JPH02302367A - ダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の製造法 - Google Patents
ダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の製造法Info
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- JPH02302367A JPH02302367A JP1125501A JP12550189A JPH02302367A JP H02302367 A JPH02302367 A JP H02302367A JP 1125501 A JP1125501 A JP 1125501A JP 12550189 A JP12550189 A JP 12550189A JP H02302367 A JPH02302367 A JP H02302367A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ダイヤモンドを含有する緻密で高硬度な複合
焼結体の製造法に関する。
焼結体の製造法に関する。
(従東の技術)
ダイヤモンドを含有するセラミックス系の高硬度無機複
合焼結体は、ダイヤモンドがグラファイト相への相転移
を防lにし、且つ、当該高硬度無機複合焼結体を緻密に
焼結するために、ダイヤモンドが熱力T的に安定な超高
圧力・高温度下で製造していた。例えば、’r、N(I
MΔらの報告(J、 Mat、er、 S(:ie、
+9 (1984) 23+9−2322) ・によれ
ば、ダイヤモンドは、60kb、1300°(:以上で
焼結される。これらの焼結粂f(は、極限状fJJとし
て大変厳しいもので、例えは、ガードル型或はベルト型
等の超高圧力装置を使用しなければ発生し得なかった9
(発明が解決しようとする問題点) それが為、当該超高圧力装置を使用する制約により、ダ
イヤモンド含有無機複合焼結体は3ft生産が困難で製
造コストか高≦、また、大型形状品を製造出来、なJJ
lつな。
合焼結体は、ダイヤモンドがグラファイト相への相転移
を防lにし、且つ、当該高硬度無機複合焼結体を緻密に
焼結するために、ダイヤモンドが熱力T的に安定な超高
圧力・高温度下で製造していた。例えば、’r、N(I
MΔらの報告(J、 Mat、er、 S(:ie、
+9 (1984) 23+9−2322) ・によれ
ば、ダイヤモンドは、60kb、1300°(:以上で
焼結される。これらの焼結粂f(は、極限状fJJとし
て大変厳しいもので、例えは、ガードル型或はベルト型
等の超高圧力装置を使用しなければ発生し得なかった9
(発明が解決しようとする問題点) それが為、当該超高圧力装置を使用する制約により、ダ
イヤモンド含有無機複合焼結体は3ft生産が困難で製
造コストか高≦、また、大型形状品を製造出来、なJJ
lつな。
・ −゛1
しかし、1lallは、ダイヤモンドについで、超高圧
力下ての実験により、ダイヤモンドか熱力学的には安定
な状態てなくとも、熱力学的にHe安定である場き、相
転移に要する時間が極めて長いために事実上安定に存在
し、その事実上安定に存在する上限として線■を示して
報告している(H,T、1lal□ l、 5cie
nce、 +69 (1970) 868−869)
、従っで、これによれば、熱力学的平衡線■に対して安
定ではない低圧力・高温度下の条件でも、線(2)を越
えない温度、例えば、圧力が約35kbまての場合、約
1400K(約1100℃)までであれば、ダイヤモン
ドが事実上安定に存在する。
力下ての実験により、ダイヤモンドか熱力学的には安定
な状態てなくとも、熱力学的にHe安定である場き、相
転移に要する時間が極めて長いために事実上安定に存在
し、その事実上安定に存在する上限として線■を示して
報告している(H,T、1lal□ l、 5cie
nce、 +69 (1970) 868−869)
、従っで、これによれば、熱力学的平衡線■に対して安
定ではない低圧力・高温度下の条件でも、線(2)を越
えない温度、例えば、圧力が約35kbまての場合、約
1400K(約1100℃)までであれば、ダイヤモン
ドが事実上安定に存在する。
tlallめ結果は、超高圧力装置を使用した超高圧力
の領域で、ダイヤモンドを単独で用いた場合の実験に基
ついたものであるが、上記超高圧力装置とは異なる装置
による処理工程でも上記と同様の熱力学的に安定な状態
ではない圧力・温度条件下でダイヤモンドが事実上安定
に存在し、且つ、当該処理が可能ならば、超高圧力装置
を使用する制イヤモンドによる。タイヤモンド含有高密
度無機複合焼結体を゛焼結するときに、少なくとも、そ
の高性能無機材料の緻密化を促進することにのみ効果の
ある圧力を作用すれば、高密度なダイヤモンド合tr煎
機複合焼結体の製造が可能であり、例えは、熱間静水圧
加圧()([F’ : H(:l t ls o s
l、 a t、 i c F’ r c s ::
