(57)【要約】【課題】環境負荷が小さく、様々な被対象物の表面に所望の形状、厚さの薄膜を容易に形成できるナノカーボン含有薄膜の形成方法を提供することを目的とする。【解決手段】無機粒子とナノカーボンとをガス中に分散させたエアロゾルを被対象物に衝突させ、無機粒子とナノカーボンとを前記被対象物に薄膜状に固着させる工程を含むことを特徴とするナノカーボン含有薄膜の形成方法。また、前記エアロゾル中のナノカーボンの割合を徐々に増加させていくナノカーボン含有薄膜の形成方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粒子とナノカーボンとをガス中に分散させたエアロゾルを被対象物に衝突させ、無機粒子とナノカーボンとを前記被対象物に薄膜状に固着させる工程を含むことを特徴とするナノカーボン含有薄膜の形成方法。
【請求項２】
前記エアロゾル中のナノカーボンの割合を徐々に増加させていく、請求項１に記載のナノカーボン含有薄膜の形成方法。
【請求項３】
前記無機粒子が、金属単体、金属合金、金属化合物からなる群から選ばれる１種以上であり、かつ平均粒子径が０．０２〜１０μｍである、請求項１又は２に記載のナノカーボン含有薄膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノカーボン含有薄膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種部材表面の摺動性を改善したり、耐摩耗性、耐腐食性等を向上させたりする場合には、部材表面に金属薄膜等を形成して表面を改質する方法が用いられている。このような金属薄膜の形成にはめっき法が用いられる。
【０００３】
また、単一の金属材料からなる薄膜では発揮できる機能が限られるため、金属材料と他の無機物等とを複合化させて薄膜を形成することにより機能を向上させることが行われている。
このような薄膜形成方法としては、特許文献１に、カーボンナノチューブやフラーレン等のナノカーボンと金属材料とを含有するめっき浴を用いて、めっき法により被対象物表面に薄膜を形成する方法が示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５３２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のような、めっきにより薄膜を形成する方法は、金属のイオン化傾向を応用した技術であるため、被対象物及び薄膜を形成する材料が導電性でなければならない。そのため、被対象物が非導電性物質である場合には、該被対象物表面に導電性を付与するための多工程の前処理が必要となり、薄膜を形成するには煩雑な作業を要する。
【０００５】
また、めっきによる薄膜形成は、被対象物をめっき浴に浸漬するため、必要な部分のみに薄膜を形成することが困難である。このような場合、通常、薄膜を形成しない部分に非導電性材料によりマスキングを行い、めっき処理後に該マスキング部分を剥がす方法が用いられる。このような方法は、環境負荷の大きいクロム混酸等を使用する必要があるという問題もある。
【０００６】
以上のような理由から、本発明では、環境負荷が小さく、様々な被対象物の表面に所望の形状、厚さの薄膜を容易に形成できるナノカーボン含有薄膜の形成方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のナノカーボン含有薄膜の形成方法は、無機粒子とナノカーボンとをガス中に分散させたエアロゾルを被対象物に衝突させ、無機粒子とナノカーボンとを前記被対象物に薄膜状に固着させる工程を含むことを特徴とする方法である。
【０００８】
また、本発明のナノカーボン含有薄膜の形成方法は、前記エアロゾル中のナノカーボンの含有量を徐々に増加させていくことが好ましい。
