(57)【要約】      （修正有）【課題】各種部品に容易に設けることのできるダイヤモンド被膜体、前記ダイヤモンド被膜体を固定したダイヤモンド被膜部品、並びにそれらの製造方法を提供する。【解決手段】めっき層形成後に除去される基板の表面に気相合成によって形成されたダイヤモンド膜３と、前記ダイヤモンド膜３の表面に形成されためっき層４とを備えたダイヤモンド被膜体１を製造し、さらに前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層と部品の表面とを接着剤等の接着手段で固定させてダイヤモンド被膜部品を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の表面に固定可能なダイヤモンド被膜体であって、めっき層形成後に除去される基板の表面に気相合成によって形成されたダイヤモンド膜と、前記ダイヤモンド膜の表面に形成されためっき層と、を備えたことを特徴とするダイヤモンド被膜体。
【請求項２】
前記基板が、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ又はＳｉＯ２等のＣＶＤダイヤモンド合成が可能な材料からなり、板状や棒状等の前記固定先の部品の表面形状に適応させた形状からなることを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド被膜体。
【請求項３】
前記基板が、フッ化水素酸及びその混合物、又は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等の強アルカリ性溶液及びその混合物によって化学的に溶解させて除去される、あるいは、引張力を加える等の物理的な剥離によって除去される材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイヤモンド被膜体。
【請求項４】
前記めっき層が、Ｎｉ、Ｃu、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ等のめっき可能な金属のうちの少なくとも１つ以上の金属を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のダイヤモンド被膜体。
【請求項５】
部品の表面に固定可能なダイヤモンド被膜体の製造方法であって、
Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ又はＳｉＯ２等のＣＶＤダイヤモンド合成が可能な材料からなり、板状や棒状等の前記固定先の部品の表面形状に適応させた形状からなる基板の表面に気相合成によってダイヤモンド膜を形成するダイヤモンド膜成形工程と、
前記ダイヤモンド膜の表面に、Ｎｉ、Ｃu、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ等のめっき可能な金属のうちの少なくとも１つ以上の金属を含んで構成されるめっき層を形成するめっき層形成工程と、
前記めっき層形成工程後に前記基板を、フッ化水素酸及びその混合物、又は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等の強アルカリ性溶液及びその混合物によって化学的に溶解させて除去する、あるいは、引張力を加える等の物理的な剥離によって除去する基板除去工程と、
を備えることを特徴とするダイヤモンド被膜体製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載のダイヤモンド被膜体と、前記部品とを、
前記ダイヤモンド被膜体のめっき層と前記部品の表面とをテープ状やワイヤ状等の単体としてのろう材を加温させて、又は、前記ダイヤモンド被膜体のめっき層の上に形成させた２層目である、ろう材の材質を含有させためっき層を加温させて固定させた、
前記ダイヤモンド被膜体のめっき層と前記部品の表面とを接着剤等の接着手段で固定させた、
前記ダイヤモンド被膜体のめっき層と前記部品の表面とをボルトナット等の締結手段で固定させた、
あるいは、前記部品内の内壁に前記ダイヤモンド被膜体を挿着し密着させて接着手段を介すことなく固定させた、ことを特徴とするダイヤモンド被膜部品。
【請求項７】
請求項５に記載のダイヤモンド被膜体製造工程後に、
請求項１に記載のダイヤモンド被膜体と前記部品とを、
前記ダイヤモンド被膜体のめっき層と前記部品の表面との間に介在させたテープ状等の単体としてのろう材を加温させて、又は、前記ダイヤモンド被膜体のめっき層の上に形成させた２層目である、ろう材の材質を含有させためっき層を加温させて固定させる、
前記ダイヤモンド被膜体のめっき層と前記部品の表面とを接着剤等の接着手段で固定させる、
前記ダイヤモンド被膜体のめっき層と前記部品の表面とをボルトナット等の締結手段で固定させる、
あるいは、前記部品内の内壁に前記ダイヤモンド被膜体のめっき層を密着させて接着手段を介すことなく固定させる、
