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公開番号2025017992
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121351
出願日2023-07-26
発明の名称被覆基材、及び被覆基材の製造方法
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類C25D 9/10 20060101AFI20250130BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】種々の分野に適用可能で、高機能を期待可能な新規な被覆基材を提供する。
【解決手段】皮膜3によって基材5が被覆されてなる被覆基材1である。皮膜3の厚みは、60nm以上10μm以下である。皮膜3を測定した際に、C(炭素)の元素百分率が0.1atm%以上20atm%未満である。金属元素及びO(酸素)の合計の元素百分率が70atm%以上である。皮膜3中には、基材5の表面Sに沿う方向Dに列をなす形態で並んだ複数の空孔13が存在している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
皮膜によって基材が被覆されてなる被覆基材であって、
前記皮膜の厚みは、６０ｎｍ以上１０μｍ以下であり、
前記皮膜を測定した際に、Ｃ（炭素）の元素百分率が０．１ａｔｍ％以上２０ａｔｍ％未満であり、
金属元素及びＯ（酸素）の合計の元素百分率が７０ａｔｍ％以上であり、
前記皮膜中には、前記基材の表面に沿う方向に列をなす形態で並んだ複数の空孔が存在している、被覆基材。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記基材で前記皮膜が形成されている部位は、導電性を有する、請求項１に記載の被覆基材。
【請求項３】
前記皮膜は、前記皮膜の断面において、前記空孔の前記列が存在する空孔存在層と、前記空孔の前記列が存在しない空孔非存在層とが、積層した縞構造を有する、請求項１又は請求項２に記載の被覆基材。
【請求項４】
前記空孔存在層は、前記基材と並行方向の仮想線１０００ｎｍ当たりにおける前記空孔の個数が５個以上存在する層である、請求項３に記載の被覆基材。
【請求項５】
前記空孔非存在層が２つ以上存在している、請求項３に記載の被覆基材。
【請求項６】
前記空孔存在層の厚みは、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、
前記空孔非存在層の厚みは、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、請求項３に記載の被覆基材。
【請求項７】
前記金属元素は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｒ（クロム）、Ｃｏ（コバルト）及びＭｎ（マンガン）からなる群より選ばれた少なくとも１種以上である、請求項１又は請求項２に記載の被覆基材。
【請求項８】
有機溶剤を溶媒とした浴液を用いた被覆基材の製造方法であって、
前記浴液は、水分含有率が５質量％未満であり、少なくとも１種類以上の金属元素を含有し、かつ少なくとも１種類以上のハロゲン元素を含有し、
基材を前記浴液中に浸漬した状態で、電圧印加することで負極側の前記基材上に前記金属元素を含む皮膜層を形成する形成工程と、
前記皮膜層を乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記形成工程と、前記乾燥工程のセットを繰り返すことで、前記基材の表面に沿う方向に列をなす形態で並んだ複数の空孔が存在している空孔存在層と、前記空孔の前記列が存在しない空孔非存在層とが、積層した縞構造を有する皮膜を形成する、被覆基材の製造方法。
【請求項９】
前記乾燥工程は、
開始時温度が５℃以上４０℃以下であり、
最高到達温度が１００℃以上１０００℃以下であり、
前記開始時温度から、前記最高到達温度に至る昇温速度が、１０℃／分以上３００℃／分以下である、請求項８に記載の被覆基材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、被覆基材、及び被覆基材の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１－４には、金属酸化物皮膜を備えた被覆基材が開示されている。特許文献１－４では、湿式成膜法が採用されている。他方、複雑な基材形状に合わせた厚みの制御をするために乾式成膜法（ドライプロセス）が採用される場合もあった。
種々の分野へ適用した場合の性能を考慮すると、従来の被覆基材は必ずしも十分でなく、新規な被覆基材の開発が切望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－３２５２１号公報
特開２００９－１４７１９２号公報
特開２０１５－９３８２１号公報
特開平９－２０２６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、種々の分野に適用可能で、高機能を期待可能な新規な被覆基材を提供することを目的とする。本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［１］
皮膜によって基材が被覆されてなる被覆基材であって、
前記皮膜の厚みは、６０ｎｍ以上１０μｍ以下であり、
前記皮膜を測定した際に、Ｃ（炭素）の元素百分率が０．１ａｔｍ％以上２０ａｔｍ％未満であり、
金属元素及びＯ（酸素）の合計の元素百分率が７０ａｔｍ％以上であり、