)装置又はポットプレス()] P : II o t
、 l’ r e S S )装置を使用することか
ffr能となる。
の領域で、ダイヤモンドを単独で用いた場合の実験に基
ついたものであるが、上記超高圧力装置とは異なる装置
による処理工程でも上記と同様の熱力学的に安定な状態
ではない圧力・温度条件下でダイヤモンドが事実上安定
に存在し、且つ、当該処理が可能ならば、超高圧力装置
を使用する制イヤモンドによる。タイヤモンド含有高密
度無機複合焼結体を゛焼結するときに、少なくとも、そ
の高性能無機材料の緻密化を促進することにのみ効果の
ある圧力を作用すれば、高密度なダイヤモンド合tr煎
機複合焼結体の製造が可能であり、例えは、熱間静水圧
加圧()([F’ : H(:l t ls o s
l、 a t、 i c F’ r c s ::
)装置又はポットプレス()] P : II o t
、 l’ r e S S )装置を使用することか
ffr能となる。
b′tっで、HI P装:〃又はl+ P装置を使用し
て充分に緻密に焼結可能で、■1つ、高性能な無機材料
の原料粉体か探索されれば、当該tl I P3A置X
はHl)装置により、3量生産が容易で、且つ大型形状
の焼結体を製造tiI′1717なため、ト記欠点が解
決される。
て充分に緻密に焼結可能で、■1つ、高性能な無機材料
の原料粉体か探索されれば、当該tl I P3A置X
はHl)装置により、3量生産が容易で、且つ大型形状
の焼結体を製造tiI′1717なため、ト記欠点が解
決される。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、HI F+装置又は)(P装置を使用1−で
、Il、I P焼結環境下(HI P圧力・HI F’
湯温度、又は、)(P焼結環境1” ()I P圧力・
)(P温度)する温度を実験的に検討し、同時に、当該
温度下で十分に緻密で高硬度に焼結可能な無機材料とし
て適用可能な当該無機材料の密度及び硬度について鋭意
研究を行った結果、ダイヤモンド粉体を体積て1′X〜
70%、残部が、それ自身が熱間静水圧加圧(、HTl
二1〉装置により、圧力が2000MPa以内で、 1
500℃を越えない温度で焼結してなることにより、密
度85%以上、ビッカース硬度800以上のvX密で高
硬度てなり、当該ダイヤモンドをクラ77・イト相に相
転移を促進しない%機材料の原料を、体積で99%〜3
0%を混合し、当該混合粉体を粉体の侭、又は型押し成
形後、熱間静水圧加圧(HI P )圧力を伝達可能な
カプセルに配置して脱気封入するカプセル法により、熱
間静水圧加圧くHI P )装置を使用しで、圧力が2
000MPa以内で、温度が1500℃を越えない、ダ
イヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・
温度の焼結条件において適宜時間焼結するか、又は、ダ
イヤモンド粉体を体積で1x〜70%、残部が、それ自
身OM P a以内で、1500℃を趣えない温度で焼
結してなることにより、密度85%以上、ビッカース硬
度800以−Fの緻密で高硬度てなり、当該ダイヤモン
ドをグラファイト相に相転移を促進しない無機材料の原
料を、体積で99χ〜30%を混合し、当該混り粉体を
粉体の侭、又は型押1.成形後、ホットプレス(HP
)装置を使用しで、圧力か2000MPa口内て′、温
度か1500°(:を越えない、ダイヤモンドか熱力学
的に安定ではないか熱力学的に準安定な几力・温度の焼
結条件において適宜時間焼結する、実質的にクラファイ
I・相を& 1.ない、ダイヤモンド合有高密度無機複
6焼結体の製造法を発明したものであり、これを提供す
るものである。
、Il、I P焼結環境下(HI P圧力・HI F’
湯温度、又は、)(P焼結環境1” ()I P圧力・
)(P温度)する温度を実験的に検討し、同時に、当該
温度下で十分に緻密で高硬度に焼結可能な無機材料とし
て適用可能な当該無機材料の密度及び硬度について鋭意
研究を行った結果、ダイヤモンド粉体を体積て1′X〜
70%、残部が、それ自身が熱間静水圧加圧(、HTl
二1〉装置により、圧力が2000MPa以内で、 1
500℃を越えない温度で焼結してなることにより、密
度85%以上、ビッカース硬度800以上のvX密で高
硬度てなり、当該ダイヤモンドをクラ77・イト相に相
転移を促進しない%機材料の原料を、体積で99%〜3
0%を混合し、当該混合粉体を粉体の侭、又は型押し成
形後、熱間静水圧加圧(HI P )圧力を伝達可能な
カプセルに配置して脱気封入するカプセル法により、熱
間静水圧加圧くHI P )装置を使用しで、圧力が2
000MPa以内で、温度が1500℃を越えない、ダ
イヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・
温度の焼結条件において適宜時間焼結するか、又は、ダ
イヤモンド粉体を体積で1x〜70%、残部が、それ自
身OM P a以内で、1500℃を趣えない温度で焼
結してなることにより、密度85%以上、ビッカース硬
