(57)【要約】【課題】  減圧環境を必要とせず脆性材料からなる膜状体を堆積できる脆性材料構造物の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】  ノズルと基材とを相対的に変位させつつ、微粒子をガス中に分散させたエアロゾルが前記基材に間欠的に衝突するように、前記エアロゾルを前記ノズルから前記基材に向けて噴射して、前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成することを特徴とする脆性材料構造物の製造方法を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルと基材とを相対的に変位させつつ、微粒子をガス中に分散させたエアロゾルが前記基材に間欠的に衝突するように、前記エアロゾルを前記ノズルから前記基材に向けて噴射して、前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成することを特徴とする脆性材料構造物の製造方法。
【請求項２】
前記エアロゾルの前記基材への間欠的な衝突が、前記ノズルの噴射口の位置の切替えに基づく基材上の特定部位への間欠的な衝突であることを特徴とする請求項１記載の脆性材料構造物の製造方法。
【請求項３】
前記エアロゾルの前記基材への間欠的な衝突が、前記エアロゾルの前記基材上への断続的な噴射に基づくことを特徴とする請求項１記載の脆性材料構造物の製造方法。
【請求項４】
前記エアロゾルの前記基材への間欠的な衝突の間隔は、前記エアロゾルの前記基材への衝突を停止した後に前記エアロゾルの前記基材への衝突に基づき前記基材の表面近傍に形成されるガスの淀み領域が実質的に消失するまでの時間よりも長いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の脆性材料構造物の製造方法。
【請求項５】
前記エアロゾルの前記基材への衝突の間隔は、０．１秒以上であることを特徴とする請求項３または４に記載の脆性材料構造物の製造方法。
【請求項６】
微粒子をガス中に分散させたエアロゾルをノズルから基材に向けて噴射するとともに、基材上のエアロゾルが衝突する位置でガスの淀みが生じない程度の高速でノズルと基材とを相対的に変位させつつ、前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成することを特徴とする脆性材料構造物の製造方法。
【請求項７】
実質的に大気圧のもとで、前記エアロゾルを前記基材に衝突させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の脆性材料構造物の製造方法。
【請求項８】
前記脆性材料構造物が前記基材の表面に連続的に形成されるように前記ノズルと前記基材とを相対的に変位させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の脆性材料構造物の製造方法。
【請求項９】
微粒子をガス中に分散させてエアロゾルを形成するエアロゾル化機構と、
前記エアロゾルを基材に向けて衝突させるノズルと、
前記エアロゾルを前記基材に間欠的に衝突させる間欠噴射機構と、
前記基材と前記ノズルとを相対的に変位させる駆動機構と、
を備え、
前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成可能としたことを特徴とする脆性材料構造物の製造装置。
【請求項１０】
前記間欠噴射機構は、前記ノズルに設けられた噴射口の位置の切替えまたは複数の噴射口の開閉の切替えにより、前記エアロゾルの前記基材への衝突位置を変化させる機構であることを特徴とする請求項９記載の脆性材料構造物の製造装置。
【請求項１１】
前記間欠噴射機構は、前記エアロゾルの前記基材への衝突の間隔を、０．１秒以上とすることを特徴とする請求項９または１０に記載の脆性材料構造物の製造装置。
【請求項１２】
微粒子をガス中に分散させてエアロゾルを形成するエアロゾル化機構と、
前記エアロゾルを基材に向けて噴出させるノズルと、
前記基材と前記ノズルとを高速で相対的に変位させる駆動機構と、
を備え、
前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成可能としたことを特徴とする脆性材料構造物の製造装置。
【請求項１３】
前記駆動機構は、前記脆性材料構造物が前記基材の表面に連続的に形成されるように前記ノズルと前記基材とを相対的に変位させることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の脆性材料構造物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性材料構造物の製造方法及び製造装置に関し、より詳細には、粉末と気体からなるエアロゾルを基材の表面に噴射して膜状体を形成する脆性材料構造物の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材表面に脆性材料の膜状体を形成させる方法として、「エアロゾルデポジション法」（以下、ＡＤ法）がある（例えば、特許文献１及び特許文献２）。これは、脆性材料を含む微粒子をガス中に分散させた「エアロゾル」をノズルから基材に向けて連続的に噴射し、金属やガラス、セラミックスやプラスチックなどの基材に微粒子を衝突させ、この衝突の衝撃により脆性材料微粒子に変形や破砕を起させしめてこれらを接合させ、基材上に微粒子の構成材料からなる膜状体をダイレクトに形成させる方法である。この方法によれば、特に加熱手段などを必要とせず、常温で膜状体が形成が可能であり、焼成体と同等以上の機械的強度を有する膜状体を得ることができる。また、微粒子を衝突させる条件や微粒子の形状、組成などを制御することにより、膜状体の密度や機械強度、電気特性などを多様に変化させることが可能である。
【特許文献１】特許第３３４８１５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２１２７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＡＤ法は、多くの場合、真空あるいは減圧雰囲気中で、基材にエアロゾルを連続的に噴射させることにより実施される。これに対して、大気圧あるいはこれに近い高い圧力のもとでも脆性材料からなる膜状体を堆積できると便利である。この観点から独自の検討を実施した結果、本発明者は、ＡＤ法の堆積のメカニズムについて新たな知見を得るに至った。
