(57)【要約】      （修正有）【課題】  高硬度であって表面の平滑性に優れた構造体およびその構造体の製造方法を提供する。【解決手段】  タングステンを主成分として含有するとともにタングステンカーバイドを含有する構造体であって、炭素の含有量が構造体の０．１質量％以上であり、コバルト、ニッケルおよび鉄の含有量の合計が構造体の３質量％以下の構造体である。構造体のビッカース硬さは８００以上であることが好ましい。また、その製造方法は、アルカリ、アルカリ土類金属の少なくとも２種以上と、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の少なくとも１種と、タングステン、亜鉛、有機化合物からなる溶融塩から構造体を析出させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステンを主成分として含有するとともにタングステンカーバイドを含有する構造体であって、炭素の含有量が前記構造体の０．１質量％以上であり、コバルト、ニッケルおよび鉄の含有量の合計が前記構造体の３質量％以下である、構造体。
【請求項２】
ビッカース硬さが８００以上であることを特徴とする、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
密度が１０ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の構造体。
【請求項４】
表面粗さが１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の構造体。
【請求項５】
平均結晶粒径が５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の構造体。
【請求項６】
コバルト、ニッケルおよび鉄からなる群から選択された少なくとも１種からなる５μｍ以上のプールの個数が前記構造体の表面１００ｍｍ2当たり１個以下であることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の構造体。
【請求項７】
マイクロメートルオーダーの形状を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の構造体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の構造体を製造するための方法であって、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの群から選択された少なくとも２種と、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素の群から選択された少なくとも１種と、タングステンと、亜鉛と、有機化合物と、を含む溶融塩浴から前記構造体を析出させる工程を含む、構造体の製造方法。
【請求項９】
前記溶融塩浴の温度が３００℃以下で前記構造体を析出させることを特徴とする、請求項８に記載の構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記有機化合物がポリエチレングリコールであることを特徴とする、請求項８または９に記載の構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造体およびその構造体の製造方法に関し、特に高硬度であって表面の平滑性に優れた構造体およびその構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タングステンカーバイドは、その優れた機械特性（硬度、強度、靭性および耐磨耗性など）により機械部品や金型などの様々な構造体に用いられている。このようなタングステンカーバイドを含有する構造体は溶射または焼結などの方法により製造されているが、タングステンカーバイド自体の融点が高いため、いずれの方法においてもタングステンカーバイドの結晶粒を連結するためにコバルト、ニッケルまたは鉄などのバインダー金属を用いる必要がある。しかしながら、このような構造体（たとえば、マイクロドリルなど）においては、上記のバインダー金属の塊（プール）が基点となって構造体が破壊してしまうことがあった。
【０００３】
また、機械部品などのコーティングにタングステンカーバイドを用いる場合には溶射を用いるのが一般的であるが、溶射によって機械部品の表面にコーティングされた皮膜（構造体）は多孔質であって機械強度が低いほか、耐食性も良好ではない。また、溶射のみで平滑な表面を有する皮膜（構造体）を得るのは困難である。また、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などのマイクロメートルオーダーの形状を有する微細部品またはその微細部品のコーティングにタングステンカーバイドを利用する場合には、上記の溶射や焼結などの方法では十分な精度を得ることができない。
