JP2001518441A - ダイヤモンドの被覆を有するダイヤモンドのコア - Google Patents
ダイヤモンドの被覆を有するダイヤモンドのコアInfo
- Publication number
- JP2001518441A JP2001518441A JP2000513816A JP2000513816A JP2001518441A JP 2001518441 A JP2001518441 A JP 2001518441A JP 2000513816 A JP2000513816 A JP 2000513816A JP 2000513816 A JP2000513816 A JP 2000513816A JP 2001518441 A JP2001518441 A JP 2001518441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- core
- coating
- product
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/062—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62802—Powder coating materials
- C04B35/62828—Non-oxide ceramics
- C04B35/62839—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62894—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents with more than one coating layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5001—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with carbon or carbonisable materials
- C04B41/5002—Diamond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/04—Diamond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0605—Composition of the material to be processed
- B01J2203/062—Diamond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/065—Composition of the material produced
- B01J2203/0655—Diamond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0675—Structural or physico-chemical features of the materials processed
- B01J2203/068—Crystal growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/421—Boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/427—Diamond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5463—Particle size distributions
- C04B2235/5472—Bimodal, multi-modal or multi-fraction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
優れた物理的性質は、ダイヤモンドをして、放熱子、および穿孔、研削、鋸引き
、フライス削り、切削等々のような各種研磨用途に対して理想的な材料としてい
る。
クスにおいてその保持性を改善するために、金属コートが施されることがある。
る。これには、共に溶液から出発する2つの主要な方法、即ち温度勾配法と同素
性変化法(allotropic change method)が用いられている。温度勾配法において
、その結晶生長の推進力は、原材料と生長している結晶との間に温度差があるこ
との結果としてのそれら原材料と生長結晶との溶解度の差に起因する過飽和状態
である。同素性変化法においては、その結晶生長の推進力は、原材料と生長して
いる結晶との間で同素性(allotropic)(多形性:polymorphic)が異なってい ることの結果としてのそれら原材料と生長結晶との溶解度の差に起因する過飽和
状態である。
になるか、または、エピタキシャル生長の場合、その生長核は生長結晶に付属す
るもので、それらは、続いて、意図的に、その生長結晶からに取り除かれる。
モンドの容積の極く小さい部分、一般的には1容積パーセント未満を占めるに過
ぎず、生長ダイヤモンドの物理的性質には実質的に寄与しない。外部生長核を意
図的に取り除く場合には、明らかに、生長結晶の性質に寄与すべく存在する生長
核は存在しない。
んでいるダイヤモンドの被覆とを含んで成るダイヤモンド製品にして、その被覆