【０００４】
本発明はかかる新たな知見に基づいてなされたものであり、真空あるいは減圧環境のみならず、大気圧あるいはこれに準ずる圧力下においても、脆性材料からなる膜状体を堆積できる脆性材料構造物の製造方法および製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、ノズルと基材とを相対的に変位させつつ、微粒子をガス中に分散させたエアロゾルが前記基材に間欠的に衝突するように、前記エアロゾルを前記ノズルから前記基材に向けて噴射して、前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成することを特徴とする脆性材料構造物の製造方法が提供される。  上記構成によれば、減圧環境を必要とせず脆性材料からなる膜状体を堆積できる脆性材料構造物の製造方法を提供できる。
【０００６】
ここで、本願明細書において「間欠的」とは、基材上の特定の一部において、エアロゾルが時間的にみて不連続的に衝突する状態をいうものとする。従って、ノズルからエアロゾルが連続的に噴射される場合も、断続的に噴射される場合も包含するものとする。
【０００７】
例えば、前記エアロゾルの前記基材への間欠的な衝突が、前記ノズルの噴射口の位置の切替えに基づく基材上の特定部位への間欠的な衝突であるものとすることができる。
【０００８】
または、前記エアロゾルの前記基材への間欠的な衝突が、前記エアロゾルの前記基材上への断続的な噴射に基づくものとすることもできる。
【０００９】
ここで、前記エアロゾルの前記基材への間欠的な衝突の間隔は、前記エアロゾルの前記基材への衝突を停止した後に前記エアロゾルの前記基材への衝突に基づき前記基材の表面近傍に形成されるガスの淀み領域が実質的に消失するまでの時間よりも長いものとすれば、ガスの淀み領域による圧力障壁の作用を回避して、微粒子を基材に高速で衝突させ、緻密な脆性材料構造物を高い堆積速度で形成することができる。
【００１０】
また、前記エアロゾルの前記基材への衝突の間隔は、０．１秒以上であるものとすれば、ガスの淀み領域を効率的に解消させることができる。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、微粒子をガス中に分散させたエアロゾルをノズルから基材に向けて噴射するとともに、基材上のエアロゾルが衝突する位置でガスの淀みが生じない程度の高速でノズルと基材とを相対的に変位させつつ、前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成することを特徴とする脆性材料構造物の製造方法が提供される。
【００１２】
上記構成によっても、減圧環境を必要とせず脆性材料からなる膜状体を堆積できる脆性材料構造物の製造方法を提供できる。
【００１３】
ここで、実質的に大気圧のもとで、前記エアロゾルを前記基材に衝突させるものとすれば、減圧環境を形成するための設備が不要となり、低コストで広範な用途に用いることができる脆性材料構造物の製造方法を提供できる。
【００１４】
また、前記脆性材料構造物が前記基材の表面に連続的に形成されるように前記ノズルと前記基材とを相対的に変位させるものとすれば、大気圧あるいはそれに近い圧力のもとでも高い堆積速度で連続的な膜状の脆性材料構造物を形成できる。
【００１５】
一方、本発明のさらに他の態様によれば、
微粒子をガス中に分散させてエアロゾルを形成するエアロゾル化機構と、
前記エアロゾルを基材に向けて噴出させるノズルと、
前記エアロゾルを前記基材に間欠的に衝突させる間欠噴射機構と、
前記基材と前記ノズルとを相対的に変位させる駆動機構と、
を備え、
前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成可能としたことを特徴とする脆性材料構造物の製造装置が提供される。
【００１６】
上記構成によれば、減圧環境を必要とせず脆性材料からなる膜状体を堆積できる脆性材料構造物の製造方法を提供できる。
【００１７】
ここで、前記間欠噴射機構は、前記ノズルに設けられた噴射口の位置の切替えまたは複数の噴射口の開閉の切替えにより、前記エアロゾルの前記基材への衝突位置を変化させる機構であるものとすることができる。
【００１８】
ここで、前記間欠噴射機構は、前記エアロゾルの前記基材への衝突の間隔を、０．１秒以上とするものとすれば、ガスの淀み領域を効率的に解消させることができる。
【００１９】
また、本発明のさらに他の態様によれば、
微粒子をガス中に分散させてエアロゾルを形成するエアロゾル化機構と、
前記エアロゾルを基材に向けて噴出させるノズルと、
前記基材と前記ノズルとを高速で相対的に変位させる駆動機構と、
を備え、
前記微粒子の構成材料からなる脆性材料構造物と前記基材との複合構造物を形成可能としたことを特徴とする脆性材料構造物の製造装置が提供される。
【００２０】
上記構成によっても、減圧環境を必要とせず脆性材料からなる膜状体を堆積できる脆性材料構造物の製造方法を提供できる。
【００２１】
また、前記駆動機構は、前記脆性材料構造物が前記基材の表面に連続的に形成されるように前記ノズルと前記基材とを相対的に変位させるものとすれば、大気圧あるいはそれに近い圧力のもとでも高い堆積速度で連続的な膜状の脆性材料構造物を形成できる。
【００２２】
なお、本願明細書において「微粒子」とは、緻密質粒子である場合は、粒度分布測定や走査型電子顕微鏡などにより同定される平均粒径が５０マイクロメータ以下のものをいう。
【００２３】
また、本願明細書において「エアロゾル」とは、ヘリウム、窒素、アルゴン、酸素、乾燥空気、これらを含む混合ガスなどのガス中に前述の微粒子を分散させたものであり、これら微粒子が単独でガス中に分散している状態と、これら微粒子が凝集した凝集粒がガス中に分散した状態を含む。エアロゾルのガス圧力と温度は任意であるが、ガス中の微粒子の濃度は、ガス圧を１気圧、温度を摂氏２０度に換算した場合に、ノズルの噴出口から噴射される時点において０.０００３ｍＬ／Ｌ〜０.０６ｍＬ／Ｌの範囲内であることが膜状構造物の形成にとって望ましい。