度800以−Fの緻密で高硬度てなり、当該ダイヤモン
ドをグラファイト相に相転移を促進しない無機材料の原
料を、体積で99χ〜30%を混合し、当該混り粉体を
粉体の侭、又は型押1.成形後、ホットプレス(HP
)装置を使用しで、圧力か2000MPa口内て′、温
度か1500°(:を越えない、ダイヤモンドか熱力学
的に安定ではないか熱力学的に準安定な几力・温度の焼
結条件において適宜時間焼結する、実質的にクラファイ
I・相を& 1.ない、ダイヤモンド合有高密度無機複
6焼結体の製造法を発明したものであり、これを提供す
るものである。
(手段の説明)
[ダイヤモンド原料]
本発明の原料粉体としてのダイヤモンドは、天然品或は
h成品の何れでも差し支えない、ダイヤモンドが合成品
の場合は、これらのクラファイト相への相転移を抑止す
るため、合成時に触媒とし選択される。当該ダイヤモン
ドの粒子サイズは、特別な制限はなく、当該原料として
製造可能な範囲で、焼結後の製品としての用途に適した
サイズとする。
h成品の何れでも差し支えない、ダイヤモンドが合成品
の場合は、これらのクラファイト相への相転移を抑止す
るため、合成時に触媒とし選択される。当該ダイヤモン
ドの粒子サイズは、特別な制限はなく、当該原料として
製造可能な範囲で、焼結後の製品としての用途に適した
サイズとする。
[複合焼結体の母材としての原料]
一方、本発明の製造方法に係るダイヤモンド含有無機複
合焼結体の母材としては、それ自身が熱間静水圧加圧(
HI l) )装置又はホットプレス(HP)装置によ
り、圧力が2000MPa以内で、1500℃を越えな
い温度で焼結してなることにより、密度85%以上、ビ
ッカース硬度800以−Eのl!R密で高硬度でなり、
ダイヤモンドをグラファイト相に相転移を促進しない無
機材料の原料が、周期律表第4a、5a、6a族遷移金
属、Sl、B、AIの酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化
物の内の選択された一種類以上でなるものが選択される
。
合焼結体の母材としては、それ自身が熱間静水圧加圧(
HI l) )装置又はホットプレス(HP)装置によ
り、圧力が2000MPa以内で、1500℃を越えな
い温度で焼結してなることにより、密度85%以上、ビ
ッカース硬度800以−Eのl!R密で高硬度でなり、
ダイヤモンドをグラファイト相に相転移を促進しない無
機材料の原料が、周期律表第4a、5a、6a族遷移金
属、Sl、B、AIの酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化
物の内の選択された一種類以上でなるものが選択される
。
特に、AIの酸化物であるアルミナでは、高純度で易焼
結性の微細な原料、例えば、特開昭63〜151616
号公報に記載のアンモニウム;アルミニラの什通焼結で
も1400℃程度の温度で緻密化するので好適である。
結性の微細な原料、例えば、特開昭63〜151616
号公報に記載のアンモニウム;アルミニラの什通焼結で
も1400℃程度の温度で緻密化するので好適である。
更に、アルミナの焼結を促進する効果のあるマク本シア
(MgO)及び/又はチタニア(’l’ill、<、X
−1−2>を体積で数%まで含有する微細で高純度なア
ルミナ粉体であれは、前記特開昭63−151616り
公報に記載のアルミナ以外の高純度アルミナ、例えばバ
イヤー法、有機アルミニウム加水分解法、及びアンモニ
ウムミョウバン熱分解法。
(MgO)及び/又はチタニア(’l’ill、<、X
−1−2>を体積で数%まで含有する微細で高純度なア
ルミナ粉体であれは、前記特開昭63−151616り
公報に記載のアルミナ以外の高純度アルミナ、例えばバ
イヤー法、有機アルミニウム加水分解法、及びアンモニ
ウムミョウバン熱分解法。
エチレンクロルヒドリン法、水中火花放電法等による、
1)111以下の微細な粒子からなる純度99%以上の
高純度・防焼結性アルミナても差し支えない。
1)111以下の微細な粒子からなる純度99%以上の
高純度・防焼結性アルミナても差し支えない。
前記アルミナ以外ではジルコニウムの酸化物、好適には
、共沈法によって製造される易焼結性のイツトリア添加
部分安定化ジルコニア(2−4molχY2(11−Z
rOz )粉体、或は、アルミナ−ジルコニア系粉体(
FCレボ−) 、 1 [5] (1983) 13−
17)や、チタンん酸化物であるチタニア粉体(Ti0
2:第15回高圧討論会講演要旨策、(1973) P
174)が選択される。
、共沈法によって製造される易焼結性のイツトリア添加
部分安定化ジルコニア(2−4molχY2(11−Z
rOz )粉体、或は、アルミナ−ジルコニア系粉体(
FCレボ−) 、 1 [5] (1983) 13−
17)や、チタンん酸化物であるチタニア粉体(Ti0
2:第15回高圧討論会講演要旨策、(1973) P
174)が選択される。
また、チタンの窒化物としで、窒化チタン(TiN:山
