコーティングを行った。【００１５】
ＺｎＯコーティングの結晶配向性は、高分解能静電容量型圧力計を使用して精密に制御しながら酸素ガスの分圧を変化させることによりうまく制御することができた。基板をアセトンを使って１５分間超音波洗浄した。予備スパッタリング時間は１５分とし、コーティング厚は結晶厚モニターでモニターしながら、約２μｍに固定した。ターゲットと試料の距離を５５ｍｍに固定した。また、コーティングの結晶構造を、Bragg-Brentano構成を使ってＣｕＫα放射によりＸ線回折計（ＸＤＲ；Ｒｉｇａｋｕ ＲＩＮＴ２５００）で解析し、そのスペクトルを材料データベース（ＮＩＭＳ；ＡｔｏｍＷｏｒｋ（非特許文献９））を使用して同定した。コーティングの硬さは表面インターフェース切断解析システム（surface interface cutting analysis system（ＳＡＩＣＡＳ））によって解析した。【００１６】
コーティングの摩擦特性を、Bowden-Lebenenタイプに基づいたボール・オン・プレート真空摩擦計（非特許文献１０〜１２）を使用して、大気圧（Ｎ２ガス流環境下で）、ならびに１×１０−５Ｐａ及び７×１０−６Ｐａの真空中で測定した。Ｒｙが約４０ｎｍのオーステナイト系ステンレス鋼（タイプＪＩＳ３０４）製の鋼球状プローブ（直径３ｍｍ）を摩擦試験に使用した。操作速度及び摺動距離は夫々０．５ｍｍ／ｓ及び５ｍｍであった。更に、従来のボール・オン・プレート滑り摩擦試験機（新東科学株式会社、ＨＥＩＤＯＮ ｔｙｐｅ ＨＳＳ２０００）を使用し、パラメータ、つまり垂直荷重及び摺動サイクル数をさまざまに変化させることにより、大気、油（ｎ−ヘキサデカン）及び何通りかの濃度のパルミチン酸分子を混入した油の下でのこの特性も測定した。【００１７】
ＣＯＳＣＯＳを使ってスパッタリングガス中の酸素ガスの分圧を変化させることにより、ＺｎＯコーティングの結晶配向性をうまく制御することができた。ステンレス鋼基板上のＺｎＯコーティングのＸ線回折スペクトルを図１（ａ）及び（ｂ）に示す。これらのスペクトルの右側の縦軸に示す数字が、スパッタリングガス中の酸素ガスの分圧を全体の圧力に対する百分率で表したもの（つまり酸素ガスの混合比）である。酸素分圧が１０％の場合の試料のスペクトル中には、ＺｎＯの９個のピーク、すなわち（１００）、（００２）、（１０１）、（１０２）、（１１０）、（１０３）、（１１２）、（００４）及び（１０４）が、ステンレス鋼基板からのピークとともに現れた。酸素ガスの混合比を変化させるにつれて、各面のピーク強度も次第に変化した。【００１８】
図２は、ＺｎＯと基板の間の剥離強度を示す。観察は３回行い、その平均値をグラフ中にプロットした。エラーバーは各データ点についての最大誤差値を示す。酸素ガスの混合比が１０〜７０％の範囲ではこの比が増加するについて剥離強度はわずかに増加し、７０〜１００％の範囲では急激に増加した。これはコーティングプロセス中の試料へ注入される酸素イオンの量とエネルギーに関係する可能性がある。【００１９】
図３（ａ）及び（ｂ）はスパッタリングガス中の酸素ガス比（混合比）に依存して摩擦係数が変化する様子を示すものであり、大気圧（Ｎ２ガス流という条件下で）、及び超高真空（ＵＨＶ）（約１×１０−５Ｐａ（２４時間真空引き）及び約７×１０−６Ｐａ（４８時間真空引き））の場合のデータを示す。摩擦測定は各試料について１０回行った。摺動を３回行った後、係数値が安定した。そこで、その後の８回の測定の平均値としてグラフプロット中の摩擦係数の各々の値を計算した。エラーバーは一つの標準偏差値を示す。摩擦係数は荷重及び環境条件の変化とともに著しく変化した。酸素比１０〜５０％の試料については、ＵＨＶにおける摩擦係数は大気中における値に比べて著しく高かった。これは通常の材料の場合の全く普通の挙動である。しかし、酸素比５０〜１００％の範囲の試料についてのＵＨＶにおける摩擦係数は大気中の値に比べて小さいかあるいはほとんど同じであった。０．２Ｎの垂直荷重での、大気中ならびに真空条件中（１×１０−５Ｐａ及び７×１０−６Ｐａ）において、酸素比６０％のＺｎＯコーティングの試料の摩擦係数（μ＝０．０９８、０．０８８、０．０９９）が達成された。これにより、当該スパッタリング条件による試料では摩擦係数が環境条件に対してほとんど変化しないということが明らかになった。【００２０】
大気中、ｎ−ヘキサデカン及びパルミチン酸入り（０．００１、０．１、１重量％）のｎ−ヘキサデカン中で、ステンレス鋼の球を摺動させた場合のステンレス鋼基板と酸素比６０％の場合のＺｎＯコーティング試料の摩擦係数を、垂直荷重と摺動サイクル数を変化させて測定した結果を図４に示す。図４（ａ）及び（ｂ）は、夫々、窒素ガスを流した状態での大気圧中の基板及びＺｎＯコーティングについての３Ｄ摩擦係数グラフを示す。図４（ａ）において、摩擦係数は約１００ｇｆの垂直荷重を超えたところで直ぐに増加した。一方、ＺｎＯコーティングの摩擦係数は、グラフの全領域で０．１２５もの低い値を維持した。これにより、このコーティングが大気中で低摩擦材料として作用したことが明らかになった。図４（ｃ）及び（ｄ）は夫々ｎ−ヘキサデカン溶液中での基板とＺｎＯコーティングの摩擦係数の３Ｄグラフを示す。