[发明专利]具有包含TaC的涂层的碳材料及其制造方法

说明书

本发明涉及在碳基材上形成有包含TaC(碳化钽)的涂层的碳材料及其制造方法，本发明的具有包含TaC的涂层的碳材料包括碳基材；及在所述碳基材上形成的，由XRD分析的X线回折所发生的(111)面的回折峰值为最大值的包含TaC的涂层。

技术领域

本发明涉及在碳基材上形成有包含TaC(碳化钽)的涂层的碳材料及其制造方法

背景技术

在各个领域正进行着,通过在基材表面采用不同种类的薄膜,提高材料的耐磨性、耐腐蚀性等的研究。其中，由于包含(TaC)的素材涂料技术在耐热性、耐磨性及抗内气体蚀刻性等方面具有比薄膜材料更优异的特征，特别备受关注。目前，在各种各样的产业现场，将包含TaC的涂层的碳材料形成于碳基材上的碳素材料，被使用于半导体用单晶制造装置部材、精密机床、引擎用部件等。

此时，所形成的包含TaC的涂层，由于与基材具有附着力，往往出现问题。因此，许多企业及研究机构对于在碳基材上具有高度附着力的包含TaC的涂层的形成技术，正进行着各种尝试。

最近，可控制具有TaC素材的涂层的硬度或表面耐磨性的技术备受关注。如果能考虑到所需素材的用处，预测所需涂层的物性，并按其可形成具有合理程度物性的包含TaC的涂层，可在产业界的多种领域适用TaC素材。但是，到目前为止，因为没有可精确预测表面刮伤值等物性的技术，在形成包含TaC的涂层的过程中，难以精确预测出将要形成的涂层的物性。此外，为了控制表面硬度、表面刮伤值等，将何种变数要调整至什么程度，是在产业现场还未解决的一个不确定性问题。

发明内容

技术课题

本发明着眼于解决所述问题，用于形成碳基材的附着力优异，并具有包含高硬度和高表面刮痕值的TaC涂层的碳材料。

此外，本发明的另一个目的为在制造包含TaC的涂层的碳材料方面，为应付所需水平的产品物性规格，提供一种将可控制变数(碳基材的选定、包含TaC的涂层的结晶粒大小、回避性特征、X线回折强度等)控制到适当程度的技术。

但是，在本发明要解决的课题并不局限于如上所述的课题，且未提及的其它课题可通过如下说明，为所属领域具有通常知识的人提供理解上的帮助。

问题解决手段

本发明的包含TaC的涂层的碳材料包括碳基材；及在所述碳基材上形成的，由XRD分析的X线回折所发生的(111)面的回折峰值为最大值的包含TaC的涂层。

根据本发明的一个实施例，所述包含TaC的涂层的由X线回折发生的(111)面回折峰值与(200)面回折峰值之比可在0.40以下。

根据本发明的一个实施例，所述包含TaC的涂层的XRD分析的回折线的半宽度可在0.15°以下。

根据本发明的一个实施例，所述包含TaC的涂层的表面硬度可根据以下数学式1计算，

数学式1

表面硬度值(GPa)＝-38A²+12A+14至17

A:XRD分析时包含TaC的涂层的(200)面的回折峰值/(111)面的回折峰值。

根据本发明的一个实施例，所述包含TaC的涂层，平均结晶粒大小可为10μm-50μm。

根据本发明的一个实施例，所述包含TaC的涂层的表面硬度可在15GPa以上。

根据本发明的一个实施例，所述包含TaC的涂层的表面刮痕实验值可在3.5N以上。

根据本发明的一个实施例，自所述碳基材表面深度为80μm-150μm的区域的TaC含量可为15vol％至20vol％。

根据本发明的一个实施例，所述包含TaC的涂层的表面刮痕值可根据以下数学式2计算,