また、前記無機粒子が、金属単体、金属合金、金属化合物からなる群から選ばれる１種以上であり、かつ平均粒子径が０．０２〜１０μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の形成方法によれば、環境負荷が小さい上、様々な被対象物の表面に、所望の形状、厚さのナノカーボン含有薄膜を容易に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のナノカーボン含有薄膜の形成方法について詳細に説明する。
本発明のナノカーボン含有薄膜（以下、単に薄膜ともいう）の形成方法では、無機粒子とナノカーボンとをガス中に分散させたエアロゾルを被対象物に高速で衝突させる。ここで、本発明における高速とは、１ｍ／秒以上であることを意味するが、エアロゾルを衝突させる速度は１０ｍ／秒以上であることが好ましい。衝突速度を１０ｍ／秒以上とすることにより、被対象物表面への薄膜形成が容易になる。
【００１１】
エアロゾルが高速で被対象物に衝突されると、ガス成分はすぐに拡散するが、質量が充分に大きい無機粒子とナノカーボンは高エネルギーで被対象物に衝突する。無機粒子は、高エネルギーで衝突すると、粒子表面又は粒子全体が瞬時に高温化して溶解し、被対象物表面に固着して堆積する。一方、ナノカーボンは高エネルギーで衝突しても溶解し難く、単独では被対象物表面に衝突させて固着することは困難である。
本発明では、無機粒子とナノカーボンとを混合してエアロゾルとすることにより、無機粒子の結合力を利用して、ナノカーボンの粒子形状を保ったまま取り込むようにして被対象物表面に薄膜状に固着させることにより、ナノカーボンを含有する薄膜を形成することができる。
【００１２】
無機粒子とナノカーボンを分散させるガスは、大気をはじめ任意のガスを用いることができる。なかでも、高純度ガスの入手性が良い、無機粒子やナノカーボンとの反応性が低い、ナノサイズの粒子を扱う際の不具合がほとんどない等の点から、窒素ガスや、ヘリウム、アルゴン等の希ガスが好ましく、希ガスが特に好ましい。
【００１３】
無機粒子は、被対象物に衝突させることで表面に固着する性質を有する。無機粒子としては、例えば、金属単体、金属合金、金属化合物が挙げられる。
金属単体としては、例えば、ニッケル、銅、スズ、アルミニウム等の導電性金属が挙げられる。また、金属合金としては、前記金属を用いた合金を用いることができ、例えば、鉄−ニッケル合金や銅−亜鉛合金が挙げられる。また、金属化合物としては、例えば、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の非導電性材料が挙げられる。このように、本発明の薄膜形成においては、無機粒子が導電性であっても非導電性であってもよい。
また、無機粒子は、これらのうち１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１４】
無機粒子の平均粒子径は、０．０２〜１０μｍであることが特に好ましい。
平均粒子径が０．０２μｍ以上であれば、質量が充分に大きくなり、被対象物に衝突した際に表面に固着して薄膜が形成されやすくなる。
平均粒子径が１０μｍ以下であれば、質量が大きくなりすぎないためにエアロゾル化するのが容易になる。また、無機粒子の体積が小さくなることで熱容量が大きくなりすぎないために被対象物に衝突した際に溶解しやすく、被対象物表面への固着が容易になる。
【００１５】
本発明の方法では、形成した薄膜に含有される無機粒子の含有量が、薄膜の全質量（１００質量％）に対して１０〜９９．９質量％であることが好ましく、８０〜９９．５質量％であることが特に好ましい。
薄膜中の無機粒子の含有量が１０質量％以上であれば、溶解し難く固着しづらい性質であるナノカーボン同士が接触する割合が大きくなりすぎないため、被対象物に対して充分な密着性を有する薄膜が得られやすい。
