JP2022080544A - 焼結ダイヤモンド電極素材 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) 導電性のバルクダイヤモンド粒子に接して焼結助剤金属を配置し、
(2) 全体を加圧下で加熱し、焼結助剤金属を融解してダイヤモンド粒子間に溶浸させ、溶解・析出による焼結機構によってダイヤモンド粒子間の接合を行い、
(3) ダイヤモンド粒子間に残留した焼結助剤金属を溶解除去することによって、粒子間に導通した空隙を形成する。
(充填順序)
(1) ボロンドープダイヤモンド(以下、BDD): #140/170 (粒径100μm)50g
(2) Co円板、厚さ2mm
(3) マグネシア円板、厚さ5mm
マグネシア円板を用いることによって平坦度の高い円板状の自立電極板が得られた。
ダイヤモンド層のサイズと質量との測定から、焼結ダイヤモンド層の気孔率は約22%と推定した。
反応後のダイヤモンド焼結層の厚みは約3mmであった。
超硬合金基板を用いたことで、平坦度の高い気孔率25%の円板状自立電極板が得られた。
6GPa、1350℃の加圧・加熱条件に供し、5分間保持した。
加圧・加熱条件は6GPa、1400℃で、5分間保持した。
熱塩酸によってチタン板にも溶解の痕跡が認められたが、明らかな厚さの減少は認められず、厚さ約2.5mmの焼結ダイヤモンド層が強固に結合した電極素材が得られた。
Claims (11)
- 導電性を持ち顕著な結晶粒界を示す個々のダイヤモンド粒子が相互に結合したダイヤモンド集合体及び粒子間に存在するより小容積の間隙を包含し、かつ全体として一定の導電性を有する焼結ダイヤモンド電極素材。
- 前記ダイヤモンド集合体において隣接ダイヤモンド粒子同士がダイヤモンド-ダイヤモンド直接結合によって結合している、請求項1に記載の焼結ダイヤモンド電極素材。
- 前記ダイヤモンド粒子同士がダイヤモンド-ダイヤモンド直接結合によって結合し、さらに全体として遷移金属からなる補強材(基材)に化学結合によって接合されている、請求項1又は2に記載の焼結ダイヤモンド電極素材。
- 前記間隙が全容積の5%を超える導通した空隙を有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の焼結ダイヤモンド電極素材。
- 前記間隙が全容積の20%を超える導通した空隙を有する請求項4に記載の焼結ダイヤモンド電極素材。
- 前記ダイヤモンド粒子がホウ素を含有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の焼結ダイヤモンド電極素材。
- (1) 導電性のバルクダイヤモンド粒子に接して焼結助剤金属を配置し、
(2) 全体を加圧下で加熱し、焼結助剤金属を融解してダイヤモンド粒子間に溶浸させ、溶解・析出による焼結機構によってダイヤモンド粒子間の接合を行い、
(3) ダイヤモンド粒子間に残留した焼結助剤金属を溶解除去することによって、粒子間に導通した空隙を形成することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の焼結ダイヤモンド電極素材の製造方法。 - (1) 導電性のバルクダイヤモンド粒子と焼結助剤金属粉とを密に混合して混合粉とし、
(2) 該混合粉を加圧加熱処理に供して焼結助剤金属をダイヤモンド粒子間に浸透させることにより、溶解・析出による焼結機構によってダイヤモンド粒子間の接合を行い、
(3) ダイヤモンド粒子間に残留した焼結助剤金属を溶解除去することによって、粒子間に導通した空隙を形成することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の焼結ダイヤモンド電極素材の製造方法。 - (1) 導電性のバルクダイヤモンド粒子と焼結助剤金属とを密に混合してなる混合粉を層として遷移金属基材上に配置し、
(2) 全体を加圧加熱処理に供して焼結助剤金属を融解、ダイヤモンド粒子間に浸透させ、溶解・析出による焼結機構によってダイヤモンド粒子同士の接合を行うと共に、該接合ダイヤモンド粒子含有層と遷移金属基材との間の接合を行い、
(3) ダイヤモンド粒子間に残留した焼結助剤金属を溶解除去することによって、粒子間に導通した空隙を形成することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の焼結ダイヤモンド電極素材の製造方法。 - 前記加圧加熱処理をダイヤモンドが熱力学的に安定な領域内の圧力温度条件で行う、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の焼結ダイヤモンド電極素材の製造方法。
- 前記加圧加熱処理をダイヤモンドが熱力学的に準安定な領域内の圧力温度条件で行う、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の焼結ダイヤモンド電極素材の製造方法。
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