ダイヤモンドはそのコアダイヤモンドのダイヤモンドとは異なるものであり、ま
たコアダイヤモンドと被覆ダイヤモンドの両者はそのダイヤモンド製品の特性に
影響を及ぼしている、上記のダイヤモンド製品が提供される。
イヤモンド層から形成されていることができる。或いはまたは、ダイヤモンドの
被覆は、2層以上のダイヤモンド層から形成されていることができ、その場合、
その各層は、それら層が全体としてダイヤモンドのコアを完全に包み込んでいる
という条件で、そのダイヤモンドコアのダイヤモンドを一部包み込んでいるか、
または完全に包み込んでいるかのいずれかである。
ド被覆は、両者共、そのダイヤモンド製品の特性に影響を及ぼしているか、また
は寄与している。例えば、ダイヤモンドの被覆はダイヤモンドのコアの衝撃強さ
を高め、そのダイヤモンドコアとは異なる衝撃強さを持つダイヤモンド製品を提
供するそのようなものであることができる。同様に、ダイヤモンドのコアと被覆
は、熱安定性、酸化抵抗性、電気的性質または他の性質に相違があってもよい。
このダイヤモンド製品は、従って、そのコアと被覆の両者とは異なる性質を有し
ていることができる。コアダイヤモンドと過剰生長層(overgrown layer)また は同被覆の性状は、生長した結晶の性質一般または特定の性質が高められるよう
に選ぶことができる。例えば、過剰生長層または同被覆が所望通りの圧縮または
張力状態にあるようにするか、またはコアよりも高い若しくは低い熱膨張率を有
し、層状結晶の機械的性質を変えることが可能になるように、条件を選ぶことが
できる。
ントを構成している。
途、および多結晶性製品の製造における用途がある。
わる。コアダイヤモンドは天然のものでも、合成のものでも、或いは多結晶性の
ものでもよい。コアダイヤモンドは、球形、針状、板状、規則的なまたは不規則
な形状を含めて、所望とされる任意の形状であることができ、またそれには小面
が刻まれていてもよい。
を用いて造られた高温−高圧合成ダイヤモンド、粉砕PCDのような合成多結晶
性ダイヤモンド、および天然の単結晶または多結晶性ダイヤモンドがある。
モンド材料のものである。さらに、ダイヤモンドの被覆の容積は、その被覆をし
て、ダイヤモンド製品の特性または性質に影響を及ぼすことを可能にするそのよ
うな容積であり、そしてそれは一般にダイヤモンド製品の少なくとも5容積パー
セントである。
ドのような天然ダイヤモンドより成り、そしてそのダイヤモンドコアを包み込む
被覆として単一層が与えられ、またこの層または被覆はタイプIbのダイヤモン
ドのような合成ダイヤモンドから造られる。
の被覆がホウ素、窒素またはリンのようなドーパントでドープされている。
にアルミナのような材料を含められている。
とも2層のダイヤモンド層がダイヤモンド被覆を形成すべく与えられている。そ
の一方のダイヤモンド層は触媒/溶媒、例えばコバルト/鉄を用いて合成的に製
造することができ、また他方のダイヤモンド層はもう1つの触媒/溶媒、例えば
ニッケル/鉄を用いて合成的に製造することができる。
いて生長させ、または合成することができる。公知の同素性変化法を用いる場合
、結晶生長の推進力は、原材料、一般的にはグラファイトと生長している結晶と
の間で同素性(多形性)が異なっていることの結果としてのそれら原材料と生長
結晶との溶解度の差に起因する過飽和状態である。公知の温度勾配法を用いる場
合、結晶生長の推進力は、原材料と生長している結晶との間に温度差があること
の結果としてのそれら原材料と生長結晶との溶解度の差に起因する過飽和状態で
ある。
有していることができる、即ち主として双晶結晶であることもできるし、または
主として単結晶であり、かつ小面が刻まれていることもできるし、或いはそれら
の組み合わせであることもできる。これは、結晶を、高温/高圧条件の下で、溶
媒/触媒の存在下において生長させるが、過飽和状態が、少なくとも一部は、特
定の方法で確実に得られるようにすることによって達成することができる。
数のダイヤモンド生長核を与え、その際結晶源の量を一般に生長核よりも多くし
、それらの結晶源および生長核を適当な溶媒/触媒と接触させて反応物を生成さ
せ、その反応物を、高温/高圧装置の反応ゾーン中の、結晶の生長に適した昇温
、昇圧条件に、ダイヤモンド製品を生成させるのに十分な時間付し、そしてその
材料を上記反応ゾーンから取り出し、その際結晶源と生長核とをその粒径が異な
るように選択することで、上記溶媒/昇温中での炭素の必要な過飽和状態を、少
なくとも一部、好ましくは過半部分を達成することによって製造することができ
る。
モンド上でダイヤモンドの被覆が生長せしめられる。生成したダイヤモンドの被
覆は実質的に双晶ダイヤモンドである。この双晶ダイヤモンドの被覆として、接
触双晶類、多重および単一マクル双晶類(macle twins)を含めてマクル双晶類 、集片双晶類並びにスター双晶類(star twins)を挙げることができる。
当な溶媒/触媒と接触せしめられる。一般的には、炭素ダイヤモンド源とコアダ
イヤモンドとが粒状形態の溶媒/触媒と混合せしめられる。
いるダイヤモンド生長核上にダイヤモンドの被覆を生成させるように選ぶことも
できる。このようなダイヤモンド製品を生成させるために、肉眼で見える小面が
刻まれた表面を実質的に含まない、生成されるべきダイヤモンド結晶源を用意す