【００１６】
また、本発明の方法では、エアロゾル中にナノカーボンが含まれていることにより、形成された薄膜の摺動性、耐摩耗性を向上させることができる。
ナノカーボンとしては、例えば、カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンナノホーン、カーボンナノファイバーからなる群から選ばれる１種以上が挙げられる。
【００１７】
また、形成した薄膜に含有されるナノカーボンの含有量は、薄膜の全質量（１００質量％）に対して０．１〜９０質量％であることが好ましく、０．５〜２０質量％であることが特に好ましい。
薄膜中のナノカーボンの含有量が０．１質量％以上であれば、表面の摺動性、耐摩耗性が優れた薄膜を形成しやすい。また、薄膜中のナノカーボンの含有量が９０質量％以下であれば、ナノカーボン同士が接触する割合が大きくなりすぎないため、被対象物に対して充分な密着性を有する薄膜が得られやすい。
【００１８】
本発明の方法では、以上説明したように、無機粒子とナノカーボンとを分散させたエアロゾルを被対象物に高速で衝突させることにより被対象物表面に薄膜を形成する。衝突時にエネルギーが不足していた粒子は、その後からくるエアロゾルにより吹き飛ばされていくため、被対象物に固着した粒子のみで薄膜が形成される。
また、衝突時に無機粒子が効率的に融解して固着するように、衝突させるエアロゾルを４０〜３００℃程度に加熱しておくことが好ましい。
【００１９】
薄膜を形成する初期における被対象物表面での無機粒子の固着は、被対象物表面に特別な処理をする必要がなく、極表面層における無機粒子の融解、又は食い込みにより起こるものである。そのため、被対象物の材質は導電性であっても非導電性であってもよく、任意の材質の固体材料を用いることができる。例えば、表面に金属や酸化物等を有する固体材料であってもよく、シリコン、ガラス、プラスチック等の有機物であってもよい。
【００２０】
エアロゾルを被対象物に衝突させる方法は、特に限定されないが、例えば、図１に例示する薄膜形成装置１０を用いる方法が挙げられる。
薄膜形成装置１０は、チャンバー１１と、ガスボンベ１２と、薄膜処理室１３とを備えており、チャンバー１１とガスボンベ１２との間に配管２１が設けられ、チャンバー１１と薄膜処理室１３との間に配管２２が設けられている。また、配管２２の中間部分には流量調整弁２２ａが設けられ、薄膜処理室１３内にある先端部分にはノズル２２ｂが設けられている。また、薄膜処理室１３には配管２３が設けられており、その配管２３には弁２３ａが設けられている。
【００２１】
まず、チャンバー１１内に無機粒子とナノカーボンとの混合粒子１を投入する。ついで、このチャンバー１１内にガスボンベ１２からガスを導入し、混合粒子１をガス攪拌してエアロゾル２を形成する。このとき、配管２２に設けられた流量調整弁２２ａを閉じておき、チャンバー１１内がエアロゾル２により加圧状態となるようにする。
また、薄膜処理室１３内に被対象物３０を設置し、配管２３に設けられた弁２３ａを開いて減圧ポンプ（図示せず）により薄膜処理室１３内を大気圧下まで減圧した後、弁２３ａを閉じる。
ついで、この状態で流量調整弁２２ａを開くことにより、チャンバー１１と薄膜処理室１３との圧力差によって、ノズル２２ｂから被対象物３０に向けてエアロゾル２が高速で噴出される。これにより、エアロゾル２が被対象物３０に高速で衝突し、被対象物３０表面にナノカーボン含有薄膜４０（以下、薄膜４０ともいう）が形成される。
【００２２】
ノズル２２ｂから噴出するエアロゾル２は、配管２２にヒーター等を設置することにより加熱しておいてもよい。
また、細いノズル２２ｂを用いたり、被対象物３０とノズル２２ｂとが相対移動できるようにすることにより、被対象物３０表面に形成する薄膜４０の形状、厚さを容易に変化させることができる。
【００２３】