【００２４】
また、エアロゾルを成膜基板に噴射する速度は任意ではあるが、２０ｍ／秒以上とすることが望ましく、１００〜４５０ｍ／秒の範囲内とすることがより望ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、微粒子と気体とからなるエアロゾルを基材表面に間欠的に噴射することにより、大気圧あるいはそれに近い高い圧力下においても、脆性材料からなる膜状体を安定的に製造でき、産業上のメリットは多大である。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかる脆性材料構造物の製造方法を表す模式図である。
【００２７】
本実施形態においては、脆性材料を堆積する基材１００と、エアロゾルを噴射するノズル２００と、を相対的に変位させつつ、エアロゾルを間欠的に噴射する。  
例えば、図１に表した具体例の場合、まず同図（ａ）に表したように、ノズル２００から基材１００の表面へ、パルス状のエアロゾルＰ１を噴射し、脆性材料からなる第１の堆積部Ｄ１を形成する。次に、エアロゾルの噴射を一旦停止した後、基材１００をノズル２００に対して相対的に水平方向Ａへ移動する。ここで、基材１００の移動量は、堆積部が連続的に形成されるように適宜決定することができる。なお、基材１００を移動させる代わりにノズル２００を移動させてもよく、これら両者を移動させてもよい。  
次に、図１（ｂ）に表したように、パルス状のエアロゾルＰ２を噴射し、脆性材料からなる第２の堆積部Ｄ２を第１の堆積部Ｄ１に隣接させあるいは一部を重複させて形成する。第１の堆積部Ｄ１と第２の堆積部Ｄ２との位置関係は、基材１００の移動量により調節できる。このようして形成された第２の堆積部Ｄ２と第１の堆積部Ｄ１と、の界面は品質的に同質化しているため、均一な脆性材料からなる連続的な堆積部と見なすことができる。次に、エアロゾルの噴射を一旦停止した後、基材１００をノズル２００に対して相対的に水平方向Ａへ移動する。
【００２８】
しかる後に、図１（ｃ）に表したように、パルス状のエアロゾルＰ３を噴射し、脆性材料からなる第３の堆積物Ｄ３を第２の堆積物Ｄ２に隣接させあるいは重複させて形成する。この際にも、第３の堆積物Ｄ３と第２の堆積物Ｄ２と、の界面構造は品質的に同質化しており、均一な脆性材料と見なすことができる。次に、エアロゾルの噴射を一旦停止した後、脆性構造材料が連続して形成できるように基材１００をノズル２００に対して相対的に水平方向Ａへ移動する。  
以上説明した一連のステップを順次繰り返し、図１（ｄ）に表したように、パルス状のエアロゾルＰｎを 噴射して、脆性材料からなる第ｎの堆積物Ｄｎを第ｎ−１の堆積物Ｄｎ−１に隣接させあるいは重複させて形成する。このようにして、基材１００の上に略均一な膜厚を有する脆性材料の連続的な膜状体を堆積させることができる。
【００２９】
なお、図１においては、エアロゾルを間欠的に噴射し、それに合わせて基材１００を間欠的に移動させる具体例を表したが、本発明はこれには限定されず、例えば、基材１００とノズル２００とを相対的に連続的に移動させながら、エアロゾルを間欠的に噴射させてもよい。
【００３０】
図２乃至図６は、本実施の形態にかかる脆性材料構造物の製造方法のメカニズムを説明するための模式図である。  
まず、図２は、大気圧力下にて、ノズルから基材表面へガスの噴射を開始した直後のガスの流れの変化を説明するための模式図である。  
同図（ａ）は、ノズル２００から基材１００の表面へガスＣ１０の噴射を開始した瞬間を表す。ノズル２００から噴出したガスＣ１０は、基材１００の表面に向けて進み、その表面に衝突する。  
そして、図２（ｂ）に例示したように、衝突点を中心とし、基材１００の表面に沿って拡がる方向に流出するガスＣ１０の流れＡが形成され始める。この時、ガスＣ１０の基材１００の表面で、衝突点の付近にガスの淀み領域Ｂ１０が形成される。この淀み領域Ｂ１０は、衝突点を中心として周囲に拡がる方向に流出するガスの流れＡに取り囲まれるように形成され、周囲に比べてガスの密度（あるいは圧力）が高く、流体抵抗が大きい部分である。
【００３１】
さらにガスＣ１０の噴出を続けると、図２（ｃ）に表したように、基材１００との衝突点を中心として周囲に拡がるガスＣ１０の定常的な流れＡが形成される。この定常的な流れの形成に伴い、淀み領域Ｂ１０も定常的なサイズに成長する。
【００３２】
以上説明したように、ノズル２００から基材１００の表面に向けてガスの噴射を開始すると、時間の経過とともに、基材１００への衝突点を中心として周囲に拡がるガスの定常的な流れＡが形成され、その内側に定常的なガスの淀み領域Ｂ１０が形成される。
【００３３】
次に、エアロゾルを噴射した場合の微粒子の動きについて説明する。エアロゾルを噴射した場合、微粒子のサイズ（あるいは重さ）により、その動きが異なる。以下、小さい微粒子の動きと大きい微粒子の動きについて、それぞれ説明する。  
なお、本発明者の実験によれば、粒径の小さな微粒子は基材の表面に堆積して堆積物を構成し、これに対して、粒径の大きな微粒子は、基材の表面には堆積しにくく、粒径の小さな微粒子に運動エネルギーを与えてその堆積を促進させる作用を有することが判明している。つまり、基板の表面付近に到達した小さい微粒子の上から衝突することにより、小さい微粒子に大きな衝突エネルギーを与え、緻密な堆積物を形成させる作用を有する。また一方、粒径の大きな微粒子は、堆積物に対するブラスト効果によるエッチング作用も有する。
【００３４】
ここで、「小さい微粒子」とは、粒径が概ね１μｍ未満のものをいい、「大きな微粒子」とは、粒径が概ね１μｍ以上のものをいう。
【００３５】
図３は、小さい微粒子を含むエアロゾルを基材に噴射した場合の堆積挙動を表し、図４は大きい微粒子を含むエアロゾルを用いた場合の堆積挙動を表す模式図である。すなわち、これらの図面は、定常的な流れが形成されている状態での微粒子の動きを説明するための模式図である。  
図３に表したように、ノズル２００から基材１００へ小さい微粒子ＳＰ１０を含んだエアロゾルＣ１０を噴射して定常的な流れが形成された状態においては、図２（ｃ）に関して前述したように、基材１００との衝突点を中心として周囲に拡がる流れＡが形成され、その内側に淀み領域Ｂ１０が形成される。
