JPH05246704A - 人工ダイヤモンドまたは人工ダイヤモンド粉末の製造法 - Google Patents
人工ダイヤモンドまたは人工ダイヤモンド粉末の製造法Info
- Publication number
- JPH05246704A JPH05246704A JP4271155A JP27115592A JPH05246704A JP H05246704 A JPH05246704 A JP H05246704A JP 4271155 A JP4271155 A JP 4271155A JP 27115592 A JP27115592 A JP 27115592A JP H05246704 A JPH05246704 A JP H05246704A
- Authority
- JP
- Japan
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- artificial diamond
- months
- powder
- laser beam
- glassy carbon
- Prior art date
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- Withdrawn
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/25—Diamond
- C01B32/26—Preparation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 生成率のよい人工ダイヤモンドまたは人工ダ
イヤモンド粉末の製造法に関する。 【構成】 （１） レーザービームを照射したガラス状
炭素材を１００torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月
以上放置の時効処理を施す人工ダイヤモンドの製造法。 （２） 連続的に供給されるガラス状炭素粉末にレーザ
ービームを照射し、このレーザービームを照射したガラ
ス状炭素粉末を１００torr以下の減圧、真空雰囲気中に
３ヶ月以上放置の時効処理を施す人工ダイヤモンド粉末
の製造法。
イヤモンド粉末の製造法に関する。 【構成】 （１） レーザービームを照射したガラス状
炭素材を１００torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月
以上放置の時効処理を施す人工ダイヤモンドの製造法。 （２） 連続的に供給されるガラス状炭素粉末にレーザ
ービームを照射し、このレーザービームを照射したガラ
ス状炭素粉末を１００torr以下の減圧、真空雰囲気中に
３ヶ月以上放置の時効処理を施す人工ダイヤモンド粉末
の製造法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、人工ダイヤモンドま
たは人工ダイヤモンド粉末を効率よく製造する方法に関
するものである。
たは人工ダイヤモンド粉末を効率よく製造する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザービームをガラス状炭素材
の表面部に照射しながらガラス状炭素材の表面に沿って
連続的に相対移動させ、上記ガラス状炭素材を部分溶融
し飛散させ、得られた溶融部分、部分溶融部周辺および
溶融飛散部分をダイヤモンド化する人工ダイヤモンドの
製造法は知られている（特開平２−５５２１２号公報、
特開平３−８８７０７号公報、特開平３−１６４４１７
号公報などを参照）。
の表面部に照射しながらガラス状炭素材の表面に沿って
連続的に相対移動させ、上記ガラス状炭素材を部分溶融
し飛散させ、得られた溶融部分、部分溶融部周辺および
溶融飛散部分をダイヤモンド化する人工ダイヤモンドの
製造法は知られている（特開平２−５５２１２号公報、
特開平３−８８７０７号公報、特開平３−１６４４１７
号公報などを参照）。
【０００３】上記人工ダイヤモンドの製造法で使用する
ガラス状炭素材は、「化学便覧」や「セラミック辞典」
などに紹介されているように、「有機物質の固相熱分解
によって製造される一連の硬質炭素」をいい、高強度お
よび高硬度を有し、かつ耐酸化性にもすぐれた不通気性
のものであり、一般にも市販されている。
ガラス状炭素材は、「化学便覧」や「セラミック辞典」
などに紹介されているように、「有機物質の固相熱分解
によって製造される一連の硬質炭素」をいい、高強度お
よび高硬度を有し、かつ耐酸化性にもすぐれた不通気性