固定化工程を備えることを特徴とするダイヤモンド被膜部品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細管や金型などの各種の物品においてその外面や内面などの表面をコーティングするダイヤモンド被膜体、ダイヤモンド被膜体を固定したダイヤモンド被膜部品及びそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種物品（例えば、細管、ノズルあるいは金型等）の内部などの摩耗が激しい部分は頻繁に補修や交換が必要なため、それに要するコストと作業が大きな負担となっている。そのため、従来からこれら部品の耐摩耗性を高めるあらゆる試みがなされてきた。
【０００３】
特許文献１には、還元剤を含有する無電解ニッケルめっき浴中に金属材料又は非金属材料を浸漬して、ニッケル層を形成し、前記無電解めっき済み材料の上にダイヤモンド膜を蒸着させる連続工程からなるダイヤモンド膜の蒸着法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、細管内壁へのめっき被膜形成であって、該細管の内側と外側とに存在するそれぞれのめっき液の濃度を強制的に同等に保つことによって前記細管内壁にめっき皮膜を形成する細管内壁へのめっき方法が開示されている。
【０００５】
また、一般的に耐摩耗性を高める方法の一つとして、ダイヤモンドコーティングする方法が使用されている。このダイヤモンドコーティングとは、ダイヤモンド構造であるＳＰ３結合している炭素原子を主成分とする膜で被覆することであり、ダイヤモンド膜は、例えば熱フィラメントＣＶＤ法などにより、メタンなどの炭化水素ガスと水素を原料として合成することができる。このダイタモンド膜をＸ線回折法やラマン分光法で分析すると、ダイヤモンドを示す大きくてシャープなピークと、非晶質状の炭素を示す小さくブロードなピークが見られることから、大部分のダイヤモンド中に若干の非晶質炭素が混在する構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平１０―５０５８７９号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の技術は、ニッケルめっき層とダイヤモンド膜を形成しているが、物品の外側の表面に直接にダイヤモンド膜を蒸着させてコーティングする加工方法であるために、金型の内部、細管の内部、ノズルの内部等の内壁をコーティングすることができないという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の技術は、細管内壁にめっき層を形成できるが、めっき層のみでダイヤモンド膜を形成する技術ではないため、耐摩耗性、耐蝕性又は表面硬さが充分ではないという問題があった。
【０００９】
また、一般的に使用されているダイヤモンドコーティングする方法では、例えば熱フィラメントＣＶＤ法において、熱フィラメントによって活性な状態に変化した炭化水素ガスと水素は、細管内部に入り難いという性質を持っている。従って、この方法によってダイヤモンドコーティングを施すことは極めて困難であるという問題があった。
【００１０】
また、細管などの部品を構成する鉄やニッケル、コバルトなどの材料は、その表面でダイヤモンドをすすに変化させる触媒作用を持っているために、ダイヤモンドコーティングを施すことができないという問題があった。
【００１１】
さらに、アルミニウムやプラスチックなどの低融点材料も、ダイヤモンドコーティングする際の基板温度（９００℃〜１０００℃程度）に耐えることができないので、ダイヤモンドコーティングを施すことができないという問題があった。
【００１２】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、細管、ノズル又は金型などの各種材料からなる部品の外側の表面や内壁にも形成させることのできる、ダイヤモンドコーティングされたダイヤモンド被膜体、及び前記ダイヤモンド被膜体を固定したダイヤモンド被膜部品、並びにそれらの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載のダイヤモンド被膜体１は、部品の表面に固定可能なダイヤモンド被膜体１であって、めっき層４形成後に除去される基板２の表面に気相合成によって形成されたダイヤモンド膜３と、前記ダイヤモンド膜３の表面に形成されためっき層４とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載のダイヤモンド被膜体１は、請求項１において、前記基板２が、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ又はＳｉＯ２等のＣＶＤダイヤモンド合成が可能な材料からなり、板状や棒状等の前記固定先の部品の表面形状に適応させた形状からなることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載のダイヤモンド被膜体１は、請求項１又は２において、前記基板２が、フッ化水素酸及びその混合物、又は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等の強アルカリ性溶液及びその混合物によって化学的に溶解させて除去される、あるいは、引張力を加える等の物理的な剥