【００３６】
この定常的な状態においては、小さい（あるいは軽い）微粒子は淀み領域Ｂ１０の外側の流れＡに沿って流出しやすいため、基材１００には衝突しにくい。一方、矢印Ｂで表したように淀み領域Ｂ１０に流入した小さい微粒子ＳＰ１０は、淀み領域Ｂ１０が圧力障壁として作用するためにその速度が大幅に減速され、基材１００の表面に堆積しにくい。これら微粒子ＳＰ１０が仮に堆積しても、堆積物の密度は低い。つまり、小さい微粒子は、慣性が小さいために淀み領域Ｂ１０において大幅に減速されてしまい、緻密な膜状体を形成するために必要な衝突速度に達しない。  
図４は、定常的な流れが形成されている状態での、大きい微粒子の動きを説明するための模式図である。
【００３７】
同図（ａ）に表したように、ノズル２００から基材１００へ大きい微粒子ＬＰ１０を含むエアロゾルＣ１０を噴射して定常的な流れが形成された状態では、図２（ｃ）に関して前述したように、基材１００との衝突点の近傍に淀み領域Ｂ１０が形成する。  
この定常的な状態において、大きい（あるいは重い）微粒子ＬＰ１０は、慣性が大きいために淀み領域Ｂ１０に浸入し、圧力障壁としての影響を受けて速度が若干低下するが、そのまま直進して基材１００の表面に衝突する確率が高い。しかし、このような大きな微粒子ＬＰ１０は、ブラスト効果によるエッチング作用が大きく、結果として、堆積物として成長しにくい。
【００３８】
図５は、大気圧に近い圧力下においてエアロゾルの噴射時間ＳＴに対する堆積速度の推移を例示したグラフ図である。  
大気圧に近い圧力下において、基材の表面に対してエアロゾルの噴射を開始すると、エアロゾルの噴射時間ＳＴの増加に伴い、堆積速度ＤＲが漸次的に低下する遷移領域Ｔ１が生じる。これは、図２乃至図４に関して前述したように、ガスの流れが定常状態に遷移するにつれて、ガスの淀み領域が形成され、堆積に寄与する微粒子が基材に対する衝突速度が低下しまたは衝突しにくくなるからである。
【００３９】
淀み領域Ｂ１０（図２）と、その周囲に向けて流出する流れＡが定常的に形成されると、定常領域Ｔ２となる。定常領域Ｔ２においては、堆積速度ＤＲは定常的なレベルに低下して安定する。後に実施例を参照しつつ詳述するように、定常領域Ｔ２における堆積速度ＤＲは、非常に小さく、ゼロに近い場合もある。つまり、大気圧に近い圧力下においては、連続的にエアロゾルを噴射しても、厚い膜状態を形成することは困難となる。
【００４０】
これに対して、本実施形態によれば、エアロゾルを間欠的に噴射することにより、高い堆積速度が得られる遷移領域Ｔ１を繰り返すことができる。その結果として、大気圧あるいはそれに近い高い圧力下においても、高い堆積速度で脆性材料の厚い膜状体を形成できる。  
図６及び図７は、本実施形態においてノズルから基材表面へエアロゾルを間欠的に噴射したときの堆積の挙動を連続的に表した模式図である。
【００４１】
まず、図６（ａ）に表したように、ノズル２００から基材１００へエアロゾルＰ１０の噴射を開始する。エアロゾルＰ１０が基材１００の表面に衝突すると、図６（ｂ）に表したように、堆積物Ｄ１０の形成が開始され、これと同時に、衝突点近傍にガス淀み領域も形成され始める。そして、エアロゾルＰ１０は基材表面１００に沿って拡がる方向Ａに流出する。
【００４２】
エアロゾルＰ１０の噴射流の遷移状態においては、図６（ｃ）に表したように堆積物Ｄ１０が成長するとともに、淀み領域Ｂ１０も拡大する。図６（ｄ）に表したように、エアロゾルＰ１０の噴射流が定常状態になると、淀み領域Ｂ１０の存在によって堆積物Ｄ１０の成長は停止し、または堆積速度が大幅に低下する。
【００４３】
次に、ガスの淀み領域Ｂ１０を除去するために、同図（ｅ）に表したように、エアロゾルの噴射を一旦停止する。そして、堆積物が連続して形成するように、基材１００とノズル２００とを相対的に水平方向Ａ１０へ移動させる。なお、基材１００をエアロゾルの噴射に合わせて間欠的に移動させる代わりに、連続的に移動させてもよい。
【００４４】
そして、図７（ａ）に表したように、図６（ｅ）のステップで堆積した堆積物Ｄ１０に隣接あるいは重複するように、パルス状のエアロゾルＰ２０の噴射を開始する。
【００４５】
すると、図７（ｂ）に表したように、堆積物Ｄ２０の形成が堆積物Ｄ１０に密接して開始されると同時に、衝突点近傍にガス淀み領域Ｂ２０も形成され始め、エアロゾルＰ２０は基材表面１００および堆積物Ｄ１０の表面に沿って拡がる方向Ａに流出し始める。そして、エアロゾルＰ２０の噴射流の遷移状態では、図７（ｃ）に表したように堆積物Ｄ２０は堆積物Ｄ１０に密接して成長し続け、また、衝突点近傍のガス淀み領域Ｂ２０も拡大する。
【００４６】
その後、図７（ｄ）に表したように、エアロゾルＰ２０の噴射流が定常状態になると、堆積物Ｄ２０の成長と、淀み領域Ｂ２０の拡大と、は、ほぼ停止する。そこで、図７（ｅ）に表したようにエアロゾルの噴射を一旦停止し、ガスの淀み領域Ｂ２０を除去する。その後、堆積物Ｄ２０と連続形成するように、基材１００とノズル２００とを相対的に水平方向Ａ１０に移動する。  
以上説明したように、図６及び図７に表した一連のステップを繰り返すことにより、大気圧のような高い圧力下においても、高い堆積速度でＡＤ法による脆性材料構造物の製造が可能になる。
【００４７】
本実施形態においては、小さな微粒子ＳＰ１０（図３）が基材１００の表面に高速で衝突することにより堆積物ＳＰ１０が形成される。微粒子が高速で衝突する際に形成される「ずれ面」や「破面」には、もともとの微粒子の内部に存在し、別の原子と結合していた原子が剥き出しの状態となった「新生面」が形成される。表面エネルギーが高く活性なこの新生面が、基材１００の表面や他の微粒子と結合することにより、基材１００に対する付着強度が極めて高くかつ緻密な脆性材料構造物が形成する。
【００４８】
また、本実施形態において、エアロゾルの粒子が基材の上で破砕・変形を起していることは、原料として用いる原料粒子と、形成された脆性材料構造物の結晶子サイズと、をＸ線回折法などで測定することにより確認できる。すなわち、多くの場合、ＡＤ法で形成された脆性材料構造物の結晶子サイズは、原料として用いる小さな微粒子ＳＰ１０の結晶子サイズよりも小さい。