【特許文献１】特開２００４−１２４１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高硬度であって表面の平滑性に優れた構造体およびその構造体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】
【０００５】
本発明は、タングステンを主成分として含有するとともにタングステンカーバイドを含有する構造体であって、炭素の含有量が構造体の０．１質量％以上であり、コバルト、ニッケルおよび鉄の含有量の合計が構造体の３質量％以下である構造体である。
【０００６】
ここで、本発明の構造体のビッカース硬さは８００以上であることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の構造体の密度は１０ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の構造体の表面粗さは１μｍ以下であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の構造体を構成する結晶粒の平均結晶粒径は５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の構造体においては、コバルト、ニッケルおよび鉄からなる群から選択された少なくとも１種からなる５μｍ以上のプールの個数が構造体の表面１００ｍｍ2当たり１個以下にすることができる。
【００１１】
また、本発明の構造体はマイクロメートルオーダーの形状を有することができる。
【００１２】
さらに、本発明は、上記のいずれかに記載の構造体を製造するための方法であって、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの群から選択された少なくとも２種と、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素の群から選択された少なくとも１種と、タングステンと、亜鉛と、有機化合物と、を含む溶融塩浴から構造体を析出させる工程を含む構造体の製造方法である。
【００１３】
また、本発明の構造体の製造方法においては、溶融塩浴の温度が３００℃以下で構造体を析出させることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の構造体の製造方法において、有機化合物はポリエチレングリコールであり得る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高硬度であって表面の平滑性に優れた構造体およびその構造体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明はタングステンを主成分として含有するとともにタングステンカーバイドを含有する構造体であって、炭素の含有量が構造体の０．１質量％以上であり、コバルト、ニッケルおよび鉄の含有量の合計が構造体の３質量％以下である構造体である。なお、本発明において「主成分として含有」とは、本発明の構造体全体の５０質量％以上含有されていることをいう。また、本発明において「炭素の含有量」とは、タングステンと化学結合してタングステンカーバイドを構成している炭素と、タングステンと化学結合していない単体の炭素と、の合計の含有量のことをいう。
【００１７】
本発明者は、コバルト、ニッケルおよび鉄などのバインダー金属を用いることなく、タングステンを主成分として含有するとともにタングステンカーバイドを含有する新規な構造体を製造できることを見い出した。このような本発明の構造体は微細な結晶粒が緻密に集合している多結晶体であって、タングステンと、タングステンと炭素とが化学結合したタングステンカーバイドと、を含有している。なお、本発明の構造体は、タングステンと化学結合していない炭素単体を含有していてもよい。
【００１８】
従来の溶射や焼結などの方法においては、タングステンカーバイドの結晶粒を連結するためにコバルト、ニッケルおよび鉄などのバインダー金属を用いることが必須であり、最終製品である構造体には必ずこれらのバインダー金属が構造体の５質量％以上含有されていた。しかしながら、本発明においてはバインダー金属を用いる必要がないことから、バインダー金属の含有量を構造体の３質量％以下にすることができるため、バインダー金属のプールを基点とした構造体の破壊を有効に抑制することができる。
【００１９】
このような本発明の構造体のビッカース硬さは８００以上であることが好ましい。この場合には本発明の構造体の硬度がより向上したものとなる。本発明の構造体は微細な結晶粒が緻密に集合した構成となっているため、ビッカース硬さを８００以上にすることができる。
【００２０】