離によって除去される材料からなることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載のダイヤモンド被膜体１は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記めっき層４が、Ｎｉ、Ｃu、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ等のめっき可能な金属のうちの少なくとも１つ以上の金属を含んで構成されることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載のダイヤモンド被膜体製造方法は、部品の表面に固定可能なダイヤモンド被膜体１の製造方法であって、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ又はＳｉＯ２等のＣＶＤダイヤモンド合成が可能な材料からなり、板状や棒状等の前記固定先の部品の表面形状に適応させた形状からなる基板２の表面に気相合成によってダイヤモンド膜３を形成するダイヤモンド膜成形工程Ａと、前記ダイヤモンド膜３の表面に、Ｎｉ、Ｃu、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ等のめっき可能な金属のうちの少なくとも１つ以上の金属を含んで構成されるめっき層４形成するめっき層形成工程Ｂと、前記めっき層形成工程Ｂ後に前記基板２を、フッ化水素酸及びその混合物、又は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等の強アルカリ性溶液及びその混合物によって化学的に溶解させて除去する、あるいは、引張力を加える等の物理的な剥離によって除去する基板除去工程Ｃとを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載のダイヤモンド被膜部品１０は、請求項１に記載のダイヤモンド被膜体１と、前記部品１１とを、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とをテープ状やワイヤ状等の単体としてのろう材を加温させて、又は、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４の上に形成させた２層目である、ろう材の材質を含有させためっき層を加温させて固定させた、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とを接着剤等の接着手段で固定させた、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とをボルトナット等の締結手段で固定させた、あるいは、前記部品１１内の内壁に前記ダイヤモンド被膜体１を挿着し密着させて接着手段を介すことなく固定させたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載のダイヤモンド被膜部品製造方法は、請求項５に記載のダイヤモンド被膜体製造工程後に、請求項１に記載のダイヤモンド被膜体１と前記部品１１とを、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面との間に介在させたテープ状等の単体としてのろう材を加温させて、又は、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４の上に形成させた２層目である、ろう材の材質を含有させためっき層を加温させて固定させる、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とを接着剤等の接着手段で固定させる、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とをボルトナット等の締結手段で固定させる、あるいは、前記部品１１内の内壁に前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４を密着させて接着手段を介すことなく固定させる固定化工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１乃至５のいずれかに記載のダイヤモンド被膜体１は、後に除去される基板２の外面に気相合成によって形成されたダイヤモンド膜３と、ダイヤモンド膜３の外面に形成されためっき層４とを備え、めっき層４の外面を、接着手段５を介して部品１１に固定される固定面4ａとしたので、あらゆる材料で構成される各種部品に容易に被覆することができる。
【００２１】
前記ダイヤモンド被膜体１は、従来のように部品１１に例えば熱フィラメントＣＶＤ法によって直接コーティングすることによって製作するのではなく、本発明においてはあらかじめ部品とは別途に製作する。そして前記ダイヤモンド被膜体１をダイヤモンドコーティングしたい箇所に接着手段５を介して固定するため、従来ダイヤモンドコーティングができなかった材料や複雑形状の箇所にも容易に設けることができる。
【００２２】