る。反応物は、その結晶源を適当な溶媒/触媒と接触させ、その反応物を、高温
/高圧装置の反応ゾーン中の、結晶の生長に適した昇温、昇圧条件に、ダイヤモ
ンド製品を生成させるのに十分な時間付し、そしてそのダイヤモンド製品を上記
反応ゾーンから取り出すことによって生成せしめられる。ここで、結晶生長の条
件は、結晶源が低ミラー指数の発現小面を有する結晶に転化、好ましくは実質的
に転化されるように選ばれる。この方法においては、過飽和推進力は、少なくと
も一部は、好ましくは過半部分が、肉眼で見える低ミラー指数表面と、それより
もミラー指数が大きい肉眼で見える表面との間の表面自由エネルギーの差に依存
する。ここで高ミラー指数の表面はそれよりもミラー指数が小さい表面より高い
自由エネルギーを持っている。ダイヤモンドの場合、高ミラー指数表面と低ミラ
ー指数表面との間の表面自由エネルギー差が大きく、従って結晶化を持続する過
飽和状態を生成させることができる。この高ミラー指数表面が溶解し、上記炭素
が溶媒/触媒を通して移行し、そしてそれよりミラー指数が小さい表面上で生長
し、またはその表面上に析出する。低ミラー指数表面上に沈着したダイヤモンド
は、より下方にあるコアダイヤモンドの特性ではなく、溶媒/触媒により生長せ
しめられたダイヤモンドの特性を有する。この場合、炭素源は、コアダイヤモン
ド自体の表面が一部溶解することによって供給される。高ミラー指数表面の1例
は近接面、即ち段付き破面(broken stepped surface)である。
覆ダイヤモンドの性状に依存する。このような溶媒/触媒の例は、鉄、コバルト
、ニッケル、マンガンのような遷移金属元素およびこれら金属を含有する合金、
ステンレス鋼、スーパーアロイ、例えばコバルト系、ニッケル系および鉄系のス
ーパーアロイ、ブロンズ(コバルト含有ブロンズを含む)、並びにニッケル/リ
ン、ニッケル/クロム/リンおよびニッケル/パラジウムのような真鍮である。
他の適したダイヤモンド用溶媒/触媒は、遷移金属を含んでいない元素、化合物
および合金、例えば銅、銅/アルミニウム、銅/ニオブおよびリン、並びに(苦
土カンラン石および頑火輝石のような)アルカリ金属、アルカリ土類金属または
遷移金属の水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、塩素酸塩、ケイ酸塩およびこの技術分野
で知られている他の非金属触媒のような非金属物質またはそれらの混合物である
。
ドが熱力学的に安定な条件であることができる。これらの条件はこの技術分野で
周知である。しかし、ダイヤモンドが熱力学的に安定な領域以外の条件下でダイ
ヤモンドの生長をもたらすことも可能である。ダイヤモンドが熱力学的に安定な
領域以外の温度、圧力条件は、オストワルド−ボルマー則(Ostwald-Volmer rul
e)ではなく、オストワルド則(Ostwald rule)が生長プロセスを支配する場合 に使用することができる[S.ボーア(S. Bohr)、R.ハウブナー(R. Haubne
r)、B.ラックス(B. Lux)の共著になるダイヤモンドおよび関係材料(Diamo
nd and Related Materials)、第4巻、第714〜719頁(1995年)を参
照されたい]―「オストワルド則によれば、幾つかのエネルギー状態を持つ系か
らエネルギーを抜き取ると、その系は安定な基底状態には直接到達せず、代わり
に全ての中間段階を徐々に通過する。加えて、オストワルド−ボルマー則によれ
ば、密度のより小さい相(less dense phase)がまず形成(成核)される。この
2つの法則が互いに相反すると思われる場合、オストワルド則よりオストワルド
−ボルマー則の方に優先権がある」。熱力学的に安定な領域以外でダイヤモンド
の結晶を生長させる場合、例えば圧力の適用によってオストワルド−ボルマー則
を抑制することができ、かくして、グラファイトの結晶が実質的に存在しないと
いう条件で、前もって存在せしめられたダイヤモンド粒子上でのダイヤモンドの
生長が可能になる。等温、等圧条件は必須ではないが、そのような条件が好まし
い。
50gおよび(b)鉄−コバルト粉末285gから混合物を調製した。この混合
物を反応カプセルに入れ、そのカプセル自体を常用の高圧/高温装置の反応ゾー
ンに入れた。この反応カプセルの内容物を約5.5GPaの圧力と約1420℃
の温度に付し、そしてこれらの条件を11時間維持した。上記粒径範囲の上限に
あるダイヤモンド粒子が生長核として作用し、一方その粒径範囲の下限にあるダ
イヤモンド粒子が粒子源として作用し、上記溶媒/触媒に適用条件下で優先的に
溶解した。その反応カプセルから粒径範囲30〜50ミクロンにあるダイヤモン
ド粒子41gを回収した。これらの粒子は、天然ダイヤモンドのコアと、そのコ
アダイヤモンドを完全に包み込んでいる合成ダイヤモンドの被覆から成っていた
。この合成ダイヤモンドの被覆は十分に画成された小面を有していることが見い
だされた。
囲の粒径を持つ不規則な合成ダイヤモンド粒子12.6gおよび(b)マンガン
/ニッケル(Mn52:Ni48)粉末67.4gから混合物を調製した。この
混合物を反応カプセルに入れ、そのカプセル自体を常用の高圧/高温装置の反応
ゾーンに入れた。この反応カプセルの内容物を約5.25GPaの圧力と約13
60℃の温度に付し、そしてこれらの条件を40分間維持した。上記の不規則な