【００４９】
さらにまた、その結晶は実質的に結晶配向性のない場合が多く、結晶同士の界面には、ガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない。ＡＤ法により形成される脆性材料構造物は、粒子同士が圧力によりパッキングされ物理的な付着で形態を保っている状態のいわゆる「圧粉体」とは明らかに異なり、十分な強度を保有している。
【００５０】
本発明の実施形態にかかる脆性材料構造物の製造方法の具体的な条件について例示すると以下の如くである。  
まず、エアロゾルを噴射する際のノズル出口における噴射速度は、２０ｍ／秒以上であることが望ましい。噴射速度が２０ｍ／秒以下であると、基材に衝突した時の粉末粒子の破砕・変形が不十分であるため、基材１００と堆積物Ｄ１０との密着強度が弱く、剥離しやすくなる。
【００５１】
またその際、エアロゾルを間欠噴射する間隔を０．１秒以上とすることで、図６及び図７に関して前述したメカニズム通りにより、緻密な脆性材料構造物を高い堆積速度で製造することができる。間欠噴射の間隔が０．１秒以下であると、淀み領域Ｂ１０、Ｂ２０を十分に消失させることができず、堆積物の成長速度が低下したり、膜状体の緻密度が低下するおそれがある。また、間欠噴射の間隔がおよそ１０秒以上であると、生産効率が低下する。
【００５２】
次に、本実施形態の脆性材料構造物の製造方法に用いて好適な製造装置について説明する。  
図８は、本発明の実施形態にかかる脆性材料構造物の製造装置の基本構成を例示する模式図である。  
本具体例の製造装置は、高圧ガス源１と、圧力調整弁２と、電磁弁３と、タイマー４と、固気混合器５と、ノズル６と、基材１００を載置するＸＹ移動台７と、タイマー４及びＸＹ移動台７を制御する制御部８と、を有する。高圧ガス源としては、コンプレッサーや、ガスが高圧に充填されたガスボンベなどを用いることができる。高圧ガス源１から高圧のガスを供給し、圧力調整弁２で圧力調整を行う。制御部８に制御されるタイマー４から間欠的にガスを供給する電気信号を電磁弁３に送り、それを受けて電磁弁３でガス流路の開閉を行い、固気混合器５にガスを間欠的に供給する。
【００５３】
固気混合器５には、脆性材料を含む粉末が収容され、電磁弁３を介してガスが導入されると、微粒子が分散されたエアロゾルが形成される。形成されたエアロゾルは、ノズル６から、ＸＹ移動台７に載置した基材１００へ噴射される。ＸＹ移動台７は、制御部８からの制御により、間欠的または連続的に移動する。エアロゾルを間欠的に噴射させつつ、ＸＹ移動台７を間欠的または連続的に移動させることにより、基材１００の表面に脆性材料を含む膜状体を形成できる。
【００５４】
なお、高圧ガス１から供給するガスとしては、空気、窒素、アルゴン、ヘリウムなど、各種のガスを用いることができる。また、ノズル６の先端の噴出口は、例えば、０．４×１０ミリメータ程度のスリット状とすることができる。また、図８に表したように、電磁弁３とノズル６の噴出口との間に一定の空間体積が存在する場合は、圧縮性のガスを使用する都合上、間欠噴射の波形がなまり、電磁弁３を閉じている状態でも少量のガスが噴射される、いわゆる「脈動的噴射」となる場合もある。このような場合であっても、図６などに関して前述したメカニズムが実質的に働く状態であれば、これは本発明の間欠噴射に含まれるものとする。
【００５５】
図９乃至図１４は、本実施形態において用いることができる間欠噴射の機構を例示する模式図である。
【００５６】
図９は、間欠噴射機構の第１の具体例を表す模式図である。  
本具体例においては、ノズル６の前方に、切り欠きを有した円状のシャッター１２が設けられている。ノズル６は、矢印Ａの方向にエアロゾルが導入され、スリット状の噴出口６Ａから矢印Ｂの方向にエアロゾルを噴出する。また、シャッター１２は、モータ１３により矢印Ａ（またはその反対方向）に回転され、ノズル６から矢印Ｂの方向に噴射されるエアロゾルを間欠的に遮蔽する。このようにして、エアロゾルを間欠的に噴射することが可能となる。
【００５７】
図１０は、間欠噴射機構の第２の具体例を表す模式図である。  
本具体例においては、ノズル６の前方に、略長方形のシャッター１５が設けれている。シャッター１５は、モータ１３によって矢印Ｃの方向に往復移動し、ノズル６の噴出口６Ａを間欠的に遮蔽する。このようにして、エアロゾルを間欠的に噴射することが可能となる。
【００５８】
図１１は、間欠的噴射機構の第３の具体例を表す模式図である。  
ノズル６は、矢印Ａの方向にエアロゾルが導入され、矢印Ｂの方向にエアロゾルを噴出する。そして、ノズル６にエアロゾルを送るためのフレックス管１７が接続されている。フレックス管１７は、ゴムや樹脂などの柔軟な材料により形成され、変形可能とされている。フレックス管１７をモータ１３で回転可能にした複数の偏心カム１８で挟むことで、ノズル６にエアロゾルを間欠的に供給することが可能となる。
【００５９】
図１２は、間欠噴射機構の第４の具体例を表す模式断面図である。  
本具体例においては、ノズル６の噴射経路に直線的に往復する電磁ソレノイド２０が設けられている。ソレノイド２０の駆動軸２１の先端にはスライド弁座２２が取り付けられ、矢印Ｃの方向に移動可能とされている。図１２は、スライド弁座２２がノズル６のエアロゾル導入口６Ｂを塞いだ状態を表している。スライド弁座２２が同図において上方向に移動すると、エアロゾル導入口６Ｂが開かれ、噴出口６Ａからエアロゾルが噴射される。ソレノイド２０によりスライド弁座２２を往復摺動することにより、エアロゾルを間欠的に噴射することが可能となる。
【００６０】
図１３は、間欠噴射機構の第５の具体例を表す模式図である。  
本具体例においては、ノズル６の少なくとも一部がゴムや樹脂などのフレキシブルな材料により形成され、同図に例示した如く変形させることにより、噴出口６Ａの位置あるいは向きを変えることができる。ノズル６には直線状に往復運動するスイッチング装置２２が接続され、ノズル６の先端はスイッチング装置２２の動作も連動して直線状に往復運動する。例えば、ノズル６からは連続的にエアロゾルを噴出させながら、図１３において、基材１００上の、第１の位置１００Ａと、第２の位置１００Ｂと、でそれぞれ所定の時間、ノズル６を停止することにより、これら２箇所においてパルス的にエアロゾルを噴射させることができる。この時、ノズル６の往復直線運動に連動させて、基材１００を間欠的または連続的に移動させることにより、基材１００の表面に広範囲に厚い膜状体を堆積できる。