また、本発明の構造体の密度は１０ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。この場合には本発明の構造体の硬度や表面の平滑性などの物性がさらに向上する傾向にある。溶射により得られたタングステンカーバイドを含有する従来の構造体は多孔質となることから１０ｇ／ｃｍ3のような密度を得ることはできないが、本発明の構造体においては微細な結晶粒が緻密に集合しているため密度を１０ｇ／ｃｍ3以上にすることができる。
【００２１】
また、本発明の構造体の表面粗さは１μｍ以下であることが好ましい。この場合には本発明の構造体の表面の平滑性が向上する傾向にある。溶射により得られたタングステンカーバイドを含有する従来の構造体の表面粗さは１μｍよりも大きく表面の平滑性が悪いが、本発明の構造体は微細な結晶粒が緻密に集合した多結晶体の構成をとっていることから構造体の表面粗さを１μｍ以下にすることができる。なお、本発明において表面粗さとは、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）のことをいう。
【００２２】
また、本発明の構造体を構成する結晶粒の平均結晶粒径は５０ｎｍ以下であることが好ましい。この場合には本発明の構造体の構成がより緻密なものとなり、本発明の構造体の硬度や表面の平滑性などの物性が更に向上する傾向にある。ここで、本発明において「平均結晶粒径」は、本発明の構造体を構成する結晶粒１個の最長部の長さと最短部の長さの平均を１個の結晶粒の結晶粒径として、任意の１００個の結晶粒の結晶粒径を平均したものである。
【００２３】
また、本発明の構造体においては、コバルト、ニッケルおよび鉄からなる群から選択された少なくとも１種のバインダー金属からなる５μｍ以上のプールの個数を本発明の構造体の表面１００ｍｍ2当たり１個以下にすることができる。この場合には、上記のバインダー金属のプールを基点とした構造体の破壊をより低減することができる傾向にある。従来の溶射や焼結などの方法においてはコバルト、ニッケルおよび鉄からなる群から選択された少なくとも１種のバインダー金属を用いる必要があるため、従来のタングステンカーバイドを含有する構造体においては、構造体の表面１００ｍｍ2当たりに上記のバインダー金属からなる５μｍ以上のプールが１個よりも多く存在していたが、本発明においては上記のバインダー金属が用いられないため、これらのバインダー金属からなる５μｍ以上のプールの個数を１個以下にすることができる。
【００２４】
なお、本発明において、上記のバインダー金属のプールの個数は以下のようにして特定される。まず、本発明の構造体の任意の表面全体をＥＤＸ（エネルギ分散型Ｘ線分析装置）による元素マッピングにて解析し、コバルト、ニッケルおよび鉄からなる群から選択された少なくとも１種のバインダー金属を８０質量％以上含む領域を判別できるように画像処理する。次に、この領域の最長部の長さと最短部の長さとの平均をプール径とし、構造体の表面全体においてこのプール径が５μｍ以上である領域の個数を数える。最後に、数えた領域の個数を構造体の表面の面積１００ｍｍ2当たりの個数に換算することによって、上記のバインダー金属のプールの個数が特定される。
【００２５】
以下に、本発明の構造体を製造する方法の一例について説明する。まず、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの群から選択された少なくとも２種と、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素の群から選択された少なくとも１種と、タングステンと、亜鉛と、有機化合物と、を含む溶融塩浴を作製する。この溶融塩浴は所定のアルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウムまたはルビジウム）のハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）化物および所定のアルカリ土類金属（ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムまたはバリウム）のハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）化物の群から選択された少なくとも２種と、塩化タングステンなどのタングステン化合物と、塩化亜鉛などの亜鉛化合物との混合物を溶融した溶融塩を作製した後に、たとえばポリエチレングリコールなどの有機化合物を添加して作製することができる。
【００２６】