ダイヤモンド粒子は大きいミラー指数と近接面とを有していた。この高ミラー指
数表面が上記マンガン/ニッケル系溶媒/触媒に適用条件下で優先的に溶解した
。上記炭素がその溶媒/触媒を通して移行し、より小さいミラー指数の表面上に
沈着した。その反応カプセルから粒径範囲10〜20ミクロンにあるダイヤモン
ド粒子10gを回収した。これらの粒子は、コバルト/鉄系溶媒/触媒を用いて
製造された上記合成ダイヤモンド粒子のコアと、マンガン/ニッケル系溶媒/触
媒を用いて製造された、そのコアダイヤモンドを完全に包み込んでいる合成ダイ
ヤモンドの被覆から成っていた。その合成ダイヤモンドの被覆は主として8面体
の形状を持つ単結晶であることが見いだされた。
用いて複合ダイヤモンド結晶を造るのに用いられた色々な溶媒/触媒を例示説明
するものである。
粒子0.5g、(b)1〜2ミクロンの粒径範囲を持つ合成ダイヤモンド粒子2
4gおよび(c)コバルト−鉄粉末136gから混合物を調製した。この混合物
を圧縮して円柱体となし、反応カプセルに入れ、これを次いで常用の高圧/高温
装置の反応ゾーンに入れた。この反応カプセルの内容物を約5.3GPaの圧力
と約1380℃の温度に付し、そしてこれらの条件を60分間維持した。上記の
細かい方の合成ダイヤモンド粒子が上記溶媒/触媒に適用条件下で優先的に溶解
した。上記炭素はその溶媒/触媒を通して移行し、上記天然ダイヤモンド粒子上
に沈着した。その溶媒/触媒を希薄鉱酸混合物に溶解することによって、それら
のダイヤモンドを上記反応カプセルから回収した。これらのダイヤモンドを試験
すると、ダイヤモンドの被覆は結晶学的にほとんど完全に双晶結晶から成ってい
ることが明らかになった。これらの複合結晶は200〜350ミクロンの粒径範
囲にあった。
実施例11に記載された方法を用いて複合ダイヤモンド結晶を造るのに用いられ
た色々な溶媒/触媒を例示説明するものである。
としての、250〜177ミクロンの粒径範囲を持つ天然ダイヤモンド粒子0.
72gおよび(c)溶媒/触媒としてのコバルト−鉄粉末204gを混合するこ
とによって更なる混合物を調製した。この混合物を圧縮して円柱体となし、反応
カプセルに入れ、これを次いで常用の高圧/高温装置の反応ゾーンに入れた。こ
の反応カプセルの内容物を約5.2GPaの圧力と約1360℃の温度に付し、
そしてこれらの条件を540分間維持した。上記のグラファイト粉末粒子が上記
溶媒/触媒に適用条件下で優先的に溶解した。上記炭素は上記溶媒/触媒を通し
て移行し、上記天然ダイヤモンド粒子上に沈着した。その溶媒/触媒を希薄鉱酸
混合物に溶解することによって、それらのダイヤモンドを上記反応カプセルから
回収した。これらのダイヤモンドを試験すると、そのものは結晶学的に主として
双晶結晶から成ることが明らかになった。これらの結晶は200〜350ミクロ
ンの粒径範囲にあった。
6ミクロンの粒径範囲を持つ合成ダイヤモンド粉末10.9gおよび(c)実施
例21から回収された、420〜297ミクロンに篩い分けられた複合ダイヤモ
ンド粒子0.167gから成る混合物を調製した。この混合物を圧縮して円柱体
となし、反応カプセルに入れ、これを次いで常用の高圧/高温装置の反応ゾーン
に入れた。この反応カプセルの内容物を約5.3GPaの圧力と約1410℃の
温度に付し、そしてこれらの条件を300分間維持した。その溶媒/触媒を希薄
鉱酸混合物に溶解することによって、それらのダイヤモンドを回収した。それら
結晶を光学的に試験すると、それらは主として841〜500ミクロンの粒径範
囲を持つ双晶であることが示された。これらの複合ダイヤモンドは、コバルト−
鉄系溶媒/触媒中で合成された、それ自体が鉄−ニッケル系溶媒/触媒を用いて
合成されたダイヤモンドの被覆中に包み込まれているダイヤモンドの被覆に包み
込まれた天然ダイヤモンドの内側コアから成っていた。
〜6ミクロンの粒径範囲を持つ合成ダイヤモンド粉末10.9gおよび(c)2
50〜177ミクロンの粒径を持つ、ホウ素でドープされた青色のダイヤモンド
結晶0.105gから成る混合物を調製した。この混合物を圧縮して円柱体とな
し、反応カプセルに入れ、これを次いで常用の高圧/高温装置の反応ゾーンに入
れた。この反応カプセルの内容物を約5.3GPaの圧力と約1410℃の温度
に付し、そしてこれらの条件を300分間維持した。その溶媒/触媒を希薄鉱酸
混合物に溶解することによって、それらのダイヤモンドを回収した。それら結晶
を透過光中で光学的に試験すると、上記青色ダイヤモンドコアはほとんど無色の
ダイヤモンド被覆に対してはっきりしたコントラストが付いていることが明らか
に示された。これらの複合ダイヤモンド結晶は、粒径がおおよそ707〜500
ミクロンの範囲であった。
面の、倍率50倍における電子顕微鏡写真を示す。その電子顕微鏡写真画像は、
炭素源として合成ダイヤモンドを用いてコバルト−鉄系溶媒/触媒中で生長せし
められた合成ダイヤモンド(より暗灰色の区域)の層2で取り囲まれた結晶(明
るい灰色の区域)の中心にある天然ダイヤモンドのコア1を示す。このダイヤモ
ンドコアは横断幅約440ミクロンであり、またその複合結晶の粒径は約970
ミクロンである。そのコアはその複合結晶の約9容積パーセントに相当する。
、倍率50倍における電子顕微鏡写真である。
Claims (11)
- 【請求項1】 ダイヤモンドのコアと該ダイヤモンドコアを完全に包み込ん