田外、窯業協会誌、89、(1981) 621−62
5>も選択可能である。
田外、窯業協会誌、89、(1981) 621−62
5>も選択可能である。
前記ダイヤモンド片有高密度無機複合焼結体のけ材とし
ての原料は、前記選択された原料の内の一種類以上から
なるものである。
ての原料は、前記選択された原料の内の一種類以上から
なるものである。
ダイヤモンドと母材となる無機材料の原料との焼結性を
高めるために、当該ダイヤモンドの表面に、周期律表第
4a、5a、6atSj!移金属、Si、B、AI又は
これらの酸化物、窒化物、炭化−物、炭窒化物の選択さ
れた一種類以上を、PVD法、CVD法、メッキ法、不
均化反応法等により、ダイヤモンドに対し、外部添加に
よる添加量が、体積で0.1X〜50′Xをコーティン
グしで、前記母材となる無機材料の原料と混合せしめて
も差し支えない。
高めるために、当該ダイヤモンドの表面に、周期律表第
4a、5a、6atSj!移金属、Si、B、AI又は
これらの酸化物、窒化物、炭化−物、炭窒化物の選択さ
れた一種類以上を、PVD法、CVD法、メッキ法、不
均化反応法等により、ダイヤモンドに対し、外部添加に
よる添加量が、体積で0.1X〜50′Xをコーティン
グしで、前記母材となる無機材料の原料と混合せしめて
も差し支えない。
〔温度の上限]
HIP圧力を伝達可能なカプセルに脱気封入してHIP
焼結を行うか又は真空或は不活性ガス中なくとも、前記
tlallの報告の1100℃よりも遥かに高い150
0℃までダイヤモンドが現実上安定に存在する。しかし
、1500°(シを越えると、短時間でグラファイト相
に相転移する。
焼結を行うか又は真空或は不活性ガス中なくとも、前記
tlallの報告の1100℃よりも遥かに高い150
0℃までダイヤモンドが現実上安定に存在する。しかし
、1500°(シを越えると、短時間でグラファイト相
に相転移する。
従っで、焼結温度の上限は1500ゴ二゛であり、 l
500°(゛:付近に焼結温度を設定する場合は、綿
密に当該焼結aL度を制御する必要がある。
500°(゛:付近に焼結温度を設定する場合は、綿
密に当該焼結aL度を制御する必要がある。
[圧力の範囲]
1−1 I P装置を使用する場合は、好適には11
I P圧力を伝達可能なカプセルに配置して脱気封入す
るカプセル法により焼結する。カプセルは、それ自身が
焼結温度で適度に軟化しで、HI P圧力を有効に伝え
るものがふされしい、公知のカプセル材F+としては、
例えば、パイレックス、バイコール等のガラス、或は、
Pj、、Mo等の金属が選択される。
I P圧力を伝達可能なカプセルに配置して脱気封入す
るカプセル法により焼結する。カプセルは、それ自身が
焼結温度で適度に軟化しで、HI P圧力を有効に伝え
るものがふされしい、公知のカプセル材F+としては、
例えば、パイレックス、バイコール等のガラス、或は、
Pj、、Mo等の金属が選択される。
また、これらのカプセル材料自身は、ダイヤモンド及び
ダイヤモンド含有高密度熱機複合焼結体の母材と反応て
しまうので、それを防ぐために、充填される。
ダイヤモンド含有高密度熱機複合焼結体の母材と反応て
しまうので、それを防ぐために、充填される。
本発明は、前記のように、HIP装置又は)IP装置を
使用したダイヤモンド含有高密度無機複き焼結体の製造
に関しで、焼結温度の上限が1500℃であることと、
当該焼結温度範囲で、前記母材としての無機材料の適用
粂件を明らかにし、且つ、ダイヤモンドが熱力学的に安
定な状態となるための圧力を作用させることを必要とし
ていないということを明示するものである。
使用したダイヤモンド含有高密度無機複き焼結体の製造
に関しで、焼結温度の上限が1500℃であることと、
当該焼結温度範囲で、前記母材としての無機材料の適用
粂件を明らかにし、且つ、ダイヤモンドが熱力学的に安
定な状態となるための圧力を作用させることを必要とし
ていないということを明示するものである。
従っで、HIPia置を使用する場合は、圧力は20(
]0MPaまで適用しても差し支えないが、圧力発生に
関する公知の技術としては、HIP装置の場合1000
klPaまで、一方、HP装置の場きは、200MPa
までそれぞれ適用可能である。
]0MPaまで適用しても差し支えないが、圧力発生に
関する公知の技術としては、HIP装置の場合1000
klPaまで、一方、HP装置の場きは、200MPa
までそれぞれ適用可能である。
以下、本発明のダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体
の製造法を実施例により説明する。
の製造法を実施例により説明する。
(実施例)
特開昭63−151616号公報に記載のアルミナを原
料粉体に用いで、これを母材とするダイヤモンド詳しく
説明する。
料粉体に用いで、これを母材とするダイヤモンド詳しく
説明する。
r(自焼結体σ)原料粉体としで、旬径か叶17z+n
の合成ダイヤモンド粉体と、特開昭63−151616
号公報に記載の平均粒径が02μn1の高純度 易j+