【００６１】
図１４は、間欠噴射機構の第６の具体例を表す模式図である。  
本具体例においては、第４具体例に関して前述したものと同様に、ノズル６に、電磁ソレノイド２０の駆動軸２１により往復摺動するスライド弁座２２が設けられている。そして、ノズル６にバイパス流出口６Ｃが設けられている。
【００６２】
図１４（ａ）は、エアロゾル導入口６Ｂがバイパス流出口６Ｃに連通された状態を表す。すなわち、スライド弁座２２は、ノズルの噴出口６Ａを塞いだ状態にある。この時、エアロゾル導入口６Ｂに導入されたエアロゾルは、噴出口６Ａからは噴射されず、バイパス流出口６Ｃを介して放出される。そして、図１４（ａ）に表した状態から矢印Ｃ１で表した方向にスライド弁座２２が摺動すると、図１４（ｂ）に表したように、バイパス流出口６Ｃが塞がれ、エアロゾル導入口６Ｂは、噴出口６Ａと連通する。すなわち、ノズルの噴出口６Ａから基材に向けてエアロゾルが噴射される。この後、スライド弁座２２が矢印Ｃ２の方向に摺動すると、再び図１４（ａ）に表したように、エアロゾル導入口６Ｂがバイパス流出口６Ｃに連通する。
【００６３】
すなわち、本具体例においては、スライド弁座２２が矢印Ｃ１、Ｃ２の方向に往復運動することにより、噴出口６Ａからエアロゾルを間欠的に噴射させることができる。また、噴出口６Ａからエアロゾルが噴射されていない状態においては、バイパス流出口６Ｃから放出されている。つまり、図示しないエアロゾル供給機構からノズル６に対して、常に一定量のエアロゾルを連続的に供給することができる。その結果として、エアロゾルをパルス的に噴射させた場合の立ち上がりが良好となる。
【００６４】
図１５は、間欠噴射機構の第７の具体例を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）は、ノズルをその噴出口の方向から眺めた平面図であり、同図（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ動作状態での縦断面図である。  
本具体例においては、ノズル６内の噴射ガス流路を変えることができる流路切替弁２４が設けられている。流路切替弁２４は、ノズル外部のスイッチング装置２５に接続されている。スイッチング装置２５を駆動させることにより、流路切替弁２４を図１５（ａ）の矢印Ａの方向に適宜移動し、連続噴射を継続しながらでも、擬似的に間欠的な継続噴射が得られる。すなわち、図１５（ａ）及び（ｂ）に表したように、異なる２箇所から異なる２方向に交互にエアロゾルを噴射することができる。その結果として、第５具体例に関して前述したものと同様に、基材の表面の異なる２箇所に交互に間欠噴射できる。そして、流路切替弁２４の動作に連動して基材１００を間欠的あるいは連続的に移動させることにより、大気圧あるいはこれに近い圧力のもとでも、広い範囲にわたり脆性材料の厚い膜状物が得られる。
【００６５】
以上、本発明において設けることができる間欠噴射機構の具体例について説明した。  
次に、本発明者が実施した実施例及び比較例を参照しつつ、本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明する。
【００６６】
（第１の実施例）
まず、本発明の第１の実施例として、粒径の小さな微粒子と、粒径の大きな微粒子と、を混合したエアロゾルを間欠的に噴射して堆積物を形成した。  
すなわち、大きな微粒子としての酸化アルミニウムＡｌ２Ｏ３と、小さな微粒子としての酸化イットリウム（イットリア）Ｙ２Ｏ３と、を所定の重量比となるように計量し、これらの粉末を混合攪拌することで、均一な混合粉体を調製した（調製工程）。  
次に、図８に関して前述した脆性材料構造体の製造装置の固気混合器に充填し、圧縮空気を固気混合器５に供給し、固気混合器５内でエアロゾルを発生させ、大気圧下において、ノズル６から基材１００の表面の５カ所に間欠的にそれぞれ噴射し（噴射工程）、脆性材料からなる膜状体を製造した。  
そして、このようにして得られた脆性材料の膜状体の品質に関して、外観と、堆積物の表面プロファイルと、構成成分の同定により評価した（評価工程）。
【００６７】
本実施例の詳細な条件について以下に説明する。
【００６８】
調製工程：酸化アルミニウムＡｌ２Ｏ３の粉体としては、純度９９．８％、平均粒径５．８μｍのものを用いた。また、酸化イットリウムＹ２Ｏ３の粉体としては、純度９９．５％、平均粒径０．３９μｍのものを用いた。また、酸化アルミニウムと酸化イットリウムの重量比は、Ａｌ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３＝５〜５０となるように調整した後、これら原料粉末を混合・撹拌した。
【００６９】
噴射工程：ノズル６は、噴射口の開口サイズが０．４ミリメータ×１０ミリメータの矩形状のものを用いた。また、高圧ガス源１から供給する圧縮空気の圧力は０．６ＭＰaとし、基材１００の材質はステンレス（ＳＵＳ３０４）とした。間欠噴射の条件は、０．５秒間の噴射と０．５秒間の停止とを１セットとして、１ショットあたり３セットを実施した。つまり、１ショットあたりの累積噴射時間は、１．５秒である。１ショットの間欠噴射の間は、基材１００はノズル６に対して相対的に静止した状態を維持させた。そして、ショット毎に基材１００の表面において、２ミリメータずつずらしながら、合計で５ショットの噴射を実施した。ここで、基材１００の移動速度は毎分２５ミリメータとした。つまり、２ミリメータを４．８秒でずらした。
【００７０】
評価工程：堆積物の外観は、肉眼およびカメラの接写撮影により観察した。また、堆積物の表面プロファイルと厚みは、東京精密株式会社製の触針式あらさ測定器サーフコム１３０Ａを用いて測定し、脆性材料の膜状体の構成成分の同定は、Ｘ線回折法により実施した。
【００７１】
図１６（ａ）は、本実施例により形成された脆性材料の堆積物の外観写真である。  
基材１００の表面に、２ミリメータ間隔で、５ヶ所の堆積物が確認できる。これらの堆積物は、ノズル６の噴出口の形状に対応した形状で形成されている。なおここで、噴射はＡからＡ’方向へ順次実施した。