例えば、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウム合金あるいはプラスチックなどで構成される細管、ノズルあるいは金型の内部などに当該ダイヤモンド被覆体１を設けることができる。
【００２３】
また、ダイヤモンド膜３の外面にめっき層４を備えるので、このめっき層４によってダイヤモンド被膜体１を補強することができる。なお、めっき層４を肉厚に形成することで補強効果を高めることができる。
【００２４】
請求項２に記載のダイヤモンド被膜体１は、請求項１の発明と同じ効果を奏するとともに、基板２の形状を、固定先の部品１１の表面形状に適応させるので、板状とした場合には例えば金型の内面に対応することができ、また、棒状とした場合には例えば細管の内面に対応することができる。
【００２５】
また、基板２の外面を円滑面に形成することによって、その上に形成されるダイヤモンド膜３も円滑面とすることができる。従来技術におけるダイヤモンドコーティングでは、ダイヤモンドコーティングを直接に部品１１の表面に蒸着等するので、部品１１の表面粗さに応じて形成されるので、部品１１の表面粗さが粗い場合において表面を円滑面とする必要がある場合には、多大な時間と手間を費やして研磨作業を行う必要があった。本発明においては、そうした研磨作業が不要である。
【００２６】
また、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、ＳｉまたはＳｉＯ２の材料は、ダイヤモンド膜３を気相合成によって形成するのに適しているので、その表面に当該ダイヤモンド膜３を容易かつ確実に気相合成させることができる。
【００２７】
請求項３に記載のダイヤモンド被膜体１は、請求項１又は２の発明と同じ効果を奏するとともに、基板２の除去が容易にできるという効果を奏する。前記基板２を除去することによって前記基板２に覆われていたダイヤモンド膜３を露出させることができる。
【００２８】
請求項４に記載のダイヤモンド被膜体１は、請求項１乃至３のいずれかの発明と同じ効果を奏するとともに、めっき層４が、Ｎｉ、Ｃu、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｎ、ＡｕまたはＡｇを含んで構成される。これらの材料は補強材として好適であるので、めっき層４を、ダイヤモンド被膜体１を補強する層として活用することができる。
【００２９】
請求項５に記載のダイヤモンド被膜体製造方法は、請求項１乃至４のいずれかの発明と同じ効果を奏するダイヤモンド被膜体１を容易に製造することができる。
【００３０】
請求項６に記載のダイヤモンド被膜部品１０は、部品１１と、部品１１の表面に、ろう材を介して、あるいはろう材を介すことなく固定されたダイヤモンド被膜体１とを備えるものであり、前記ダイヤモンド被膜体１が、ダイヤモンド膜３と、ダイヤモンド膜３の表面及び部品１１の表面との間に形成されためっき層４とを備える。従って、あらゆる材料で構成された各種の部品１１の細部などの所定箇所に、確実にダイヤモンド被膜体１を設けることができる。
【００３１】
請求項７に記載のダイヤモンド被膜部品製造方法は、請求項６の発明と同じ効果を奏するダイヤモンド被膜部品を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１における本発明に係るダイヤモンド被膜体を示す部分斜視図である。
【図２】本発明に係るダイヤモンド被膜体形成方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図３】実施例１における本発明に係るダイヤモンド被膜体形成方法を示す説明図である。
【図４】本発明に係るダイヤモンド被膜部品の実施形態を示す部分断面側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】実施例２における本発明に係るダイヤモンド被膜体を示す断面図である。
【図７】実施例２における本発明に係るダイヤモンド被膜体形成方法を示す説明図である。
【図８】本発明に係るダイヤモンド被膜部品の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】実施例６における本発明に係るダイヤモンド被膜体形成方法で使用する基板を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明であるダイヤモンド被膜体１は、部品１１の表面に固定可能であって、めっき層４形成後に除去される基板２の表面に気相合成によって形成されたダイヤモンド膜３と、前記ダイヤモンド膜３の表面に形成されためっき層４との２層からなる。
【００３４】
前記ダイヤモンド膜３は、ダイヤモンド構造であるＳＰ３結合している炭素原子を主成分とする膜であり、前記ダイヤモンド膜３が設けられた後に除去される基板２の表面に気相合成によって形成される。
【００３５】
前記めっき層４は、Ｎｉ、Ｃu、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ等のめっき可能な金属のうちの少なくとも１つ以上の金属を含んで構成されており、ダイヤモンド膜３の基板２側とは反対側の表面に形成される。めっき層４の材質を例えばＣｒのような硬質材で形成したり、厚みを厚くすることによって、ダイヤモンド被膜体１に十分な強度を持たせることができる。また、前記めっき層４のダイヤモンド膜３側でない側の表面を、接着手段５を介して部品１１に固定される固定面4ａとしている。