’を活性アルミナ粉体を、当該ダイヤモンド粉体か体イ
青で10%〜90%、残りを当訊アルミナ粉体と1.、
アルミナ製ボールミルを用い、アセトン中湿式℃2時間
混合した。その後、10−’L(+rr、200”(、
)て当漁混自粉体を真空乾燥した。
の合成ダイヤモンド粉体と、特開昭63−151616
号公報に記載の平均粒径が02μn1の高純度 易j+
’を活性アルミナ粉体を、当該ダイヤモンド粉体か体イ
青で10%〜90%、残りを当訊アルミナ粉体と1.、
アルミナ製ボールミルを用い、アセトン中湿式℃2時間
混合した。その後、10−’L(+rr、200”(、
)て当漁混自粉体を真空乾燥した。
次いで、直径16mm、厚さ5mmの円盤状にTV(押
j−成形し7、当該成形体を、h−11N粉体を充填し
たパイレックスガラス製のカプセルに配置ffL、I
O−’ 1. n r r、400℃、12時間脱気後
封入封し、た。
j−成形し7、当該成形体を、h−11N粉体を充填し
たパイレックスガラス製のカプセルに配置ffL、I
O−’ 1. n r r、400℃、12時間脱気後
封入封し、た。
当Jへカプセルをアルゴンガスを圧力媒体とずろ)I
I P装置に配置し、焼結温度か150(]℃を越えな
い温度、ちt結圧力が150MPaで、30分へ3時間
保持し、て焼結した。
I P装置に配置し、焼結温度か150(]℃を越えな
い温度、ちt結圧力が150MPaで、30分へ3時間
保持し、て焼結した。
しかる後、炉冷し、圧力を開放しで、焼結体を取り出し
た。
た。
ダイヤモンドが体積でIOX〜50%の範囲の焼結体は
、密度が85X〜99%で大変緻密であり、しかもビッ
カース微小硬度は、Hv(0,5/10):800−2
050と高硬度であった。
、密度が85X〜99%で大変緻密であり、しかもビッ
カース微小硬度は、Hv(0,5/10):800−2
050と高硬度であった。
粉末X線回折により第1実施例〜第10実施例の焼結体
の結晶相を調べたところ、ダイヤモンド及びアルミナ゛
以外の回折ピークは認められなかった尚、l(I P焼
結温度を1500℃、時間を30分とした第11実施例
では、前記と同様の粉末X線回折により、結晶相は、ダ
イヤモンドとアルミナの他、グツファイトも少量認めら
れた。従っで、当該焼結温度及び時間では、ダイヤモン
ドの一部がグラファイト相に相転移していることが分か
った。当該焼結温度1500℃が本発明の)lfP焼結
温度の上限と考えられる。
の結晶相を調べたところ、ダイヤモンド及びアルミナ゛
以外の回折ピークは認められなかった尚、l(I P焼
結温度を1500℃、時間を30分とした第11実施例
では、前記と同様の粉末X線回折により、結晶相は、ダ
イヤモンドとアルミナの他、グツファイトも少量認めら
れた。従っで、当該焼結温度及び時間では、ダイヤモン
ドの一部がグラファイト相に相転移していることが分か
った。当該焼結温度1500℃が本発明の)lfP焼結
温度の上限と考えられる。
以上は、ダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の母材
としで、特開昭63−151616号公報に記載のアル
ミナについて説明したが、バイヤー法によ度99%以上
の高純度・紡焼結性アルミナ粉体を使用する場合は、当
11!3アルミナ用の焼結助剤としてマグネシア(hl
go)及び/又はチタニア(TiO%、 x・1−2)
を体積で数%まで添加する。前記実施例と同様の製造法
により、前記特開昭63−151616号公報に記載の
アルミナの場合と同等に緻vXに焼結可能である。
としで、特開昭63−151616号公報に記載のアル
ミナについて説明したが、バイヤー法によ度99%以上
の高純度・紡焼結性アルミナ粉体を使用する場合は、当
11!3アルミナ用の焼結助剤としてマグネシア(hl
go)及び/又はチタニア(TiO%、 x・1−2)
を体積で数%まで添加する。前記実施例と同様の製造法
により、前記特開昭63−151616号公報に記載の
アルミナの場合と同等に緻vXに焼結可能である。
有機アルミニウム加水分解法、ワ”ンモニウムミヲウバ
ン熱分解法、エチレンク1フルヒドリン法、及び水中火
花放電法等によろ] )、t m 1.’J、下の微細
な粒子からなる純度09%以りの高k11度・易焼結性
アルミナの場きも、前記バイヤー法によるアルミナの場
合と同様、°当該アルミナ用の焼結助剤としてマグネシ
ア(MgO)及び/又はチタニア(Ti(1,X・■−
2)を体積で数%まて添加し、前記実施例と同様の製造
法により1、前記特開昭63−151616号公報に記
載のアルミナの場合と同等に緻密に焼結11)能である
。
ン熱分解法、エチレンク1フルヒドリン法、及び水中火
花放電法等によろ] )、t m 1.’J、下の微細
な粒子からなる純度09%以りの高k11度・易焼結性
アルミナの場きも、前記バイヤー法によるアルミナの場
合と同様、°当該アルミナ用の焼結助剤としてマグネシ
ア(MgO)及び/又はチタニア(Ti(1,X・■−