前記皮膜中には、前記基材の表面に沿う方向に列をなす形態で並んだ複数の空孔が存在している、被覆基材。
［２］
前記基材で前記皮膜が形成されている部位は、導電性を有する、［１］に記載の被覆基材。
［３］
前記皮膜は、前記皮膜の断面において、前記空孔の前記列が存在する空孔存在層と、前記空孔の前記列が存在しない空孔非存在層とが、積層した縞構造を有する、［１］又は［２］に記載の被覆基材。
［４］
前記空孔存在層は、前記基材と並行方向の仮想線１０００ｎｍ当たりにおける前記空孔の個数が５個以上存在する層である、［３］に記載の被覆基材。
［５］
前記空孔非存在層が２つ以上存在している、［３］に記載の被覆基材。
［６］
前記空孔存在層の厚みは、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、
前記空孔非存在層の厚みは、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、［３］に記載の被覆基材。
［７］
前記金属元素は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｒ（クロム）、Ｃｏ（コバルト）及びＭｎ（マンガン）からなる群より選ばれた少なくとも１種以上である、［１］又は［２］に記載の被覆基材。
［８］
有機溶剤を溶媒とした浴液を用いた被覆基材の製造方法であって、
前記浴液は、水分含有率が５質量％未満であり、少なくとも１種類以上の金属元素を含有し、かつ少なくとも１種類以上のハロゲン元素を含有し、
基材を前記浴液中に浸漬した状態で、電圧印加することで負極側の前記基材上に前記金属元素を含む皮膜層を形成する形成工程と、
前記皮膜層を乾燥する乾燥工程と、を有し、
前記形成工程と、前記乾燥工程のセットを繰り返すことで、前記基材の表面に沿う方向に列をなす形態で並んだ複数の空孔が存在している空孔存在層と、前記空孔の前記列が存在しない空孔非存在層とが、積層した縞構造を有する皮膜を形成する、被覆基材の製造方法。
［９］
前記乾燥工程は、
開始時温度が５℃以上４０℃以下であり、
最高到達温度が１００℃以上１０００℃以下であり、
前記開始時温度から、前記最高到達温度に至る昇温速度が、１０℃／分以上３００℃／分以下である、［８］に記載の被覆基材の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、種々の分野に適用可能で、量産可能な新規な被覆基材が提供される。
また、皮膜中に、基材の表面に沿う方向に列をなす形態で並んだ複数の空孔が存在している。この構造は、応力緩和に寄与すると期待される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
被覆基材の一例のＦＩＢ－ＳＥＭによる断面の観察像である。
被覆基材の一例の断面の模式図である。
成膜装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示を詳しく説明する。尚、本明細書において、数値範囲について「－」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「１０－２０」という記載では、下限値である「１０」、上限値である「２０」のいずれも含むものとする。すなわち、「１０－２０」は、「１０以上２０以下」と同じ意味である。また、本明細書において、各数値範囲の上限値及び下限値は、任意に組み合わせることができる。
【０００９】
１．被覆基材１
被覆基材１は、皮膜３によって基材５が被覆されてなる。皮膜３の厚みは、６０ｎｍ以上１０μｍ以下である。
皮膜３を測定した際に、Ｃ（炭素）の元素百分率が０．１ａｔｍ％以上２０ａｔｍ％未満であり、金属元素及びＯ（酸素）の合計の元素百分率が７０ａｔｍ％以上である。皮膜３中には、基材５の表面に沿う方向に列をなす形態で並んだ複数の空孔１３が存在している。
【００１０】
（１）基材５
基材５は、特に限定されない。皮膜３の基材５への密着性を高めるために、基材５の少なくとも皮膜３によって被覆される部位（領域）は、導電性を有して負極７（陰極）となり得る材質で構成されることが好ましい。基材５の皮膜３によって被覆される部位が導電性を有して負極７（陰極）となることで、電圧印加にて、この部位に、皮膜３を容易に形成できる。
基材５の表面部が、導電性を有して負極７となり得る材質で構成されてもよい。基材５全体が負極７となり得る材質から構成されてもよい。負極７となり得る材質として、例えば、鉄系合金、カーボンが好適に用いられる。鉄系合金は、例えば、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ系合金（オーステナイト系ステンレス）、Ｆｅ－Ｃｒ系合金（フェライト系ステンレス）、Ｆｅ－Ｎｉ系合金（パーマロイ）、Ｆｅ－Ｓｉ系合金（ケイ素鉄）、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金（センダスト）、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ（スーパーマロイ）、Ｆｅ－Ｃｏ系合金（パーメンジュール）、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ系合金（コバール）、及びＦｅ－Ｃ－Ｂ系合金（アモルファス）から選択される１種又は２種以上が好適に例示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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