【００３６】
本発明であるダイヤモンド被膜体製造方法は、部品１１の表面にダイヤモンド被膜体１を固定させる製造方法であって、ダイヤモンド膜３を形成するダイヤモンド膜形成工程と、前記ダイヤモンド膜３の表面にめっき層４を形成するめっき層形成工程と、前記めっき層形成工程後に前記基板２を除去する基板除去工程とを備えている。以下、ダイヤモンド被膜体製造工程について説明する。
【００３７】
まず、ダイヤモンド膜成形工程である。基板２を準備する。前記基板２は、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ又はＳｉＯ２等のＣＶＤダイヤモンド合成が可能な材料からなり、さらにＣＶＤダイヤモンド合成が可能であって、前記フッ化水素酸及びその混合物、又は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等の強アルカリ性溶液及びその混合物によって化学的に溶解させて除去される、あるいは、引張力を加える等の物理的な剥離によって除去される材料からなる。
【００３８】
また、前記基板２は、板状、棒状、複雑形状等の前記固定先の部品の表面形状に適応させた形状からなる。これにより、細管の内壁面、ノズル内部などの内壁面であって細くて複雑な形状の箇所にも固定可能なダイヤモンド被膜体１を製造することができる。例えば、形成したいダイヤモンド被膜体１の最終形状が例えば円筒形の雌型形状である場合には円柱形の雄型形状とし、その逆に、形成したいダイヤモンド被膜体１の最終形状が雄型形状であれば雌型形状とすることができる。
【００３９】
そして、基板２の表面に気相合成によってダイヤモンド膜３を形成する。気相合成は、熱フィラメントＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法、直流アーク放電ＣＶＤ法、直流グロー放電ＣＶＤ法、燃焼炎ＣＶＤ法等があり、いずれのＣＶＤ法でもよい。また、ダイヤモンド膜３にホウ素を含有させることによって導電性を持たせて、次の工程であるめっき層形成工程Ｂを電気めっき法によって行うことができる。
【００４０】
ＣＶＤ法における反応装置内で供給する原料ガスに含まれる原料としては、ダイヤモンド膜３の成分を含む原料であればよく、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ４、Ｃ１０Ｈ１６、ＣＯ等の気体、又はＣＨ３ＯＨ、Ｃ２Ｈ５ＯＨ、（ＣＨ３）２ＣＯ等の液体がある。
【００４１】
次に、めっき層形成工程である。前記ダイヤモンド膜３の表面に、Ｎｉ、Ｃu、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ等のめっき可能な金属のうちの少なくとも１つ以上の金属を含んで構成されるめっき層４を形成する工程であり、図３（ｃ）に示すようにダイヤモンド膜３の外周面にめっき層４を形成する。めっき層４形成は、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸を主成分とする最も実用的なめっき浴であるワット浴を用いて、電気めっき法によって行うことができる。このめっき層４の膜厚は、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍ程度、好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度とするのが良い。
【００４２】
なお、ダイヤモンド膜３に導電性を持たせない場合や、基板２に電極を取付けるのが難しい場合には、無電解めっき浴を用いて、例えばニッケル−リンめっき層やニッケル−ホウ素めっき層等のめっき層４を形成することもできる。
【００４３】
めっき層４の厚みを厚くすることによって十分な強度が得られることから、ダイヤモンド膜３とめっき層４の２層からなるダイヤモンド被膜体１のみで、他の部品１１に固定することなく、部品１１として使用することができる。
【００４４】
また、めっき層４にＣｒを含有させると、前記めっき層４を有するダイヤモンド被膜体１を真空又は不活性ガス環境下で加熱することにより、ダイヤモンド膜３とめっき層４との密着性をさらに高めることができる。
【００４５】
次に、基板除去工程である。前記基板２を、フッ化水素酸及びその混合物、又は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等の強アルカリ性溶液及びその混合物によって化学的に溶解させて除去する、あるいは、引張力を加える又は引き剥がす等の物理的な剥離によって除去する。前記剥離によって、ダイヤモンド膜３とめっき層４の２層からなるダイヤモンド被膜体１が完成する。
【００４６】