2)を体積で数%まて添加し、前記実施例と同様の製造
法により1、前記特開昭63−151616号公報に記
載のアルミナの場合と同等に緻密に焼結11)能である
。
前記アルミナ以外としで、共沈d、によ・つて製造され
る易焼結性のイツトリア添g安定化ジル:l −’−7
” (2−4molXY203−Zr(17) 粉体、
或は、アルミナ−ジル:1二ア系粉体(ドCレポート、
1 [51(1983)目17)や、チタニア粉体(’
I’if+2:第15回高J十第1六 iN二山01外、窯業協会誌、89、(198]) 6
21−625)も1111記実施例と同様の製造法によ
り、ダイヤモンド含有高密度無8%枚&焼結体の1gL
材として速用可能である。
る易焼結性のイツトリア添g安定化ジル:l −’−7
” (2−4molXY203−Zr(17) 粉体、
或は、アルミナ−ジル:1二ア系粉体(ドCレポート、
1 [51(1983)目17)や、チタニア粉体(’
I’if+2:第15回高J十第1六 iN二山01外、窯業協会誌、89、(198]) 6
21−625)も1111記実施例と同様の製造法によ
り、ダイヤモンド含有高密度無8%枚&焼結体の1gL
材として速用可能である。
(発明の効果)
本発明のダイヤモンド合有高密度無機複自焼結体の製造
法は、原石がダイヤモンド粉体を体積で1χ〜・70χ
、残部が、それ自身が熱間静水圧加圧(11 1 rJ
)装置により、圧力か2000M1’a以内で、15
00℃を越えない温度でだ直結してなることにより、密
度85%以」二、ビッカース@!度800以−1〕の緻
密で高硬度でなり、当該ダイヤモンドをグラファイト相
に相転移を促進しない無機材料の原ネJを、体積で09
91〜30′Xを混合し、当該混合粉体を粉体の14F
.Xは?1す押し成形後、熱間静水圧加圧(1■1入す
るカプセル法に,I:す、熱間静水圧加圧(Hll))
装置を使用しで、圧力が2000M)’aa以内、温度
が1500℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的に安
定ではないが熱力学的に単安定な月2カ・IAA度の焼
結電性におい2て適宜時間焼結するか、Xは、ダイヤモ
ンド粉体を体積で1%・〜70%、残部が、それ自身が
ホットプレス( II P )装「tにより、圧力が2
000M1’a以内で、l 5 0 D ”Cを越えな
い温度で力’を枯し,てなることにより5、密度85%
以L、ヒラカース硬度800以1、の緻密で高硬度でな
り,1訃、ダイヤモンドをグラフrイj〜相に相転移を
促進り1,ない鮨機材料の原享1を、体積で99X〜3
0%を混合し、当該混合粉体を粉体の侭、又4」型押し
、成形後、ホットプレス( II P >装置を使用L
7で、ハニカか20(l O )J I’ a以内で,
温度が1500℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的
に安定ではないが熱力学的に準宥定な圧JJ・温度の力
°L結条?+において適!α時間焼結する、ダイヤモン
ド^有高密度無機複合焼結体の製造法により、緻密で高
硬度な焼結体が製造出欠点が解消され、I il.!1
:. fi12 、にのメリットが頗る大きい。
法は、原石がダイヤモンド粉体を体積で1χ〜・70χ
、残部が、それ自身が熱間静水圧加圧(11 1 rJ
)装置により、圧力か2000M1’a以内で、15
00℃を越えない温度でだ直結してなることにより、密
度85%以」二、ビッカース@!度800以−1〕の緻
密で高硬度でなり、当該ダイヤモンドをグラファイト相
に相転移を促進しない無機材料の原ネJを、体積で09
91〜30′Xを混合し、当該混合粉体を粉体の14F
.Xは?1す押し成形後、熱間静水圧加圧(1■1入す
るカプセル法に,I:す、熱間静水圧加圧(Hll))
装置を使用しで、圧力が2000M)’aa以内、温度
が1500℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的に安
定ではないが熱力学的に単安定な月2カ・IAA度の焼
結電性におい2て適宜時間焼結するか、Xは、ダイヤモ
ンド粉体を体積で1%・〜70%、残部が、それ自身が
ホットプレス( II P )装「tにより、圧力が2
000M1’a以内で、l 5 0 D ”Cを越えな
い温度で力’を枯し,てなることにより5、密度85%
以L、ヒラカース硬度800以1、の緻密で高硬度でな
り,1訃、ダイヤモンドをグラフrイj〜相に相転移を
促進り1,ない鮨機材料の原享1を、体積で99X〜3
0%を混合し、当該混合粉体を粉体の侭、又4」型押し
、成形後、ホットプレス( II P >装置を使用L
7で、ハニカか20(l O )J I’ a以内で,
温度が1500℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的
に安定ではないが熱力学的に準宥定な圧JJ・温度の力
°L結条?+において適!α時間焼結する、ダイヤモン
ド^有高密度無機複合焼結体の製造法により、緻密で高