【００７２】
また、図１６(ｂ)は、図１６(ａ)に表したＡ−Ａ’線上に沿って測定した堆積物の表面プロファイルを例示するグラフ図である。  
いずれの堆積物も２等辺三角形的な断面形状を有し、その厚みは１０〜２０μｍ程度であることが確認できた。また、Ｘ線回折の結果によれば、これら堆積物は酸化イットリウムからなり、酸化アルミニウムは殆ど含有されていないことが判明した。つまり、これは、平均粒径が５．８μｍと大きい酸化アルミニウムは、ブラスト効果によるエッチング作用が大きく、結果として基材１００の表面に堆積しにくいからであると考えられる。
【００７３】
以上説明したように、本実施例によれば、大気圧において、累積時間１．５秒という極めて短い噴射時間で、厚みが１０〜２０μｍの脆性材料からなる堆積物を形成できた。
【００７４】
（第２の実施例）
次に、本発明の第２の実施例として、前述した第１実施例と同様の調製粉末および製造装置を用い、大気圧のもとで基材１００を０．５ｍｍずつずらして間欠的にショットを実施した。
【００７５】
図１７（ａ）は、本実施例において形成された堆積物の外観写真である。基材１００の表面に連続した膜状の堆積物が形成している様子が確認できる。ここで、エアロゾルの噴射は、ＡからＡ’方向へ実施した。
【００７６】
また、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に表したＡ−Ａ’線上の堆積物の表面プロファイルを表すグラフ図である。本実施例において形成された堆積物は、多少に凹凸を有するものの、基材１００の表面に膜状に連続的に形成され、その平均厚みが１０μｍ程度であることが確認できた。このように、ショット毎の間隔を適宜設定することにより、ショット毎の堆積物が隣接しあるいは重複して形成され、結果として、大気圧下においても、連続的な膜状の厚い堆積物を形成できることを確認できた。
【００７７】
また、本実施例においても、Ｘ線回折の結果、形成された堆積物は酸化イットリウムを主成分としていることが確認できた。
【００７８】
（第１の比較例）
次に、本発明の第１の比較例として、前述した第１及び第２実施例と同一の調製粉末及び製造装置を用い、大気圧のもとでエアロゾルを連続的に噴射しながら基材１００を移動させて堆積を試みた。すなわち、本比較例においては、基材の表面にエアロゾルを５回、あるいは１０回スキャンしながら、連続噴射を実施した（噴射工程）。そして、形成された脆性材料からなる堆積物の厚みを第１及び第２実施例と同様の方法により評価した。本比較例の詳細な条件は、以下の通りである。
噴射工程：圧縮空気の圧力は０．６ＭＰa、基材の材質はステンレス（ＳＵＳ３０４）、エアロゾルのスキャン速度は２５ｍｍ／分とした。
【００７９】
図１８（ａ）は、本比較例において、エアロゾルを５回スキャンした時の堆積物の表面プロファイルを表すグラフ図である。すなわち、同図は、基材１００の表面にエアロゾルを連続的に噴射させながら、同一の部分を５回スキャンさせて得られた堆積物の表面プロファイルである。
【００８０】
この結果から、堆積物の平均厚みは４．５μｍ程度であることが分かる。また、エアロゾルを最初に噴射させた左端において、膜厚がおよそ２０μｍに及ぶピーク状の厚みを有する部分（矢印Ａ）があることが分かる。この部分は、図２に関して前述したように、エアロゾルの噴射を開始してからガスの淀み領域が形成されるまでの間に堆積した部分であり、定常的なガスの流れが形成されるまでの間は極めて高い堆積速度が得られていることが分かる。
【００８１】
一方、図１８(ｂ)は、本比較例においてエアロゾルを１０回スキャンした時の堆積物の表面プロファイルである。同図（ａ）に表したものと同様に、エアロゾルの噴射を最初に開始した部分に厚みのピーク（矢印Ａ）が見られるが、それ以外の部分における平均的な厚みは、やはり４．５μｍ程度である。つまり、エアロゾルを５回スキャンしても１０回スキャンしても、平均的な厚みは殆ど変化しないことが分かった。これは、図２乃至図４に関して前述したように、大気圧のもとでは、定常状態においてガスの淀み領域が形成され、堆積に寄与する小さい微粒子（酸化イットリウム）からなる堆積物の緻密度が低くなり、大きな粒子（酸化アルミニウム）のブラスト効果によるエッチング作用と堆積物の成長とが平衡を保つために、堆積物の成長が困難になるからであると考えられる。
【００８２】
これに対して、図１８（ａ）及び（ｂ）の左端に見えられるピーク状の厚みの部分（矢印Ａ）は、ガスの淀み領域が形成される前に微粒子が基材に対して高速で衝突し、緻密な堆積物が形成されたために、その後のブラスト効果によってもエッチングされにくかったものと考えられる。ただし、図１８（ａ）と比較して図１８（ｂ）の厚みのピークは低く、１０回スキャンしたことにより、徐々にエッチングが進行したことが推測される。
【００８３】
以上説明したように、本比較例においては、大気圧のもとでエアロゾルを連続的に噴射させながらスキャンさせた結果、堆積物の成長は停止し、スキャンを繰り返しても堆積物の厚みが増加しにくいことが判明した。つまり、エアロゾルを連続的に噴射させた場合、厚い堆積物を形成することが困難であることが確認できた。
【００８４】
（第３の実施例）
次に、本発明の第３の実施例として、小さな微粒子のみを用いたエアロゾルを大気圧のもとで間欠的に噴射させて脆性材料の堆積を実施した。  
すなわち、純度９９．９パーセント、平均粒径０．２μｍのチタン酸バリウムを用いてエアロゾルを形成した。用いた製造装置は、前述した第１実施例と同様であるが、噴射工程の間欠条件は噴射を１．０秒間行い、その後、停止を１．０秒間することを１セットとして、１ショット当たり５セットの噴射を実施した。そして、基材１００の表面に２ｍｍ間隔で５ショットの噴射を実施した。形成された脆性材料の堆積物の評価は、第１実施例と同様の手法により行った。
【００８５】
図１９（ａ）は、間欠噴射により形成された堆積物の外観写真である。基材１００の表面の６ヶ所に堆積物が形成されていることが確認できる。なおここで、エアロゾルの噴射は、ＡからＡ’の方向に実施した。
【００８６】