被対象物に衝突させるエアロゾルは、無機粒子とナノカーボンとを任意の割合で混合したものを用いることができる。例えば、無機粒子とナノカーボンとを質量比１０：１で混合して分散させたエアロゾルを被対象物表面に衝突させてもよい。また、前記質量比１０：１のエアロゾルと、無機粒子のみを分散させたエアロゾルとを、被対象物表面の同一部分に同量ずつ照射し、被対象物表面に衝突時の無機粒子とナノカーボンとの質量比を２０：１としてもよい。
【００２４】
また、エアロゾル中の無機粒子とナノカーボンとの質量比を変化させながら薄膜を形成させていってもよい。
このような方法としては、薄膜形成初期のエアロゾル中のナノカーボンの割合を低くしておき、薄膜が厚くなるにしたがって、段階的あるいは連続的にナノカーボンの割合を増加させる方法が好ましい。
【００２５】
エアロゾル中の無機粒子とナノカーボンとの質量比を変化させながら薄膜を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、図２に例示した薄膜形成装置５０を用いる方法が挙げられる。
薄膜形成装置５０は、第１のチャンバー５１と、第１のガスボンベ５２と、第２のチャンバー５３と、第２のガスボンベ５４と、薄膜処理室５５とを備えており、第１のチャンバー５１と第１のガスボンベ５２との間に配管６１が設けられ、第２のチャンバー５３と第２のガスボンベ５４との間に配管６２が設けられ、第１のチャンバー５１及び第２のチャンバー５３と薄膜処理室５５との間に配管６３が設けられている。また、配管６３には、第１のチャンバー５１側に流量調整弁６３ａ、第２のチャンバー５３側に流量調整弁６３ｂがそれぞれ設けられており、薄膜処理室５５内にある先端部分にノズル６３ｃが設けられている。また、薄膜処理室５５の内部には架台５６が設けられており、架台５６はｘ軸、ｙ軸（図２の裏面から表面に向かう方向）、ｚ軸の３軸方向に任意に移動できる。また、薄膜処理室５５には、配管６４が設けられており、配管６４には弁６４ａが設けられている。
【００２６】
まず、第１のチャンバー５１内に無機粒子とナノカーボンとの混合粒子３を投入する。ついで、この第１のチャンバー５１内に第１のガスボンベ５２からガスを導入し、混合粒子３をガス攪拌してエアロゾル４を形成する。また、第２のチャンバー５３内に無機粒子５を投入し、第２のガスボンベ５４からガスを導入し、ガス攪拌してエアロゾル６を形成する。このとき、弁６３ａ、６３ｂはそれぞれ閉じておき、第１のチャンバー５１と第２のチャンバー５３の内部がそれぞれ加圧状態となるようにする。
また、薄膜処理室５５内の架台５６上に被対象物７０を設置し、ついで配管６４に設けられた弁６４ａを開いて、減圧ポンプ（図示せず）により薄膜処理室５５内部を大気圧下まで減圧した後、弁６４ａを閉じる。
ついで、この状態で流量調整弁６３ｂを開くことにより、第２のチャンバー５３と薄膜処理室５５との圧力差によって、ノズル６３ｃから被対象物７０に向けてエアロゾル６が高速で噴出される。これにより、被対象物７０の表面に無機粒子５が薄膜状に固着されていく。ついで、流量調整弁６３ａを徐々に開いていくことにより、ノズル６３ｃから噴出するエアロゾル４の割合を徐々に増加させながら被対象物７０表面にナノカーボン含有薄膜８０を形成させる。
【００２７】
このように、被対象物に衝突させるエアロゾル中の無機粒子とナノカーボンとの質量比を変化させてナノカーボンの割合を徐々に増加させることにより、被対象物表面近傍は無機粒子が結晶化した膜の割合が高く、薄膜表面側はナノカーボンの割合が高い薄膜を形成することができる。このような薄膜は、被対象物近傍の無機粒子が結晶化した膜により薄膜と被対象物との密着性が特に優れており、同時に薄膜表面近傍のナノカーボンにより薄膜表面の摺動性、耐摩耗性が特に優れる。
【００２８】