でいるダイヤモンドの被覆とを含んで成るダイヤモンド製品にして、該被覆ダイ
ヤモンドは該コアダイヤモンドのダイヤモンドとは異なるものであり、また該コ
アダイヤモンドと該被覆ダイヤモンドの両者は該製品の特性に影響を及ぼしてい
る、上記のダイヤモンド製品。 - 【請求項2】 ダイヤモンドコアがダイヤモンド製品の少なくとも5容積パ
ーセントを構成している、請求項1に記載のダイヤモンド製品。 - 【請求項3】 ダイヤモンドの被覆がダイヤモンド製品の少なくとも5容積
パーセントを構成している、請求項1または2に記載のダイヤモンド製品。 - 【請求項4】 ダイヤモンドの被覆がダイヤモンドのコアを完全に包み込ん
でいる単一のダイヤモンド層から形成されている、前記請求項のいずれか1項に
記載のダイヤモンド製品。 - 【請求項5】 ダイヤモンドの被覆が2層以上のダイヤモンド層から形成さ
れており、その各層は、それら層が全体としてダイヤモンドのコアを完全に包み
込んでいるという条件で、該ダイヤモンドコアを一部包み込んでいるか、または
完全に包み込んでいるかのいずれかである、請求項1〜3のいずれか1項に記載
のダイヤモンド製品。 - 【請求項6】 ダイヤモンドのコアが天然ダイヤモンドであり、またはダイ
ヤモンドの被覆が合成ダイヤモンドである、前記請求項のいずれか1項に記載の
ダイヤモンド製品。 - 【請求項7】 ダイヤモンドのコアと被覆が両者とも合成ダイヤモンドであ
る、請求項1〜5のいずれか1項に記載のダイヤモンド製品。 - 【請求項8】 コアダイヤモンドが、溶媒/触媒を用いて合成的に製造され
ており、また被覆ダイヤモンドがもう1つの溶媒/触媒を用いて合成的に製造さ
れている、請求項7に記載のダイヤモンド製品。 - 【請求項9】 ダイヤモンドの被覆が主として双晶ダイヤモンドである、前
記請求項のいずれか1項に記載のダイヤモンド製品。 - 【請求項10】 ダイヤモンドの被覆が主として単結晶であり、かつ小面が
刻まれている、前記請求項のいずれか1項に記載のダイヤモンド製品。 - 【請求項11】 実施例のいずれか1つを参照して実質的に説明されている
ものである、請求項1に記載のダイヤモンド製品。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ZA978649 | 1997-09-26 | ||
ZA97/8649 | 1997-09-26 | ||
PCT/GB1998/002900 WO1999016729A1 (en) | 1997-09-26 | 1998-09-25 | Diamond core with a diamond coating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001518441A true JP2001518441A (ja) | 2001-10-16 |
Family
ID=25586607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000513816A Pending JP2001518441A (ja) | 1997-09-26 | 1998-09-25 | ダイヤモンドの被覆を有するダイヤモンドのコア |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1023246B1 (ja) |
JP (1) | JP2001518441A (ja) |
KR (1) | KR100579338B1 (ja) |
AT (1) | ATE255079T1 (ja) |
AU (1) | AU9178198A (ja) |
DE (1) | DE69820098T2 (ja) |
TW (1) | TW445245B (ja) |
WO (1) | WO1999016729A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001525311A (ja) † | 1997-12-11 | 2001-12-11 | デ ビアス インダストリアル ダイアモンド デイビジヨン (プロプライエタリイ) リミテツド | 結晶成長 |
US7594845B2 (en) * | 2005-10-20 | 2009-09-29 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive article and method of modifying the surface of a workpiece |
EP2105256A1 (en) | 2008-03-28 | 2009-09-30 | Cedric Sheridan | Method and apparatus for forming aggregate abrasive grains for use in the production of abrading or cutting tools |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3546113A1 (de) * | 1985-12-24 | 1987-06-25 | Santrade Ltd | Verbundpulverteilchen, verbundkoerper und verfahren zu deren herstellung |