硬度な焼結体が製造出欠点が解消され、I il.!1
:. fi12 、にのメリットが頗る大きい。
4、図ihiのf!tl fi’−な説明第1図は、ダ
イ六″モンドの安定な領域を示す圧力・温度線1′Aて
・ある。
イ六″モンドの安定な領域を示す圧力・温度線1′Aて
・ある。
符 号
(1) ダイヤモンドの熱ノシ学的甲衝線(2+
11t I, Iの報告によるダイヤモンドが事実上安
定に存在する線 指定代理人 表 1
11t I, Iの報告によるダイヤモンドが事実上安
定に存在する線 指定代理人 表 1
Claims (7)
- (1)ダイヤモンド粉体を体積で1%〜70%、残部が
、それ自身が熱間静水圧加圧(HIP)装置により、圧
力が2000MPa以内で、1500℃を越えない温度
で焼結してなることにより、密度85%以上、ビッカー
ス硬度800以上の緻密で高硬度で、且つ、当該ダイヤ
モンドをグラファイト相に相転移を促進しない無機材料
の原料を、体積で99%〜30%を混合し、当該混合粉
体を粉体の侭、又は型押し成形後、熱間静水圧加圧(H
IP)圧力を伝達可能なカプセルに配置して脱気封入ず
るカプセル法により、熱間静水圧加圧(HIP)装置を
使用して、圧力が2000MPa以内で、温度が150
0℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではな
いが準安定な圧力・温度の焼結条件において適宜時間焼
結する、ダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の製造
法。 - (2)ダイヤモンド粉体を体積で1%〜70%、残部が
、それ自身がホットプレス(HP)装置により、圧力が
2000MPa以内で、1500℃を越えない温度で焼
結してなることにより、密度85%以上、ビッカース硬
度800以上の緻密で高硬度で、且つ、当該ダイヤモン
ドをグラファイト相に相転移を促進しない無機材料の原
料を、体積で99%〜30%を混合し、当該混合粉体を
粉体の侭、又は型押し成形後、ホットプレス(HP)装
置を使用して、圧力が2000MPa以内で、温度が1
500℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的に安定で
はないが準安定な圧力・温度の焼結条件において適宜時
間焼結する、ダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体。 - (3)それ自身が熱間静水圧加圧(HIP)装置又はホ
ットプレス(HP)装置により、圧力が2000MPa
以内で、1500℃を越えない温度で焼結してなること
により、密度85%以上、ビッカース硬度800以上の
緻密で高硬度で、且つ、ダイヤモンドをグラファイト相
に相転移を促進しない無機材料の原料が、周期律表第4
a、5a、6a族遷移金属、Si、B、Alの酸化物、
窒化物、炭化物、炭窒化物の内の選択された一種類以上
でなることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
項に記載のダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の製
造法。 - (4)それ自身が熱間静水圧加圧(HIP)装置又はホ
ットプレス(HP)装置により、圧力が2000MPa
以内で、1500℃を越えない温度で焼結してなること
により、密度85%以上、ビッカース硬度800以上の
緻密で高硬度で、且つ、ダイヤモンドをグラファイト相
に相転移を促進しない無機材料の原料が、アルミナ粉体
、アルミナ粉体の焼結助剤としてマグネシア(MgO)
及び/又はチタニア(TiO_x,x=1−2)を数%
まで含有するアルミナ粉体、部分安定化ジルコニア粉体
、チタニア粉体及び窒化チタンの内の選択された一種類
以上からなる粉体でなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項又は第2項に記載のダイヤモンド含有高密度無
機複合焼結体の製造法。 - (5)それ自身か熱間静水圧加圧(HIP)装置又はホ
ットプレス(HP)装置により、圧力が2000MPa
以内で、1500℃を越えない温度で焼結してなること
により、密度85%以上、ビッカース硬度800以上の
緻密で高硬度で、且つ、ダイヤモンドをグラファイト相
に相転移を促進しない無機材料の原料が、アンモニウム
・アルミニウム炭酸塩熱分解法、バイヤー法、有機アル
ミニウム、加水分解法、アンモニウムミョウバン熱分解
法、エチレンタロルヒドリン法、水中火花放電法により
製造される1μm以下の粒子からなるアルミナ粉体又は
当該アルミナ粉体にマグネシア(MgO)及び/又はチ
タニア(TiO_x、x=1〜2)を数%まで含有して
なるアルミナ粉体でなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項又は第2項に記載のダイヤモンド含有高密度無
