化学気相沈着技術

化学気相沈着（CVD）は、特定の温度と特別に処理された基材（硬質合金や工具鋼など）表面において行われる気体中の化学反応を伴う熱化学反応プロセスである。CVD技術は、反応の種類や圧力によって分類され、低圧CVD（LPCVD）、常圧CVD（APCVD）、プラズマ強化CVD（PECVD）、ホットフィラメントCVD、レーザー誘導CVDなどがある。

プラズマ補助化学気相沈着は、超硬薄膜の製造における主要な方法の一つであり、物理的気相沈着と従来の化学気相沈着の利点を組み合わせたものである。低温での薄膜形成が可能であるだけでなく、複雑な形状のワークの内面へのコーティングにも適用でき、ワークの表面摩耗性および高温酸化抵抗性の向上に有効な手段となっている。

物理的気相沈着技術

物理的気相沈着（PVD）は、蒸発またはスパッタリングなどの真空下の物理的プロセスを利用して物質を移動させ、原子や分子が源から基材表面へ移行し、薄膜として沈着する技術である。

これは、ナノメートルからマイクロメートルレベルの薄膜を実現しつつも汚染を回避できる環境に配慮した表面処理法であり、基材サイズに影響を与えることなく、表面強度の向上、耐腐食性および摩擦・摩耗性能の強化などを実現することができる。

物理的気相沈着（PVD）による膜層は、高い硬度、優れた耐磨耗性（低摩擦係数）、良好な耐腐食性および化学的安定性といった特徴を持つほか、ワークの外観美しさの向上にも寄与する。単一金属膜（アルミニウム、チタン、クロムなど）の製造だけでなく、窒化物膜（TiN、ZrN、CrN、TiAlN）、炭化物膜（TiN、TiCN）、酸化物膜（TiO）などのセラミック薄膜も製造可能である。

陰極アーク技術

陰極アーク技術は、真空環境下でアーク放電を利用し、固体の陰極ターゲットを蒸発・離解させ、プラズマの強化作用により陽極基材表面に沈着して膜を形成する技術である。この技術は典型的な高電流（数百アンペアまで）のアーク特性を持ち、その結果、非常に高い沈着速度を実現するため、膜の組織構造および機械的特性の大幅な改善が可能となる。しかし、陰極アークの蒸発過程は非常に激しく、有害粒子が多く発生するため、高品質な表面加工が必要な場合ではその技術の応用が制限されている。

磁気スパッタリング技術

磁気スパッタリング技術は、機能性および装飾性コーティング分野で広く利用されている成熟した技術である。真空状態での磁気スパッタリングプロセスにおいて、イオンが陰極と衝突することでターゲット材料から4～6 eVの粒子が飛散し、その離解率は約10％程度である。