JP2014080323A - 立方晶窒化ホウ素複合多結晶体およびその製造方法ならびにその立方晶窒化ホウ素複合多結晶を備える切削工具、耐摩工具および研削工具 - Google Patents
立方晶窒化ホウ素複合多結晶体およびその製造方法ならびにその立方晶窒化ホウ素複合多結晶を備える切削工具、耐摩工具および研削工具 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】立方晶窒化ホウ素複合多結晶体10は、粒状の立方晶窒化ホウ素1と、層状の窒化ホウ素3とを有している。層状の窒化ホウ素3は、粒状の立方晶窒化ホウ素1と接し、かつ板状の窒化ホウ素2が積層されたものである。板状の窒化ホウ素2は立方晶窒化ホウ素およびウルツ鉱型窒化ホウ素の少なくともいずれかを含む。板状の窒化ホウ素2の面積は全表面積に対して面積比で0.5%以上30%以下である。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、本実施の形態に係る立方晶窒化ホウ素複合多結晶体10は、粒状の立方晶窒化ホウ素1と、板状の窒化ホウ素2が積層された層状の窒化ホウ素3とを有している。板状の窒化ホウ素2の大部分は立方晶窒化ホウ素であるが、板状の窒化ホウ素2はウルツ鉱型窒化ホウ素を含んでいても構わない。つまり、板状の窒化ホウ素2は立方晶窒化ホウ素およびウルツ鉱型窒化ホウ素の少なくともいずれかを含んでいる。また、本実施の形態に係る立方晶窒化ホウ素複合多結晶体10は、焼結助剤や触媒を含まない実質的に高圧相窒化ホウ素のみからなる多結晶体である。
まず、出発物質として常圧型窒化ホウ素である常圧型六方晶窒化ホウ素(hBN)を準備する。六方晶窒化ホウ素は、高結晶性であることが好ましい。ここでいう原料の高結晶性とは、X線回折法における黒鉛化指数(GI値)が5未満のことを指す。GI値とは、hBNのX線回折の3本のピーク、すなわち(100)、(101)、(102)のピークの面積を以下の数式1に導入することによって導き出される値である。ここで、I(XXX)はhBN結晶の(XXX)面の回折ピークの面積のことである。hBNの結晶性が向上するとGI値は小さくなる。
本実施の形態に係る立方晶窒化ホウ素複合多結晶体10は、粒状の立方晶窒化ホウ素1と、層状の窒化ホウ素3とを有している。層状の窒化ホウ素3は、粒状の立方晶窒化ホウ素1と接し、かつ板状の窒化ホウ素2が積層されたものである。板状の窒化ホウ素2は立方晶窒化ホウ素およびウルツ鉱型窒化ホウ素の少なくともいずれかを含む。板状の窒化ホウ素2の面積は全表面積に対して面積比で0.5%以上30%以下である。
実施例1〜4に係る立方晶窒化ホウ素複合多結晶体を以下の方法で作製した。まず、出発原料として市販のペレット状のGI値が3.9の高結晶性のhBNを使用した。その出発原料を高融点金属からなるカプセルに入れ、超高圧高温発生装置を用いて以下の圧力、温度条件下において20分間保持し、出発原料をcBNとウルツ鉱型窒化ホウ素とに直接変換した。実施例1の圧力条件を8.5GPaとし、温度条件を2200℃とした。実施例2の圧力条件を10GPaとし、温度条件を2100℃とした。実施例3の圧力条件を12GPaとし、温度条件を2200℃とした。実施例4の圧力条件を13GPaとし、温度条件を2300℃とした。
Claims (9)
- 粒状の立方晶窒化ホウ素と、
前記粒状の立方晶窒化ホウ素と接し、かつ板状の窒化ホウ素が積層された層状の窒化ホウ素とを備え、
前記板状の窒化ホウ素は立方晶窒化ホウ素およびウルツ鉱型窒化ホウ素の少なくともいずれかを含み、
前記板状の窒化ホウ素の面積は全表面積に対して面積比で0.5%以上30%以下である、立方晶窒化ホウ素複合多結晶体。 - 前記立方晶窒化ホウ素とは結晶構造の異なる窒化ホウ素をさらに備え、
前記結晶構造の異なる窒化ホウ素の含有率は0.1体積%以上である、請求項1に記載の立方晶窒化ホウ素複合多結晶体。 - 前記結晶構造の異なる窒化ホウ素はウルツ鉱型窒化ホウ素である、請求項2に記載の立方晶窒化ホウ素複合多結晶体。
- 前記結晶構造の異なる窒化ホウ素は圧縮型六方晶窒化ホウ素である、請求項2に記載の立方晶窒化ホウ素複合多結晶体。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の立方晶窒化ホウ素複合多結晶体を備える、切削工具。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の立方晶窒化ホウ素複合多結晶体を備える、耐摩工具。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の立方晶窒化ホウ素複合多結晶体を備える、研削工具。
- 出発物質として常圧型窒化ホウ素を準備する工程と、
温度をT(℃)、圧力をP(GPa)としたときに、T≧100P+1000、T≦2300、かつP≧8.5を満たす温度および圧力条件において、前記常圧型窒化ホウ素を立方晶窒化ホウ素とウルツ鉱型窒化ホウ素とに直接変換させると同時に焼結させる工程とを備えた、立方晶窒化ホウ素複合多結晶体の製造方法。 - 前記出発物質は、X線回折法における黒鉛化指数が5未満である、請求項8に記載の立方晶窒化ホウ素複合多結晶体の製造方法。
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