次に、ダイヤモンド被膜部品１０を説明する。ダイヤモンド被膜部品１０は、前記ダイヤモンド被膜体１と、前記部品１１とを、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とをテープ状やワイヤ状等の単体としてのろう材を加温させて、又は、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４の上に形成させた２層目である、ろう材の材質を含有させためっき層を加温させて固定させた、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とを接着剤等の接着手段で固定させた、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とをボルトナット等の締結手段で固定させた、あるいは、前記部品１１内の内壁に前記ダイヤモンド被膜体１を挿着し密着させて接着手段を介すことなく固定させている。
【００４７】
前記接着手段としては、ろう材、接着剤、石膏、両面テープなどの接着機能を備えるあらゆるものを使用することができる。ダイヤモンド膜３の表面に形成しためっき層４の上の２層目としてのめっき層の材料にろう材を含有させれば、別途に接着剤を使用しなくても部品１１に固定させることができる。
【００４８】
次に、ダイヤモンド被膜部品製造方法を説明する。ダイヤモンド被膜部品製造方法は、前記ダイヤモンド被膜体製造工程後に、請求項１に記載のダイヤモンド被膜体１と前記部品１１とを、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面との間に介在させたテープ状等の単体としてのろう材を加温させて、又は、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４の上に形成させた２層目である、ろう材の材質を含有させためっき層を加温させて固定させる、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とを接着剤等の接着手段で固定させる、前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４と前記部品１１の表面とをボルトナット等の締結手段で固定させる、あるいは、前記部品１１内の内壁に前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４を密着させて接着手段を介すことなく固定させる、固定化工程を備える。
【００４９】
前記締結手段としては、ボルトナットや留め具等がある。前記部品１１内の内壁に前記ダイヤモンド被膜体１のめっき層４を密着させて接着手段を介すことなく固定させる形態としては、管路の狭窄部に対して左右方向からダイヤモンド被膜体１を挿入して管路の内壁に密着させて流水による押圧で固定化する形態がある。
【００５０】
次に、実施例について記載するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００５１】
本実施形態に係るダイヤモンド被膜体１は、図２及び図３に示すように、ダイヤモンド膜形成工程Ａ、めっき層形成工程Ｂ、および基板除去工程Ｃを経ることによって形成することができる。
【００５２】
ダイヤモンド膜形成工程Ａでは、基板２の外面に気相合成によってダイヤモンド膜３を形成する。すなわち、図３（ａ）に示すように基板２としてタンタル線（直径０．０５ｍｍ〜５０ｍｍ程度、好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度のものを使用。）を使用し、この基板２を、ダイヤモンドパウダーを含有したアルコール溶液によって傷つけ処理を行った後、その外周面に熱フィラメントＣＶＤ法による気相合成によって、図３（ｂ）に示すように膜厚０．１μｍ〜５００μｍ程度、好ましくは１μｍ〜１００μｍ程度の肉薄のダイヤモンド膜３を形成する。
【００５３】
なお、傷つけ処理とは、アルコール溶液中に基板２を浸漬して超音波を印加する処理を言い、この処理によってダイヤモンド膜３を形成し易くすることができる。
【００５４】
めっき層形成工程Ｂでは、前記タンタル線のダイヤモンド膜３と接触していない面にめっき層４が形成されないように絶縁テープを貼り付けて覆った後、硫酸ニッケル、塩化ニッケル又はホウ酸を主成分とする最も実用的なめっき浴であるワット浴を用いて、電気めっき法によって行うことができる。このめっき層４の膜厚は、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍ程度、好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度とするのが良い。
【００５５】
そして、基板除去工程Ｃでは、図３（ｄ）に示すように、外面にダイヤモンド膜３が形成された基板２を除去する。基板除去は化学的に溶解させて除去する方法で行い、基板２とダイヤモンド膜３の一体物をフッ化水素酸溶液に浸漬し、基板２のみを溶解して除去する。この際、フッ化水素酸の濃度を高くし、その温度を５０℃〜９０℃程度に設定することによって溶解速度を速めることができる。
【００５６】
