层叠体以及电解用电极的制作方法

本发明涉及层叠体及其制造方法。另外，本发明涉及电解用电极及其制造方法以及电解装置。而且，本发明涉及制造氟气或三氟化氮的气体制造方法。

背景技术：

1、类金刚石碳(以下有时也记为“dlc”。)所代表的硬质碳材料具有硬度、耐磨损性、化学稳定性(耐蚀性)、阻气性、耐烧伤性、生物亲和性、红外线透过性高、摩擦系数低的优点。因此，出于赋予这些特性的目的，对各种各样的基材进行硬质碳被膜的被覆。例如，已知在基材的表面被覆了dlc被膜的电解用电极(参照专利文献1)。

2、在先技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本国专利公开公报2011年第46994号

技术实现思路

1、然而，对于由镍或镍合金形成的基材，使硬质碳被膜牢固地密合是困难的，存在硬质碳被膜容易从基材剥离的问题。对该点进行详细说明。

2、形成基材的金属与硬质碳被膜通过化学相互作用而牢固地密合。该化学相互作用是通过在形成基材的金属的原子与形成硬质碳被膜的碳的原子之间共有彼此的电子而产生的共价键。

3、若为通常的金属，则能够形成下述金属碳化物，所述金属碳化物是上述金属与碳以共价键结合的化合物，因此在基材的表面形成金属碳化物的层，借助金属碳化物，基材和硬质碳被膜通过化学相互作用而牢固地密合。由于是基于化学键的接合，因此硬质碳被膜难以从基材剥离。

4、然而，由于镍未形成金属碳化物，因此基材和硬质碳被膜仅通过物理性相互作用而接合。因此，硬质碳被膜容易从由镍或镍合金形成的基材剥离。

5、因此，在由镍或镍合金形成的基材的表面被覆了dlc被膜的电解用电极，容易发生dlc被膜的剥离，容易变为短寿命。镍和镍合金由于耐蚀性高，因此适合作为电解用电极的基材，因此希望开发使硬质碳被膜牢固地密合于由镍或镍合金形成的基材的表面的方法。

6、本发明的课题在于提供具有由镍或镍合金形成的基材和与该基材牢固地密合而难以剥离的硬质碳被膜的层叠体及其制造方法。另外，本发明的课题还在于提供硬质碳被膜难以从由镍或镍合金形成的基材剥离的电解用电极及其制造方法以及电解装置和气体制造方法。

7、为了解决上述课题，本发明的一方式如以下的[1]～[12]所示。

8、[1]一种层叠体，具备由镍或镍合金形成的基材、形成于所述基材之上的中间层、和形成于所述中间层之上的硬质碳被膜，所述中间层含有镍氮化物。

9、[2]根据[1]所述的层叠体，所述镍合金是含有50质量％以上的镍的合金。

10、[3]根据[1]或[2]所述的层叠体，所述镍氮化物是ni4n和ni3n中的至少一者。

11、[4]根据[1]～[3]的任一项所述的层叠体，所述硬质碳被膜由类金刚石碳形成。

12、[5]一种层叠体的制造方法，是制造[1]～[4]的任一项所述的层叠体的方法，具有通过使用氮气等离子体将所述基材的表层部分的镍氮化而形成所述中间层的中间层形成工序。

13、[6]根据[5]所述的层叠体的制造方法，所述中间层形成工序是在氮气气氛下反复进行由等离子体发生用高频电源对所述基材施加高频脉冲和由高电压脉冲发生用电源对所述基材施加负的高电压脉冲的工序。

14、[7]一种电解用电极，具备[1]～[4]的任一项所述的层叠体。

15、[8]根据[7]所述的电解用电极，被使用于将含有氟离子的熔盐电解而合成含氟化合物的用途。

16、[9]根据[7]所述的电解用电极，被使用于将含有氟化氢的熔盐电解而合成氟气或三氟化氮的用途。

17、[10]一种电解用电极的制造方法，是制造[7]～[9]的任一项所述的电解用电极的方法，具有通过使用氮气等离子体将所述基材的表层部分的镍氮化而形成所述中间层的中间层形成工序。

18、[11]一种电解装置，具备[7]～[9]的任一项所述的电解用电极。

19、[12]一种气体制造方法，是制造氟气或三氟化氮的方法，具有使用[7]所述的电解用电极将含有氟化氢的熔盐电解而合成氟气或三氟化氮的工序。

20、根据本发明，能够提供具有由镍或镍合金形成的基材和牢固地密合于该基材而难以剥离的硬质碳被膜的层叠体及其制造方法。另外，根据本发明，能够提供硬质碳被膜难以从由镍或镍合金形成的基材剥离的电解用电极及其制造方法以及电解装置和气体制造方法。

技术特征：

1.一种层叠体，具备由镍或镍合金形成的基材、形成于所述基材之上的中间层、和形成于所述中间层之上的硬质碳被膜，所述中间层含有镍氮化物。

2.根据权利要求1所述的层叠体，所述镍合金是含有50质量％以上的镍的合金。

3.根据权利要求1或2所述的层叠体，所述镍氮化物是ni4n和ni3n中的至少一者。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的层叠体，所述硬质碳被膜由类金刚石碳形成。

5.一种层叠体的制造方法，是制造权利要求1～4的任一项所述的层叠体的方法，具有通过使用氮气等离子体将所述基材的表层部分的镍氮化而形成所述中间层的中间层形成工序。

6.根据权利要求5所述的层叠体的制造方法，所述中间层形成工序是在氮气气氛下反复进行由等离子体发生用高频电源对所述基材施加高频脉冲和由高电压脉冲发生用电源对所述基材施加负的高电压脉冲的工序。

7.一种电解用电极，具备权利要求1～4的任一项所述的层叠体。

8.根据权利要求7所述的电解用电极，被使用于将含有氟离子的熔盐电解而合成含氟化合物的用途。

9.根据权利要求7所述的电解用电极，被使用于将含有氟化氢的熔盐电解而合成氟气或三氟化氮的用途。

10.一种电解用电极的制造方法，是制造权利要求7～9的任一项所述的电解用电极的方法，具有通过使用氮气等离子体将所述基材的表层部分的镍氮化而形成所述中间层的中间层形成工序。

11.一种电解装置，具备权利要求7～9的任一项所述的电解用电极。

12.一种气体制造方法，是制造氟气或三氟化氮的方法，具有使用权利要求7所述的电解用电极将含有氟化氢的熔盐电解而合成氟气或三氟化氮的工序。

技术总结提供具有由镍或镍合金形成的基材和牢固地密合于该基材而难以剥离的硬质碳被膜的层叠体。层叠体具备由镍或镍合金形成的基材(100)、形成于基材(100)之上的中间层(200)、和形成于中间层(200)之上的硬质碳被膜(300)，中间层(200)含有镍氮化物。技术研发人员：藤克昭,小黑慎也,福地阳介,小林浩,杉原雅彦,山田羊治受保护的技术使用者：株式会社力森诺科技术研发日：技术公布日：2024/6/13