図４（ｃ）では摩擦係数は０．１５とほとんど一定であった。しかし、図４（ｄ）では、摩擦係数は最大荷重かつ最大摺動サイクル数のところで（つまり、グラフで言えば奥側の隅において）最小値を取った。これはＺｎＯコーティングが油（ｎ−ヘキサデカン）環境にある場合のみに現れる非常に興味深い特性であり、以前に非特許文献１で報告したような真空中という条件の場合と同じくピエゾ効果によってこの現象が引き起こされた可能性がある。図４（ｅ）〜（ｇ）は夫々０．００１重量％、０．１重量％、及び１重量％のパルミチン酸を含むｎ−ヘキサデカン中でのＺｎＯコーティングの摩擦係数を示す。パルミチン酸濃度の増加につれて摩擦係数は一層低下した。また、各グラフ中での摩擦係数の最小地点は油だけの場合の３Ｄグラフの場合と同じであった。【００２１】
大気中、真空中、ヘキサデカン中、及びパルミチン酸分子含有ヘキサデカン中での、ピエゾ効果を考慮した摺動のモデルの概念図を夫々図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示す。主に（００２）及び（１０３）面を含むとともに（１００）、（１０１）、（１０２）及び（１０４）面もわずかに含むところの、酸素ガス比６０％のＺｎＯコーティング試料だけが、真空中で図５（ｂ）に示すようなピエゾ効果による摩擦低減現象を示した。他方、酸素ガス比３０％のＺｎＯコーティングは主に（００２）結晶配向面を含むのだが、これは真空中で摩擦係数が低下しなかった。酸素ガス比６０％のＺｎＯ試料が有する（００２）、（１０３）、（１００）、（１０１）、（１０２）及び（１０４）などの複数の結晶面の適切な混合比が、摩擦係数のはっきりした減少の発現のために必要とされた。この予測モデルは、本願発明者による非特許文献２及び３中で示唆されている。球体プローブを押し付けることによって、圧電材料であるＺｎＯＺｎＯコーティングの表面に電気双極子が誘起される。更に、この球とコーティング表面の間に電気的反発力が生成される。しかし、大気中での摩擦係数は、垂直荷重及び摺動サイクル数の増加につれて大幅に増加した。大気圧においては、ＺｎＯコーティングの表面に吸着水の層が存在しており、水は強い電気双極子を有しているために大気圧でのピエゾ効果を打ち消すのかもしれない。【００２２】
図４（ｃ）及び（ｄ）は、夫々基板のみの場合及び酸素ガス比６０％のＺｎＯコーティング試料の場合の、ヘキサデカン溶液中での摩擦係数３Ｄグラフを示す。基板の場合は、摩擦係数は全領域にわたってほとんど一定であった。しかしながら、ＺｎＯコーティングの場合には、垂直荷重と摺動サイクル数が最大のところで摩擦係数が最小値をとった。この場合に対応するモデルを図５（ｃ）に示す。ヘキサデカンはその線形構造により典型的な非極性分子である。従って、図５（ａ）に示す水分子の場合とは対照的に、ヘキサデカン溶液、つまり非極性分子液体中ではピエゾ効果によるクーロン反発力は消失しなかった。更に、図５（ｄ）は少量のパルミチン酸分子を添加したヘキサデカン溶液中での摺動モデルを示す。パルミチン酸分子はその電気双極子モーメントによって球とコーティングとの間の反発力を増大させた。パルミチン酸分子は長い構造を持っており（図５（ｄ）中で上向き矢印直下がパルミチン酸分子の右端であり、この右端部分が分極している）、これによって電界を直ちに相殺するようにこれらの分子を互いに整列させるのは困難である。結局、この分子双極子はヘキサデカン溶液中で反発力を増大させるように作用している可能性がある。ＺｎＯコーティングは油剤中での低摩擦コーティングとして使用できると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上説明したように、ＣＯＳＣＯＳ法により、高周波マグネトロンスパッタリングを使用して典型的な圧電材料であるＺｎＯコーティングの結晶配向性をステンレス鋼基板上で制御した。ピン・オン・プレート摩擦計を使用して、摩擦特性を大気圧中、真空中、ヘキサデカン溶液中及びパルミチン酸分子を含むヘキサデカン溶液中で測定した。ピエゾ効果により、摩擦係数は真空中、ヘキサデカン溶液中、パルミチン酸分子を含むヘキサデカン溶液中で著しく低下した。これは、ピエゾ効果に基づく燃料の節約のため、航空機、船舶及び自動車などの交通機関の稼動部品のための低摩擦コーティングとして、結晶配向性を持つピエゾ材料コーティングを使用する新たな分野への道を開くことができる。それと言うのも、ピエゾ効果を使えば、油あるいは真空条件下では、外部からの何らのエネルギーも必要とすることなくそのような部品の摩擦力を低減することができるからである。しかもこのようなコーティング材料として酸化物を使用することができることから、高温・多湿などの環境下でも使用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２００４−５２０２２号
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】K.Holmberg and A. Matthews: Coating Tribology. (1994) Elsevier Science.