この基板除去工程Ｃにおいて、基板２が完全に溶解した後、残りのダイヤモンド膜３とめっき層４の一体物をフッ化水素酸溶液から取り出して水洗いし、乾燥させる。これによって、ダイヤモンド被膜体１が形成される。なお、図３（ｅ）に示すように、めっき層４の外周面は、円筒形の部品１１に接着手段５を介して固定される固定面4ａを形成する。
【００５７】
なお、基板２が完全に溶解したか否かは、水素等の細かい気泡が発生しなくなった時点をもって判断することができる。また、基板２であるタンタル線の外周面を円滑にすることによって、ダイヤモンド膜３の表面も円滑にすることができる。
【００５８】
このようにして形成したダイヤモンド被膜体１を、細管である部品１１の内周面に固定したダイヤモンド被膜部品１０を、図4および図５に示す。このダイヤモンド被膜部品１０は、次のようにして製造することができる。
【００５９】
まず、ダイヤモンド被膜体１を、部品１１の中空部に挿入する。この際、ダイヤモンド被膜体１の外周面と部品１１の中空部内周面との間に接着手段５である銀ろう等のろう材を介在させる。
【００６０】
次に、ダイヤモンド被膜体１と部品１１とろう材の一体物を、黒鉛るつぼ等のるつぼ内に入れ、真空加熱炉によって６００℃〜１０００℃程度、好ましくは７５０℃〜８５０℃程度の温度で数十分間加熱し、ろう材を溶融する。その後、冷却してろう材を固化し、ダイヤモンド被膜体１と部品１１とを接着状態として強固に固定する。これにより、ダイヤモンド被膜部品１０が製造される。
【００６１】
このようにして形成したダイヤモンド被膜部品１０には、図４又は図５に示すように、ダイヤモンド被膜体１が良好に固定されている。なお、このダイヤモンド被膜部品１０における、ダイヤモンド膜３及びめっき層４からなるダイヤモンド被膜体１の存在は、ＥＤＳ分析(エネルギ一分散型Ｘ線分析) して作成した元素マッピングによって確認することができた。
【実施例２】
【００６２】
本発明に係るダイヤモンド被膜体１を図６に示す。これは、金型である部品１１の表面に固定されるダイヤモンド被膜体１であり、ダイヤモンド膜３とめっき層４とを備える。
【００６３】
本実施形態に係るダイヤモンド被膜体１は、実施例１と同様に、図２又は図7に示すように、ダイヤモンド膜形成工程Ａ、めっき層形成工程Ｂ、および基板除去工程Ｃを経ることによって形成することができる。
【００６４】
ダイヤモンド膜３は、当該ダイヤモンド膜３を設けた後に除去される基板２の外面に気相合成によって形成されており、めっき層４は、ダイヤモンド膜３の外面に形成される。また、めっき層４の外面を、接着手段５を介して部品１１に固定される固定面4ａとしている。なお、めっき層４は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃu、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｓｎ、ＡｕあるいはＡｇを含む材料で構成することができる。
【００６５】
また、基板２は、金型の形状に対応した板状とし、その形成材料をＴａとしている。さらに、めっき層４は、Ｃｒを含む材料で形成している。なお、この基板２は、Ｔａの他に、Ｗ、Ｍｏ、ＳｉまたはＳｉＯ２等で形成することができる。
【００６６】
ダイヤモンド膜形成工程Ａでは、図７（ａ）に示すように基板２としてシリコンウエハを使用し、その表面にダイヤモンドパウダーを含有したアルコール溶液によって傷つけ処理を行った後、熱フィラメントＣＶＤ法により膜厚１０μｍ程度のダイヤモンド膜３を気相合成によって形成する。この際、ダイヤモンド膜３にホウ素を含有させて導電性を持たせることができる。
【００６７】
次のめっき層形成工程Ｂでは、図７（ｂ）に示すように、基板２のダイヤモンド膜３が形成されていない部分に銅線を取付け、その上から絶縁テープを貼り付け、全面を覆う。その状態で脱脂および酸洗した後、銅線に外部電源からの電流を流し、ワット浴を使用して膜厚０．５ｍｍ程度のニッケルめっき層４を形成する。
【００６８】
続く基板除去工程Ｃでは、図７（ｃ）に示すように、絶縁テープを取り除いて銅線を外した後、基板２とダイヤモンド膜３とめっき層４の一体物を、約７０℃の水酸化カリウム水溶液（約５０ｗｔ％）に浸漬してシリコンウエハからなる基板２のみを溶解して除去する。これにより、ダイヤモンド膜３と、補強層として作用するめっき層４とで構成されたダイヤモンド被膜体１を形成することができる。なお、めっき層４の外面は、図７（ｄ）に示すように、接着手段５を介して部品１１に固定される固定面4ａを形成する。
【００６９】
このダイヤモンド被膜体１を、金型なる部品１１の表面に、接着手段５を介して固定することによって製造したダイヤモンド被膜部品１０を、図８に示す。
【実施例３】
【００７０】
本発明に係るダイヤモンド被膜体形成方法として、まず、ダイヤモンド膜形成工程Ａでは、基板２としてシリコンウエハを使用し、その片面を、ダイヤモンドパウダーを含有したアルコール溶液で傷つけ処理を行った後に、熱フィラメントＣＶＤ法により膜厚１０μｍ程度のダイヤモンド膜３を気相合成によって形成する。
【００７１】
次のめっき層形成工程Ｂでは、基板２のダイヤモンド膜３が形成されていない面を絶縁テープにより覆い、その状態で脱脂および酸洗した後に、センシタイジング処理およびアクチベイティング処理を施す。その後、無電解めっき浴を用いて膜厚０．５ｍｍ程度のニッケル−リンめっき層４を形成する。