のものであり、一般にも市販されている。
【０００４】上記人工ダイヤモンドの製造法は大がかり
な設備を必要とせず、一般に使用されているレーザービ
ームを市販のガラス状炭素材に照射するだけで簡単に人
工ダイヤモンドを製造することができるという長所をも
っている。
な設備を必要とせず、一般に使用されているレーザービ
ームを市販のガラス状炭素材に照射するだけで簡単に人
工ダイヤモンドを製造することができるという長所をも
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の人
工ダイヤモンドの製造法では、人工ダイヤモンドの生成
率が極めて小さく、さらに、一般に人工ダイヤモンドは
粉末として使用されることが多いが、上記従来の方法で
は人工ダイヤモンド粉末を効率よく量産することはでき
なかった。
工ダイヤモンドの製造法では、人工ダイヤモンドの生成
率が極めて小さく、さらに、一般に人工ダイヤモンドは
粉末として使用されることが多いが、上記従来の方法で
は人工ダイヤモンド粉末を効率よく量産することはでき
なかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
かかる課題を解決すべく研究を行っていたところ、
（ａ） レーザービームをガラス状炭素材の表面に沿っ
て連続的に相対移動させることにより得られたガラス状
炭素材の溶融部分、部分溶融周辺および溶融飛散部分
を、１００Torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月以上
放置の時効処理を施すと、約３ヶ月経過を境としてダイ
ヤモンド化が３ヶ月前より一層進行し、人工ダイヤモン
ドの生成率が向上する、（ｂ） 連続的に供給されるガ
ラス状炭素粉末にレーザービームを照射すると効率よく
ガラス状炭素粉末にレーザービームを照射することがで
き、上記レーザービームが照射されたガラス状炭素粉末
を１００Torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月以上保
持の時効処理を施すと、人工ダイヤモンド粉末の生成率
が向上する、などの知見を得たのである。
かかる課題を解決すべく研究を行っていたところ、
（ａ） レーザービームをガラス状炭素材の表面に沿っ
て連続的に相対移動させることにより得られたガラス状
炭素材の溶融部分、部分溶融周辺および溶融飛散部分
を、１００Torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月以上
放置の時効処理を施すと、約３ヶ月経過を境としてダイ
ヤモンド化が３ヶ月前より一層進行し、人工ダイヤモン
ドの生成率が向上する、（ｂ） 連続的に供給されるガ
ラス状炭素粉末にレーザービームを照射すると効率よく
ガラス状炭素粉末にレーザービームを照射することがで
き、上記レーザービームが照射されたガラス状炭素粉末
を１００Torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月以上保
持の時効処理を施すと、人工ダイヤモンド粉末の生成率
が向上する、などの知見を得たのである。
【０００７】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、（１） レーザービームを照射した
ガラス状炭素材を１００Torr以下の減圧、真空雰囲気中
に３ヶ月以上放置の時効処理を施す人工ダイヤモンドの
製造法、（２） 連続的に供給されるガラス状炭素粉末
にレーザービームを照射し、このレーザービームが照射
されたガラス状炭素粉末を１００Torr以下の減圧、真空
雰囲気中に３ヶ月以上放置の時効処理を施す人工ダイヤ
モンド粉末の製造法、に特徴を有するものである。
れたものであって、（１） レーザービームを照射した
ガラス状炭素材を１００Torr以下の減圧、真空雰囲気中
に３ヶ月以上放置の時効処理を施す人工ダイヤモンドの
製造法、（２） 連続的に供給されるガラス状炭素粉末
にレーザービームを照射し、このレーザービームが照射
されたガラス状炭素粉末を１００Torr以下の減圧、真空
雰囲気中に３ヶ月以上放置の時効処理を施す人工ダイヤ
モンド粉末の製造法、に特徴を有するものである。
【０００８】上記レーザービームを照射したガラス状炭
素材またはガラス状炭素粉末を１００Torr以下の減圧、
真空雰囲気中に３ヶ月以上放置の時効処理を施すことが
必要であるとした理由は、大気中に３ヶ月以上放置して