なお、溶融塩浴中に含有され得るリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、タングステンまたは亜鉛の溶融塩浴中における形態は特に限定されず、溶融塩浴中においてたとえばイオンとして存在したり、錯体を構成した状態で存在していてもよい。また、これらの元素は、本発明の溶融塩浴を水に溶解させた試料についてたとえばＩＣＰ（inductively coupled plasma）発光分光分析を行なうことによって検出することができる。また、本発明の溶融塩浴に含有される有機化合物の存在は、溶融塩浴を水に溶解させた試料についてたとえばＦＴ−ＩＲ（Fourier transform infrared spectroscopy；フーリエ変換赤外分光法）を行なうことによって検出することができる。
【００２７】
この溶融塩浴を図１の模式的構成図に示す電解槽１に収容する。そして、電解槽１中に収容された溶融塩浴２中に陽極３および陰極４を浸漬させた後に、陽極３と陰極４との間に電流を流して溶融塩浴２の電解を行なうことによって、溶融塩浴２中に含有されている金属を陰極４の表面上に析出させることができる。
【００２８】
このような本発明の溶融塩浴を用いた場合には溶融塩浴の温度が４００℃以下という低温で電解が可能になる。それゆえ、導電性基板上にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの樹脂にＸ線を照射することなどによって微細に形成されたレジストパターンを有する電鋳型を陰極として浸漬させた場合でも溶融塩浴の温度によるレジストパターンの変形を抑制することができる。それゆえ、この場合には、溶融塩浴の温度が４００℃以下という低温で本発明の構造体を析出させることができる。なお、溶融塩中におけるポリエチレングリコールなどの有機化合物の分解をなるべく抑制する観点からは、溶融塩浴の温度が３００℃以下で溶融塩浴の電解を行なうことが好ましい。
【００２９】
本発明においては、上記の方法により、マイクロメートルオーダーの微細に形成されたレジストパターンを有する電鋳型を陰極として電解を行なうことが可能であるため、本発明の構造体はマイクロメートルオーダーの形状を有することができる。
【００３０】
ここで、本発明において「マイクロメートルオーダーの形状を有する」とは、たとえば図２（Ａ）および図２（Ｂ）の模式的断面図に示すように、本発明の構造体５に凹部および／または凸部が形成されており、その凹部および／または凸部の幅のうち少なくとも１つの幅Ｄが１μｍ以上１００μｍ以下であり、その１μｍ以上１００μｍ以下の幅Ｄを有する凹部および／または凸部の高さが１μｍ以上１０００μｍ以下であることをいう。
【００３１】
また、導電性基板としては、たとえば金属単体または合金からなる基板や、ガラスなどの非導電性の基材上に導電性の金属等をめっきした基板などを用いることができる。また、本発明の構造体は、たとえばコンタクトプローブ、マイクロコネクタ、マイクロリレー、各種センサ部品などの機械部品またはこれらの機械部品をコーティングする皮膜として用いられる。また、本発明の構造体は、たとえば可変コンデンサ、インダクタ、アレイ若しくはアンテナなどのＲＦＭＥＭＳ（Radio Frequency Micro Electro Mechanical System）、光ＭＥＭＳ用部材、インクジェットヘッド、バイオセンサ内電極、パワーＭＥＭＳ用部材（電極など）などの機械部品またはこれらの機械部品をコーティングする皮膜として用いられる。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
ＺｎＣｌ2（塩化亜鉛）、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）、ＫＣｌ（塩化カリウム）およびＫＦ（フッ化カリウム）のそれぞれの粉末を２００℃の真空オーブン中で１２時間乾燥させた。また、ＷＣｌ4（四塩化タングステン）の粉末は１００℃の真空オーブン中で１２時間乾燥させた。そして、ＺｎＣｌ2とＮａＣｌとＫＣｌとがモル比で６０：２０：２０となるように、Ａｒ（アルゴン）雰囲気下のグローブボックス内でこれらの粉末をそれぞれ秤量した後に、同じグローブボックス内にあるアルミナ坩堝中にこれらの粉末を収容した。
【００３３】
また、上記のアルミナ坩堝中に収容されたＺｎＣｌ2とＮａＣｌとＫＣｌとの混合物１００モルに対して、ＫＦが４モル、ＷＣｌ4が０．５４モルとなるように、上記のグローブボックス内でＫＦおよびＷＣｌ4の粉末をそれぞれ秤量した後に、上記のアルミナ坩堝中にこれらの粉末を収容した。
【００３４】
そして、上記のグローブボックス内でＺｎＣｌ2、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＫＦおよびＷＣｌ4が収容されたアルミナ坩堝を加熱してアルミナ坩堝中の粉末を溶融させることによって溶融塩を５００ｇ作製した。次に、モレキュラーシーブズにより２４時間脱水を行なったポリエチレングリコール（重量平均分子量２０００）を０．５４モル（ＷＣｌ4と同モル）だけ上記の溶融塩に添加して溶融塩浴を作製した。
【００３５】