また、同図(ｂ)は、図１９（ａ）に表したＡ−Ａ’線に沿って測定した表面プロファイルを表すグラフ図である。いずれの堆積物も２等辺三角形的な断面形状を有し、その厚みは２．０μｍ程度に達することが確認できた。すなわち、本実施例によれば、小さな微粒子のみを用いて間欠噴射を実施しても、大気圧のもとで脆性材料からなる堆積物を形成できることが確認できた。
【００８７】
（第２の比較例）
次に、前述した第３実施例に対する比較例として、小さな微粒子のみを用いたエアロゾルを大気圧のもとで連続的に噴射して脆性材料の堆積を試みた。
【００８８】
すなわち、本比較例においては、第３実施例と同一のチタン酸バリウムの微粒子からなるエアロゾルを用いた。製造装置とその条件は、前述した第１比較例１と同様としたが、スキャン回数のみを５回として、脆性材料からなる堆積物の形成を試みた
図２０（ａ）は、エアロゾルの噴射後の基材１００の表面を表す外観写真である。同図に表したように、本比較例においては、エアロゾルを照射した領域に見かけ上、連続したコントラストが観察されるが、これは、基材１００の表面が若干着色している程度の変化に過ぎない。
【００８９】
図２０(ｂ)は、図１９（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って測定した表面プロファイルを表すグラフ図である。エアロゾルを最初に噴射した左端に、１μｍ弱の厚みのピークが見られるが、それ以外の部分においては、有意の厚みを有する堆積物は形成されていない。つまり、小さい微粒子を用いたエアロゾルを大気圧のもとで連続的に噴射させても、膜状の連続的な堆積物を形成することは困難であることが分かった。これに対して、本発明によれば、第３実施例に関して前述したように、小さい微粒子のみを用いた場合であっても、エアロゾルを間欠的に噴射させることにより、大気圧のもとで厚みのある堆積物の形成が可能となる。
【００９０】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
【００９１】
例えば、基材に対するエアロゾルの噴射角度は、必ずしも垂直である必要はなく、基材の表面に対して斜め方向にエアロゾルを噴射させてもよい。また、堆積物を形成する雰囲気は、大気圧には限定されず、ノズルをチャンバー内などに設置しての減圧下、真空環境下での実施においても、もちろん効果的である。
【００９２】
また、本発明の脆性材料構造物の製造方法及び製造装置において用いる、脆性材料の種類、その粒径、濃度、また混合するガスの種類や圧力、流量、基材として用いる材料の種類やサイズ、形状、ノズルから基材までの距離や、その噴射時間と噴射間隔、間欠噴射機構などの各種のパラメータについては、前述した具体例に限定されるものではなく、これらをいかように変えたとしても、本発明の要旨を有する限りにおいて、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる脆性材料構造物の製造方法を表す模式図である。
【図２】大気圧力下にて、ノズルから基材表面へガスの噴射を開始した直後のガスの流れの変化を説明するための模式図である。
【図３】小さい微粒子を含むエアロゾルを基材に噴射した場合の堆積挙動を表す模式図である。
【図４】大きい微粒子を含むエアロゾルを用いた場合の堆積挙動を表す模式図である。
【図５】大気圧に近い圧力下においてエアロゾルの噴射時間ＳＴに対する堆積速度の推移を例示したグラフ図である。
【図６】本発明の実施形態においてノズルから基材表面へエアロゾルを間欠的に噴射したときの堆積の挙動を連続的に表した模式図である。
【図７】本発明の実施形態においてノズルから基材表面へエアロゾルを間欠的に噴射したときの堆積の挙動を連続的に表した模式図である。
【図８】本発明の実施形態にかかる脆性材料構造物の製造装置の基本構成を例示する模式図である。
【図９】間欠噴射機構の第１の具体例を表す模式図である。
【図１０】間欠噴射機構の第２の具体例を表す模式図である。
【図１１】間欠噴射機構の第３の具体例を表す模式図である。
【図１２】間欠噴射機構の第４の具体例を表す模式図である。
【図１３】間欠噴射機構の第５の具体例を表す模式図である。
【図１４】間欠噴射機構の第６の具体例を表す模式図である。
【図１５】間欠噴射機構の第７の具体例を表す模式図である。
【図１６】（ａ）は、本実施例により形成された脆性材料の堆積物の外観写真であり、(ｂ)は、(ａ)に表したＡ−Ａ’線上に沿って測定した堆積物の表面プロファイルを表すグラフ図である。
【図１７】（ａ）は、本実施例において形成された堆積物の外観写真であり、（ｂ）は、図１７（ａ）に表したＡ−Ａ’線上の堆積物の表面プロファイルを表すグラフ図である。
【図１８】（ａ）は、比較例において、エアロゾルを５回スキャンした時の堆積物の表面プロファイルを表すグラフ図であり、(ｂ)は、本比較例においてエアロゾルを１０回スキャンした時の堆積物の表面プロファイルである。
【図１９】（ａ）は、間欠噴射により形成された堆積物の外観写真であり、(ｂ)は、図１９（ａ）に表したＡ−Ａ’線に沿って測定した表面プロファイルを表すグラフ図である。
【図２０】（ａ）は、エアロゾルの噴射後の基材１００の表面を表す外観写真であり、(ｂ)は、図１９（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って測定した表面プロファイルを表すグラフ図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 高圧ガス源
２ 圧力調整弁
３ 電磁弁
４ タイマー
５ 固気混合器
６ ノズル
６Ａ 噴出口
６Ｂ エアロゾル導入口
６Ｃ バイパス流出口
７ 移動台
８ 制御部
１２ シャッター
１３ モータ
１５ シャッター
１７ フレックス管
１８ 偏心カム
２０ 電磁ソレノイド
２１ 駆動軸
２２ スイッチング装置
２２ スライド弁座
２４ 流路切替弁
２５ スイッチング装置
１００ 基材
２００ ノズル
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１８】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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