ノズル６３ｃから噴出するエアロゾル４、６は、配管６３にヒーター等を設置することにより加熱しておいてもよい。
また、被対象物７０（架台５６）とノズル６３ｂとが相対移動することにより、被対象物７０表面に形成する薄膜の形状、厚さを容易に変化させることができる。
【００２９】
また、薄膜形成装置５０のような装置を用いる場合、第１のチャンバー５１と第２のチャンバー５３とに投入する粒子は前記のものに限定されない。例えば、第１のチャンバー５１と第２のチャンバー５３の両方に無機粒子とナノカーボンを投入し、それぞれのチャンバー内でこれらの質量比が異なるエアロゾルを形成してもよい。
また、第１のチャンバー５１にナノカーボンのみを投入し、第２のチャンバーに無機粒子のみを投入して、被対象物７０に衝突するエアロゾルにおけるそれらの質量比を流量調整弁６３ａ、６３ｂにて調節してもよい。また、これらを別々のノズルから噴出するような装置として、別々のノズルから噴出するそれぞれエアロゾルを同じ場所に衝突させることで、所望の質量比の無機粒子とナノカーボンが被対象物に衝突するようにしてもよい。
【００３０】
以上説明した本発明のナノカーボン含有薄膜の形成方法は、ドライ成膜の方法であり、環境に影響を与える廃水を発生させることがない。また、様々な材質の被対象物の表面に、所望の形状、厚さを有する薄膜を容易に形成できる。これは、無機粒子とナノカーボンとを被対象物表面に衝突させ、衝突時のエネルギーによる無機粒子の融解を利用して薄膜状に固着させることにより、単独では固着させ難いナノカーボンを取り込みながら薄膜を形成できるためである。
【００３１】
なお、本発明では、被対象物とノズルとを相対移動させることにより、被対象物表面に形成する薄膜の形状を変化させるようにしたが、被対象物表面へのマスキングを併用して、微小領域への高精度の形状の薄膜を形成してもよい。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［実施例１］
図１に例示した薄膜形成装置１０を用いた、酸化アルミニウム製の被対象物３０（直径２インチ、厚さ８ｍｍの円板状）の表面への薄膜の形成について説明する。
チャンバー１１の内部に、無機粒子である平均粒子径０．５μｍのニッケル粒子（純度９９．９％）５質量部と、ナノカーボンである平均直径９０ｎｍのカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴという）１質量部とを混合した混合粒子（質量比５：１）を投入した。その後、ガスボンベ１２からチャンバー１１内にヘリウムガス（純度９９．９９％）を導入して前記混合粒子をガス攪拌してエアロゾルを形成した。このとき、流量調整弁２２ａは閉じておき、チャンバー１１内部を加圧状態とした。また、弁２３ａを開き、減圧ポンプにより薄膜処理室１３内を大気圧下まで減圧した。
ついで、チャンバー１１内の圧力を２００ｋＰａまで上昇させ、薄膜処理室１３内の圧力を０．５ｋＰａとなるまで減圧した状態で流量調整弁２２ａを開き、ノズル２２ｂから薄膜処理室１３内に設置した被対象物３０に向けてエアロゾルを噴出した。ノズル２２ｂから噴出されるエアロゾルの粒子の速度を高速度カメラで測定したところ２５ｍ／秒であった。また、配管２２の中間部に設置したセラミックヒータ（図示せず）によってノズル２２ｂから噴出されるエアロゾルの温度を１６０℃に調整した。また、被対象物３０の温度は、エアロゾルの衝突により温度が上がりすぎないよう８０℃に制御した。
薄膜を形成させる間、被対象物３０は、中心線３０ａを中心として、ｘ−ｙ（ｙは図１の裏面から表面に向かう方向）平面内で回転運動させ、ノズル２２ｂはｘ軸上を一軸往復運動させた。これにより、被対象物３０表面上に直径２５ｍｍの円形状に厚さ２μｍのナノカーボン含有薄膜Ａを形成した。
【００３３】
［実施例２］