【非特許文献２】M. Goto, A. Kasahara, Y. Konishi, T. Oishi, M. Tosa, and K.Yoshihara: Jpn. J. Appl. Phys. 42 (2003) 4834.
【非特許文献３】M. Goto, A. Kasahara and M. Tosa, Jpn. J. Appl. Phys., 47 (2008)8914-8916.
【非特許文献４】S. V. Prasad, S. D. Walck, and J. S. Zabinski: Thin Solid Films 360(2000) 107.
【非特許文献５】J. S. Zabinski, J. H. Sanders, J. Nainaparampil, and S. V. Prasad:Tribol. Lett. 8 (2000) 103.
【非特許文献６】M.Goto, A.Kasahara, T.Oishi and M.Tosa, Tribology Letters, 17, (1)51-54, (2004).
【非特許文献７】M. Goto, A. Kasahara, and M. Tosa: Appl. Surf. Sci. 252 (2006) 2482.
【非特許文献８】M.Goto, A.Kasahara and M.Tosa, Vacuum, 80, (7) 740-743, (2006).
【非特許文献９】Atom Work: Inorganic Material Database;http://crystdb.nims.go.jp/index_en.html.
【非特許文献１０】M. Goto, A. Kasahara, M. Tosa, and K. Yoshihara: Thin Solid Films405 (2002) 300.
【非特許文献１１】M. Goto, A. Kasahara, M. Tosa, J. Hobley, K. Yoshihara, H.Fukumura,J. Vac. Sci. Technol., A 20 (4) (2002) 1458.
【非特許文献１２】M. Goto, A. Kasahara, M. Tosa, T. Kimura, and K. Yoshihara: Appl.Surf. Sci. 185 (2002) 172.
【図１】
2012039264.tif 000002
【図２】
2012039264.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年2月24日(2012.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦を低減すべき対象上にコーティングされ、摩擦を低減させるＺｎＯコーティングであって、
（００２）及び（１０３）面を含むとともに（１００）、（１０１）、（１０２）及び（１０４）面を前記（００２）及び（１０３）面よりも少ない比率で含む、低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項２】
スパッタリングガスとして不活性ガスを含むとともに酸素ガス比率を制御してスパッタリングガス環境中で亜鉛ターゲットを用いたスパッタリングにより作製された、請求項１に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項３】
非極性分子液体中で、コーティング前より摩擦係数が減少する、請求項１または請求項２に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項４】
前記酸素ガス比率を、５９％より大きく６１％より小さい酸素ガス比率を有することで、
真空中で大気中より低摩擦である、請求項２または請求項３に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項５】
前記酸素ガス比率を、１０、３０〜１００％とすることで、大気中でコーティング前より低摩擦である、請求項２又は請求項３に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項６】
前記酸素ガス比率を、６０〜８０％とすることで、非極性分子溶体中でのボール・オン・プレート摩擦計による摩擦測定において、垂直荷重及び摺動回数を増加すると摩擦係数が減少する、請求項２または請求項３に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング。
【請求項７】
摩擦を低減すべき対象上にコーティングされ、摩擦を低減させるＺｎＯコーティングの作製方法であって、
不活性ガスを含むとともに酸素ガス比率を制御してスパッタリングガス環境中で亜鉛ターゲットを用いたスパッタリングを行う、低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法。
【請求項８】
前記スパッタリングは高周波マグネトロンスパッタリングである、請求項７に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法。
【請求項９】
前記ＺｎＯコーティングはステンレス鋼基板上に形成される、請求項７または請求項８に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法。
【請求項１０】
前記不活性ガスはアルゴンガスである、請求項７から請求項９の何れか１項に記載の低摩擦ＺｎＯコーティング作製方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の低摩擦ＺｎＯコーティングを、極性分子が０．００１〜１．０重量％含まれる非極性分子液体中で使用する、低摩擦ＺｎＯコーティングの利用方法。
【請求項１２】
前記極性分子が、パルミチン酸である、請求項１１に記載の低摩擦ＺｎＯコーティングの利用方法。
【国際調査報告】
2012039264.tif 000007
2012039264.tif 000008
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