【００７２】
センシタイジング処理とは、被めっき材である基板２を塩化スズ溶液中に浸漬することによって基板２の表面にスズを吸着させる手法を言う。また、アクチベイティング処理とは、センシタイジング処理を施した基板２を塩化パラジウム溶液に一定時間浸漬して基板２の表面にパラジウム核を析出させる手法を言う。両処理を施すことによって、基板２の表面に吸着しているパラジウムが触媒となって無電解ニッケルめっきの反応が開始する。
【００７３】
続く基板除去工程Ｃでは、絶縁テープを除去した後、基板２とダイヤモンド膜３とめっき層４の一体物を、約７０℃の水酸化カリウム水溶液（５０ｗｔ％）に浸漬してシリコンウエハからなる基板２のみを溶解して除去する。これにより、補強層として機能するニッケルめっき層４を有するダイヤモンド被膜体１を形成することができる。
【実施例４】
【００７４】
次に、実施例４として本発明に係るダイヤモンド被膜体形成方法を説明する。最初のダイヤモンド膜形成工程Ａにおいて、基板２としてシリコンウエハを使用し、その片面にダイヤモンドパウダーを含有したアルコール溶液で傷つけ処理を行った後に、熱フィラメントＣＶＤ法による気相合成によって膜厚１０μｍ程度のダイヤモンド膜３を形成する。
【００７５】
次のめっき層形成工程Ｂでは、前処理として酸素プラズマエッチング装置により、ダイヤモンド膜３の表面に適度なエッチングを施す。その後、基板２のダイヤモンド膜３が形成されていない面を絶縁テープによって覆い、その状態で、センシタイジング処理およびアクチベイティング処理を行い、無電解めっき浴を使用して膜厚０．５ｍｍ程度のニッケルめっき層４を形成する。
【００７６】
続く基板除去工程Ｃでは、絶縁テープを取り除いた後、基板２とダイヤモンド膜３とめっき層４の一体物を、約７０℃の水酸化カリウム水溶液（５０ｗｔ％）に浸漬してシリコンウエハからなる基板２のみを溶解して除去することにより、補強層として機能するニッケルめっき層４を備えたダイヤモンド被膜体１を形成することができる。
【実施例５】
【００７７】
次に、実施例５として本発明に係るダイヤモンド被膜体形成方法を説明する。ダイヤモンド膜形成工程Ａでは、基板２としてシリコンウエハを使用し、その片面にダイヤモンドパウダーを含有したアルコール溶液で傷つけ処理を行った後、熱フィラメントＣＶＤ法による気相合成によって、膜厚１０μｍ程度のダイヤモンド膜３を形成する。
【００７８】
次のめっき層形成工程Ｂでは、基板２とダイヤモンド膜３の一体物を過塩素酸または硫酸と硝酸の混合物の中で加熱することにより、ダイヤモンド膜３の表面を洗浄するとともに化学修飾させてダイヤモンド膜３とめっき層４との密着性を高める。化学修飾とは、無機粒子表面を、化学物質を用いて化学反応処理を施すことを言う。
【００７９】
その後、ダイヤモンド膜３が形成されていない面を絶縁テープにより被覆した後、センシタイジング処理およびアクチベイティング処理を施し、無電解めっき浴を使用して膜厚０．５ｍｍ程度のニッケルめっき層４を形成する。
【００８０】
そして、基板除去工程Ｃでは、絶縁テープを除去した後、基板２とダイヤモンド膜３とめっき層４の一体物を、約７０℃の水酸化カリウム水溶液（５０ｗｔ％）に浸漬してシリコンウエハからなる基板２のみを溶解して除去し、ニッケルめっき層４で補強したダイヤモンド被膜体１を形成する。
【実施例６】
【００８１】
次に実施例６として本発明に係るダイヤモンド被膜体形成方法を説明する。この実施例６では、筒状のダイヤモンド被膜体１を対象としている。
【００８２】
まず、ダイヤモンド膜形成工程Ａでは、図９に示すように、基板２であるタンタル線の中心付近にあらかじめ切欠き形状等の脆弱部２ａを形成する。脆弱部２ａを形成した基板２を、熱フィラメントＣＶＤ法による気相合成によって、その外周面に膜厚１０μｍ程度のダイヤモンド膜３を形成する。
【００８３】
続いて、めっき層形成工程Ｂでは、基板２とダイヤモンド膜３の一体物を脱脂および酸洗した後、センシタイジング処理およびアクチベイティング処理を施して、無電解めっき浴を使用して膜厚０．５ｍｍ程度ニッケルめっき層４を形成する。
【００８４】
そして、基板除去工程Ｃでは、図９に示すように、基板２であるタンタル線の両端を機械的に引っ張ることによって当該基板２を脆弱部２ａで切断し、両方向へ引き抜く。これにより、筒状のダイヤモンド被覆体１を形成することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１      ダイヤモンド被膜体
２      基板
２ａ    脆弱部
３      ダイヤモンド膜
４      めっき層
４ａ    固定面
５      接着手段
１０    ダイヤモンド被膜部品
１１    部品
Ａ      ダイヤモンド膜形成工程
Ｂ      めっき層形成工程
Ｃ      基板除去工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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