そして、上記のグローブボックス内で、陰極として、鏡面研磨された、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）が１０ｎｍ未満のニッケル板と、陽極として直径５ｍｍのタングステン棒とをこの溶融塩浴中に浸漬させた。次いで、この溶融塩浴の温度を２５０℃に保持した状態で、ニッケル板１ｃｍ2当たり３ｍＡの電流（電流密度３ｍＡ／ｃｍ2）が流れるように上記の電極間に電流を１０時間流した。このような条件で定電流電解を行なうことにより、陰極であるニッケル板の表面上に構造体を析出させた。
【００３６】
その後、構造体が析出したニッケル板をグローブボックス内から大気中に取り出し、実施例１の構造体が得られた。なお、上記と同様の操作が複数回行なわれて実施例１の構造体は複数個得られた。
【００３７】
そして、実施例１の構造体の組成、表面粗さ、密度、ビッカース硬さ、表面１００ｍｍ2当たりのバインダー金属（コバルト、ニッケルおよび鉄の少なくとも１種）のプール径５μｍ以上のプールの個数および平均結晶粒径についてそれぞれ評価を行なった。その評価結果を表１に示す。
【００３８】
なお、炭素（Ｃ）以外のタングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）および鉄（Ｆｅ）などの成分の組成については、実施例１の構造体を酸に溶解した試料についてＩＣＰ発光分光分析を行なうことにより評価した。また、実施例１の構造体中の炭素（Ｃ）の組成については、酸素気流中高周波加熱燃焼−赤外吸収法により評価した。
【００３９】
ここで、酸素気流中高周波加熱燃焼−赤外吸収法は、以下のようにして行なわれた。まず、酸素気流中においてアルミナ坩堝に実施例１の構造体を収容し、アルミナ坩堝を加熱することによって実施例１の構造体中の炭素と酸素気流中の酸素とを反応させて一酸化炭素および／または二酸化炭素を生成した。次に、このように生成した一酸化炭素および／または二酸化炭素を含む雰囲気中に赤外線を照射した。最後に、この雰囲気中の一酸化炭素および／または二酸化炭素が吸収することによって生じた赤外線の減衰量を調査することによって実施例１の構造体中の炭素の含有率（質量％）を測定した。
【００４０】
また、実施例１の構造体の表面粗さの評価は、レーザ顕微鏡（キーエンス社製の型番「ＶＫ−８５００」）を用いて行なった。表１に示す表面粗さの数値が低いほど、より平滑な表面を有していることを示している。なお、表１に示す表面粗さは、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）である。
【００４１】
また、実施例１の構造体の密度の評価は、ＦＩＢ（集束イオンビーム）装置を用いて、この構造体の中心近傍を３ｍｍ×３ｍｍの矩形状にニッケル板ごと切り取った後に、切り取られたサンプル中の構造体の密度を算出することにより行なった。なお、この構造体の密度は以下のようにして算出した。まず、ＦＩＢ装置を用いて、上記のサンプル中の構造体の厚みを測定した。そして、構造体の表面の面積（３ｍｍ×３ｍｍ）と測定された厚みとを掛け算することにより構造体の体積を算出した。他方、予め測定されたニッケル板全体の質量から、切り取られたニッケル板に相当する部分の質量を算出した。そして、上記のサンプル全体の質量を測定し、測定されたサンプル全体の質量から上記の切り取られたニッケル板に相当する部分の質量を引くことによって構造体の質量を算出した。最後に、構造体の質量を構造体の体積で割ることによって、構造体の密度を算出した。
【００４２】
また、実施例１の構造体のビッカース硬さについては、ナノインテンダーを用いて測定した。
【００４３】
また、実施例１の構造体の表面におけるコバルト、ニッケルおよび鉄からなる群から選択された少なくとも１種のバインダー金属からなるプール径５μｍ以上のプールの個数は、実施例１の構造体の表面全体をＥＤＸによる元素マッピングにて解析し、バインダー金属を８０質量％以上含む領域を判別できるように画像処理した後にプール径が５μｍ以上である領域の個数を数え、数えた領域の個数を実施例１の構造体の表面の面積１００ｍｍ2当たりの個数に換算して算出した。
【００４４】
また、実施例１の構造体の平均結晶粒径は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）の暗視野像より画像を解析して測定した。
【００４５】
また、ＥＳＣＡ（Ｘ線光電子分光法）により、実施例１の構造体の表面から得られるピークのケミカルシフトを調査した。その結果、実施例１の構造体中の炭素がタングステンと化学結合したタングステンカーバイドの状態で含有されていることが確認された。
【００４６】
なお、上記の実施例１の構造体の評価は、得られた複数個の実施例１の構造体を利用して行なわれた。
【００４７】
（実施例２）