図２に例示した薄膜形成装置５０を用いた、被対象物７０である酸化アルミニウム製基板（５０ｍｍ角）の表面への薄膜の形成について説明する。
第１のチャンバー５１の内部に、無機粒子である平均粒子径０．４μｍの酸化アルミニウム粒子（純度９９％）１質量部と、ナノカーボンである平均直径０．３μｍの多層カーボンナノチューブ（以下、ＭＷＣＮＴという）１質量部とを混合した混合粒子（質量比１：１）を投入した。その後、第１のガスボンベ５２から第１のチャンバー５１内にアルゴンガス（純度９９．５％）を導入し、前記混合粒子をガス攪拌して第１のエアロゾルを形成した。このとき、流量調整弁６３ａは閉じておき、第１のチャンバー５１内部を加圧状態とした。
また、第２のチャンバー５３の内部に、無機粒子である平均粒子径０．４μｍの酸化アルミニウム粒子（純度９９％）１質量部を投入した。その後、第２のガスボンベ５４から第２のチャンバー５３内にアルゴンガス（純度９９．５％）を導入し、前記酸化アルミニウム粒子をガス攪拌して第２のエアロゾルを形成した。このとき、流量調整弁６３ｂは閉じておき、第２のチャンバー５３内部を加圧状態とした。
また、薄膜処理室５５内の架台５６上に被対象物７０を設置し、弁６４ａを開いて減圧ポンプにより薄膜処理室５５内を大気圧下まで減圧した。
ついで、第１のチャンバー５１及び第２のチャンバー５３の圧力を８００ｋＰａまで上昇させ、薄膜処理室５５内の圧力を０．５ｋＰａまで減圧した状態で流量調整弁６３ｂを開き、第２のエアロゾルをノズル６３ｃから噴出し、被対象物７０表面に酸化アルミニウム粒子を薄膜状に固着させていき、その後流量調整弁６３ａを徐々に開いていくことによりノズル６３ｃより噴出するエアロゾル中のＭＷＣＮＴの割合を増加させながら、最終的にノズル６３ｃから噴出されるエアロゾル中の酸化アルミニウム粒子とＭＷＣＮＴとの質量比が２：１となるまで変化させて薄膜を形成した。
ノズル６３ｃから噴出されるエアロゾルの粒子の速度を高速度カメラで測定したところ１２０ｍ／秒であった。また、配管６３の中間部に設置したセラミックヒータ（図示せず）によってノズル６３ｃから噴出されるエアロゾルの温度を３００℃に調整した。また、被対象物７０の温度は、エアロゾルの衝突により温度が上がりすぎないよう３０℃に制御した。
薄膜を形成させる間、被対象物７０は、中心線７０ａを中心として、ｘ−ｙ（ｙは図２の裏面から表面に向かう方向）平面内で回転運動させ、ノズル６３ｃはｘ軸上を一軸往復運動させた。これにより、被対象物７０表面上に直径１５ｍｍの円形状に厚さ４μｍのナノカーボン含有薄膜Ｂを形成した。
【００３４】
［実施例３］
無機粒子である平均粒子径１０μｍのスズ粒子１０質量部と、ナノカーボンであるカーボンナノファイバー２質量部とを混合した混合粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして厚さ１８μｍのナノカーボン含有薄膜Ｃを形成した。
【００３５】
［実施例４］
無機粒子である平均粒子径１５μｍのスズ粒子１０質量部と、ナノカーボンであるカーボンナノファイバー２質量部とを混合した混合粒子を用いた以外は、実施例１と同様にしてナノカーボン含有薄膜Ｄを形成した。
【００３６】
［実施例５］
被対象物３０として、厚さ０．５ｍｍのポリイミド樹脂製の基板を用いた以外は、実施例１と同様にして厚さ２μｍナノカーボン含有薄膜Ｅを形成した。
【００３７】
［比較例１］
被対象物として鉄製の基板を用い、めっき法により被対象物表面にＣＮＴを含有しないニッケル薄膜を形成した。用いためっき浴の成分は、硫酸ニッケルと塩化ニッケルの混合浴であり、浴温度４０℃の条件でめっきした。
【００３８】
［摩擦係数の測定］
実施例１〜２及び比較例１で形成された薄膜について、水平直線往復摺動方式の摩擦係数測定器により薄膜表面の摩擦係数を測定した。その結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2009132547.tif 000002