JPH01317111A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Noritake Co Ltd | 多結晶質ダイヤモンド砥粒及びその製法 |
EP0823780B8 (en) * | 1991-09-12 | 2002-09-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electro-acoustic hybrid integrated circuit and manufacturing method thereof |
JPH0881271A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-03-26 | Hitachi Tool Eng Ltd | 3相構造を有する超高圧相の焼結体及びその製法 |
-
1998
- 1998-09-25 TW TW087115981A patent/TW445245B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-09-25 DE DE69820098T patent/DE69820098T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-25 JP JP2000513816A patent/JP2001518441A/ja active Pending
- 1998-09-25 KR KR1020007003203A patent/KR100579338B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-09-25 EP EP98944116A patent/EP1023246B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-25 AU AU91781/98A patent/AU9178198A/en not_active Abandoned
- 1998-09-25 AT AT98944116T patent/ATE255079T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-09-25 WO PCT/GB1998/002900 patent/WO1999016729A1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE255079T1 (de) | 2003-12-15 |
KR20010024304A (ko) | 2001-03-26 |
KR100579338B1 (ko) | 2006-05-12 |
AU9178198A (en) | 1999-04-23 |
DE69820098D1 (de) | 2004-01-08 |
EP1023246A1 (en) | 2000-08-02 |
EP1023246B1 (en) | 2003-11-26 |
WO1999016729A1 (en) | 1999-04-08 |
TW445245B (en) | 2001-07-11 |
DE69820098T2 (de) | 2004-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6835365B1 (en) | Crystal growth | |
KR100503542B1 (ko) | 다이아몬드 성장방법 | |
EP0975423B1 (en) | Sintering process for diamond and diamond growth | |
JPH06182184A (ja) | ダイヤモンド単結晶の合成方法 | |
US6984448B1 (en) | Cubic boron nitride clusters | |
JP2001518441A (ja) | ダイヤモンドの被覆を有するダイヤモンドのコア | |
EP1218095B1 (en) | Growth of diamond clusters | |
CN1124876C (zh) | 含有晶体的材料 | |
JPH1114524A (ja) | ダイヤモンド圧子 | |
CN114086252A (zh) | 一种金刚石团簇及其制备方法 | |
JPH02280826A (ja) | ダイヤモンドの合成方法 | |
JPH02265637A (ja) | ダイヤモンドの合成方法 | |
JPH06182182A (ja) | ダイヤモンド単結晶の合成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080318 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20080613 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20080620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080718 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081031 |