機複合焼結体の製造法。 - (6)それ自身か熱間静水圧加圧(HIP)装置又はホ
ットプレス(HP)装置により、圧力が2000MPa
以内で、1500℃を越えない温度で焼結してなること
により、密度85%以上ビッカース硬度800以上の緻
密で高硬度で、且つ、ダイヤモンドをグラファイト相に
相転移を促進しない無機材料の原料が、共沈法により製
造される1μm以下の粒子からなる部分安定化ジルコニ
ア粉体でなることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項に記載のダイヤモンド含有高密度無機複合焼結
体の製造法。 - (7)ダイヤモンド粉体粒子表面に、周期律表第4a、
5a、6a族遷移金属、Si、B、Al又は、これらの
酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物の内の選択された一
種類以上を、PVD法、CVD法、メッキ法、不均化反
応法等により、ダイヤモンドに対し、外部添加による添
加量が体積で0.1%〜50%をコーティングしてなる
、コーティングされたダイヤモンド粉体と母材となる無
機材料粉体からなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項、第2項、第3項、第4項、第5項又は第6項に記
載のダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1125501A JPH02302367A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | ダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1125501A JPH02302367A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | ダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02302367A true JPH02302367A (ja) | 1990-12-14 |
JPH0561226B2 JPH0561226B2 (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=14911679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1125501A Granted JPH02302367A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | ダイヤモンド含有高密度無機複合焼結体の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02302367A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0524922A (ja) * | 1991-04-05 | 1993-02-02 | Agency Of Ind Science & Technol | ダイヤモンド含有高硬度高密度複合焼結体及びその製造法 |
JPH05148021A (ja) * | 1991-04-05 | 1993-06-15 | Agency Of Ind Science & Technol | 被覆ダイヤモンド含有高硬度高密度複合焼結体及びその製造法 |
EP0752267A2 (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-08 | Sumitomo Electric Industries, Limited | A diamond sintered compact and a process for the production of the same |
JP2015224158A (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | 三菱マテリアル株式会社 | ダイヤモンド複合焼結体とその製造方法 |
CN107954715A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-24 | 海南大学 | 一种致密块体陶瓷材料的制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6137221A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-22 | 川嶋工業株式会社 | 肉叩き具 |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP1125501A patent/JPH02302367A/ja active Granted
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