ポリエチレングリコールに代えてジエチレングリコールモノメチルエーテルを添加したこと以外は実施例１と同様にして実施例２の構造体を複数個得た。そして、実施例２の構造体の組成、表面粗さ、密度、ビッカース硬さ、表面１００ｍｍ2当たりのバインダー金属（コバルト、ニッケルおよび鉄の少なくとも１種）のプール径５μｍ以上のプールの個数および平均結晶粒径についてそれぞれ実施例１と同様の方法で評価を行なった。その評価結果を表１に示す。
【００４８】
また、実施例２の構造体についてもＥＳＣＡ（Ｘ線光電子分光法）により調査した結果、実施例２の構造体中の炭素はタングステンカーバイドの状態で含有されていることが確認された。
【００４９】
（比較例１）
ポリエチレングリコールを添加しなかったこと以外は実施例１と同様にして比較例１の構造体を複数個得た。そして、比較例１の構造体の組成、表面粗さ、密度、ビッカース硬さ、表面１００ｍｍ2当たりのバインダー金属（コバルト、ニッケルおよび鉄の少なくとも１種）のプール径５μｍ以上のプールの個数および平均結晶粒径についてそれぞれ実施例１と同様の方法で評価を行なった。その評価結果を表１に示す。
【００５０】
（比較例２）
造粒焼結法によりタングステンカーバイド（ＷＣ）を９０質量％およびコバルトを１０質量％含有する溶射用粉末を作製した。そして、実施例１で用いられたものと同様のニッケル板の表面に、この溶射用粉末を用いて高速フレーム溶射法により溶射を行ない、ニッケル板の表面に厚さ１０μｍの皮膜（比較例２の構造体）を形成した。そして、比較例２の構造体の組成、表面粗さ、密度、ビッカース硬さ、表面１００ｍｍ2当たりのバインダー金属（コバルト、ニッケルおよび鉄の少なくとも１種）のプール径５μｍ以上のプールの個数および平均結晶粒径についてそれぞれ、実施例１と同様の方法で評価を行なった。その評価結果を表１に示す。なお、比較例２の構造体も複数個形成された。
【００５１】
【表１】
2006144107.tif 000003
【００５２】
表１に示すように、実施例１および実施例２の構造体の表面は、比較例１および比較例２の構造体の表面よりも平滑であることが確認された。また、実施例１および実施例２の構造体のビッカース硬さは、比較例１および比較例２の構造体のビッカース硬さよりも大きいことが確認された。
【００５３】
（実施例３）
直径３インチの円板状のシリコン基板の表面上に０．３μｍの厚さでチタンのスパッタリングを行ないチタン層を形成した。そして、このチタン層上にＰＭＭＡからなる幅１ｃｍ×長さ１ｃｍ×厚さ３０μｍのフォトレジストを塗布した。次いで、このフォトレジストの一部にＳＲ光（シンクロトロン放射光）を照射し、ＳＲ光が照射された部分のフォトレジストを選択的に除去することによって、チタン層上にライン／スペースが５０μｍ／５０μｍの縞状のレジストパターンを形成した。
【００５４】
そして、Ａｒ雰囲気下のグローブボックス内で、上記のレジストパターン形成後のシリコン基板を陰極として、タングステン棒を陽極として、実施例１で用いられた溶融塩浴と同様に作製された溶融塩浴１０００ｇ中に浸漬させた。次いで、この溶融塩浴を２５０℃に保持した状態でこれらの電極間にシリコン基板上のチタン層１ｃｍ2当たり３ｍＡの電流（電流密度３ｍＡ／ｃｍ2）を６０時間流して定電流電解を行なうことによって、チタン層上に実施例３の構造体を析出させた。
【００５５】
定電流電解の終了後、グローブボックスからシリコン基板を取り出した。そして、シリコン基板を水洗することにより、シリコン基板に付着した塩を除去した。続いて、シリコン基板を乾燥させた後、ＣＦ4（四フッ化炭素）とＯ2（酸素）との混合ガスを用いたプラズマアッシングを行なうことによって、チタン層上のフォトレジストを除去した。最後に、チタン層上の実施例３の構造体を機械的に剥離することによって、マイクロメートルオーダーの形状を有する、実施例３の構造体を得ることができた。なお、実施例３の構造体の組成を実施例１と同様にして評価したところ、実施例３の構造体の組成は表１に示す実施例１の構造体の組成と同一であった。
【００５６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、機械部品および機械部品にコーティングされる皮膜などの製造に好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の構造体の製造に用いられる装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図２】マイクロメートルオーダーの形状を有する本発明の構造体を図解する模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  電解槽、２  溶融塩浴、３  陽極、４  陰極、５  構造体。
【図１】
2006144107.tif 000004
【図２】
2006144107.tif 000005