【００４０】
本発明の形成方法を用いた実施例１では、ナノカーボンを含有する薄膜４０が所望の通りに形成された。また、このナノカーボン含有薄膜Ａ（薄膜４０）は、薄膜断面を電子顕微鏡により観察したところ、図３に示すように、ニッケル粒子が融解して粒子形状を有さない結晶化した膜４１が形成され、その膜４１内部にＣＮＴ４２が含有されていた。薄膜４０中のＣＮＴ４２の割合は、エアロゾル中のニッケル粒子とＣＮＴとの質量比と同等の割合であり、きれいに分散した薄膜４０となっていた。
また、このナノカーボン含有薄膜Ａは、エアロゾル中のニッケル粒子とＣＮＴとの質量比と同等の割合でＣＮＴが薄膜４０表面に突き出ており、摩擦係数が小さく高摺動性を有していた。
【００４１】
また、実施例２でもナノカーボンを含有する薄膜が所望の通りに形成された。また、このナノカーボン含有薄膜Ｂ（薄膜８０）は、図４に示すように、酸化アルミニウム粒子が融解して結晶化した膜８１が形成され、その膜８１の内部にＭＷＣＮＴ８２が含有されており、薄膜８０の被対象物７０近傍のＭＷＣＮＴ８２の割合は低く、薄膜８０表面近傍のＭＷＣＮＴ８２の割合は高かった。また、Ｘ線光電子分光法（ＥＳＣＡ）により分析したところ、薄膜８０表面における膜８１とＭＷＣＮＴ８２との割合は所望の通り２：１となっていた。
また、このナノカーボン含有薄膜Ｂでは、エアロゾル中のＭＷＣＮＴが薄膜８０表面に突き出ており、酸化アルミニウム単体（摩擦係数０．４）と比較しても摩擦係数が小さく高摺動性を有していた。
また、このナノカーボン含有薄膜Ｂは、温度差８００℃（温度８５０℃に１０分間置いた後、温度５０℃に１０分間置いた。）のヒートショック試験を行っても剥離しない強固な膜であった。
【００４２】
また、実施例３と実施例４の比較からは、平均粒子径が１５μｍであるスズ粒子により形成したナノカーボン含有薄膜Ｄにおいて多少の海島構造が見られたのに対して、平均粒子径が１０μｍであるスズ粒子により形成したナノカーボン含有薄膜Cはより優れた形状の薄膜が形成できていた。また、薄膜の密着性も平均粒子径が１０μｍの実施例３の方が優れていた。
【００４３】
また、酸化アルミニウム製の被対象物の代わりにポリアミド樹脂製の被対象物を用いた実施例５においても、実施例１と同様に所望のナノカーボン含有薄膜Ｅが形成された。
【００４４】
一方、比較例１において形成された薄膜では、ナノカーボンを含有していないため、実施例１と比較して表面の摩擦係数が高く、摺動性が低かった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のナノカーボン含有薄膜の形成方法は、環境負荷が小さく、様々な材質の被対象物に対して任意の形状、厚さの薄膜を容易に形成できるため、各種部材の表面の摺動性、耐摩耗性等を改善させる方法として好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のナノカーボン含有薄膜の形成方法の一実施形態例を示した概略図である。
【図２】本発明のナノカーボン含有薄膜の形成方法の他の実施形態例を示した概略図である。
【図３】実施例１で形成された薄膜と被対象物の断面図である。
【図４】実施例２で形成された薄膜と被対象物の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  混合粒子  ２  エアロゾル  １１  チャンバー  １２  ガスボンベ  １３  薄膜処理室  ３０  被対象物  ４０  ナノカーボン含有薄膜
【図１】
2009132547.tif 000003
【図２】
2009132547.tif 000004
【図３】
2009132547.tif 000005
【図４】
2009132547.tif 000006