も人工ダイヤモンドの生成率の向上はほとんど認められ
なかったことによるものである。
素材またはガラス状炭素粉末を１００Torr以下の減圧、
真空雰囲気中に３ヶ月以上放置の時効処理を施すことが
必要であるとした理由は、大気中に３ヶ月以上放置して
も人工ダイヤモンドの生成率の向上はほとんど認められ
なかったことによるものである。
【０００９】
実施例１〜４ まず、原料として外径：５０mm×厚さ：３mmの寸法をも
った円盤状ガラス状炭素材（東海カーボン株式会社製Ｇ
Ｃ−２０）を用意し、このガラス状炭素材をターゲット
として反応容器内に設置された縦横方向に水平移動可能
な台板上に載置して固定する。
った円盤状ガラス状炭素材（東海カーボン株式会社製Ｇ
Ｃ−２０）を用意し、このガラス状炭素材をターゲット
として反応容器内に設置された縦横方向に水平移動可能
な台板上に載置して固定する。
【００１０】一方、反応容器の頂部から上記ターゲット
と垂直方向にレーザービーム照射用窓を配置し、この状
態で、まず反応容器内を１０-3〜１０-4torrの圧力まで
真空引きし、ついで反応容器内に圧力：５００torrのヘ
リウムガスを流しながら、炭酸ガスレーザービーム発生
装置から出力密度：１×１０6 Ｗ／cm2 のレーザービー
ムを上記ガラス状炭素材ターゲットの表面に向けて、 ビーム幅：１mm、 ターゲットに対する横方向の移動速度：３cm／min.、 ターゲットに対する縦方向の移動速度：０．３cm／mi
n.、 の条件で３０分間照射し、部分溶融あるいは昇華させて
粉末状に飛散させたのち、これを、 （イ） 真空度：１×１０-3torr（実施例１）、 （ロ） 真空度：１×１０-2torr（実施例２）、 （ハ） 真空度：１×１０-1torr（実施例３）、 （ニ） 真空度：１００ torr（実施例４）、 の真空雰囲気中に、１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月、
５ヶ月、６ヶ月、９ヶ月、１８ヶ月、２４ヶ月、および
３６ヶ月それぞれ保持の時効処理を施し、人工ダイヤモ
ンドの生成量を測定し、その結果を図１に示した。
と垂直方向にレーザービーム照射用窓を配置し、この状
態で、まず反応容器内を１０-3〜１０-4torrの圧力まで
真空引きし、ついで反応容器内に圧力：５００torrのヘ
リウムガスを流しながら、炭酸ガスレーザービーム発生
装置から出力密度：１×１０6 Ｗ／cm2 のレーザービー
ムを上記ガラス状炭素材ターゲットの表面に向けて、 ビーム幅：１mm、 ターゲットに対する横方向の移動速度：３cm／min.、 ターゲットに対する縦方向の移動速度：０．３cm／mi
n.、 の条件で３０分間照射し、部分溶融あるいは昇華させて
粉末状に飛散させたのち、これを、 （イ） 真空度：１×１０-3torr（実施例１）、 （ロ） 真空度：１×１０-2torr（実施例２）、 （ハ） 真空度：１×１０-1torr（実施例３）、 （ニ） 真空度：１００ torr（実施例４）、 の真空雰囲気中に、１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月、
５ヶ月、６ヶ月、９ヶ月、１８ヶ月、２４ヶ月、および
３６ヶ月それぞれ保持の時効処理を施し、人工ダイヤモ
ンドの生成量を測定し、その結果を図１に示した。
【００１１】なお、上記実施例１〜４における人工ダイ
ヤモンドの生成率は、レーザービームを照射したガラス
状炭素材ターゲットおよびその周囲に飛散した飛散物な
どをすべて回収し、上記ガラス状炭素材ターゲットは粉
砕し、これら粉砕したガラス状炭素材および飛散物など
を５０℃に温めた王水（硝酸：塩酸比＝１：３）に浸漬
し、約９時間放置し、ガラス状炭素材を溶解し、人工ダ
イヤモンドのみを取り出し、水洗いし、乾燥して秤量す
ることにより測定した。
ヤモンドの生成率は、レーザービームを照射したガラス
状炭素材ターゲットおよびその周囲に飛散した飛散物な
どをすべて回収し、上記ガラス状炭素材ターゲットは粉
砕し、これら粉砕したガラス状炭素材および飛散物など
を５０℃に温めた王水（硝酸：塩酸比＝１：３）に浸漬
し、約９時間放置し、ガラス状炭素材を溶解し、人工ダ
イヤモンドのみを取り出し、水洗いし、乾燥して秤量す
ることにより測定した。
【００１２】比較例１〜２ 上記実施例でレーザービーム照射したガラス状炭素材タ
ーゲットを （ホ） 真空度：３００torr（比較例１） （ヘ） 大気中（７６０torr）（比較例２） の雰囲気中に、それぞれ１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ
月、５ヶ月、６ヶ月、９ヶ月、１８ヶ月、２４ヶ月、お
よび３６ヶ月放置の時効処理を施し、人工ダイヤモンド
の生成量を上記実施例１〜４と同様にして測定し、その
結果を図１に示した。
ーゲットを （ホ） 真空度：３００torr（比較例１） （ヘ） 大気中（７６０torr）（比較例２） の雰囲気中に、それぞれ１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ
月、５ヶ月、６ヶ月、９ヶ月、１８ヶ月、２４ヶ月、お
よび３６ヶ月放置の時効処理を施し、人工ダイヤモンド
の生成量を上記実施例１〜４と同様にして測定し、その
結果を図１に示した。
【００１３】図１の結果から、１００torr以下の減圧、
真空雰囲気中に３ヶ月以上放置の時効処理を施すことに
より人工ダイヤモンドの生成量が増加することがわか
る。
真空雰囲気中に３ヶ月以上放置の時効処理を施すことに
より人工ダイヤモンドの生成量が増加することがわか
る。
【００１４】実施例５〜８および比較例３〜４ 平均粒径：５μｍのガラス状炭素粉末を用意し、このガ
ラス状炭素粉末をＨｅガスをキャリアーガスとして毎分
１．０ｇ／min.の割合でチャンバーに供給し、この粉末
流に直交する方向からＣＷ，ＴＥＭ２０モードのＣＯ2
レーザーを照射したのち回収し、表１に示される雰囲気
中に表１に示される期間放置し、実施例１〜４と同様に
して人工ダイヤモンド粉末のみを取り出し、その回収率
（％）を測定してそれらの結果を表１に示した。
ラス状炭素粉末をＨｅガスをキャリアーガスとして毎分
１．０ｇ／min.の割合でチャンバーに供給し、この粉末
流に直交する方向からＣＷ，ＴＥＭ２０モードのＣＯ2
レーザーを照射したのち回収し、表１に示される雰囲気
中に表１に示される期間放置し、実施例１〜４と同様に
して人工ダイヤモンド粉末のみを取り出し、その回収率
（％）を測定してそれらの結果を表１に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１に示される結果から、１００torr以下
の減圧、真空雰囲気中に２ヶ月放置しても人工ダイヤモ
ンド粉末の回収率は向上しないが、４ヶ月放置すると人
工ダイヤモンド粉末の回収率が向上することから、約３
ヶ月放置を境にして人工ダイヤモンド粉末の生成率は向
上することがわかる。しかし、３００torrの減圧、真空
雰囲気および大気圧中に３ヶ月以上放射しても人工ダイ
ヤモンド粉末の回収率は向上しないこともわかる。
の減圧、真空雰囲気中に２ヶ月放置しても人工ダイヤモ
ンド粉末の回収率は向上しないが、４ヶ月放置すると人
工ダイヤモンド粉末の回収率が向上することから、約３
ヶ月放置を境にして人工ダイヤモンド粉末の生成率は向
上することがわかる。しかし、３００torrの減圧、真空
雰囲気および大気圧中に３ヶ月以上放射しても人工ダイ
ヤモンド粉末の回収率は向上しないこともわかる。
【００１７】
【発明の効果】この発明によると、レーザービームを照
射したガラス状炭素材を１００torr以下の減圧、真空雰
囲気に３ヶ月以上放置の時効処理を施すことにより、人
工ダイヤモンドの生成率を高めることができ、さらにガ
ラス状炭素粉末にレーザービームを照射したのち１００
torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月以上放置の時効
処理を施すことにより人工ダイヤモンド粉末を効率よく
製造することができ、工業上有用な効果をもたらすもの
である。
射したガラス状炭素材を１００torr以下の減圧、真空雰
囲気に３ヶ月以上放置の時効処理を施すことにより、人
工ダイヤモンドの生成率を高めることができ、さらにガ
ラス状炭素粉末にレーザービームを照射したのち１００
torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月以上放置の時効
処理を施すことにより人工ダイヤモンド粉末を効率よく
製造することができ、工業上有用な効果をもたらすもの
である。
【図１】時効処理の放置期間を横軸にとり、その放置期
間経過後の人工ダイヤモンドの生成量を縦軸にとったグ
ラフである。
間経過後の人工ダイヤモンドの生成量を縦軸にとったグ
ラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザービームを照射したガラス状炭素
材を１００Torr以下の減圧、真空雰囲気中に３ヶ月以上
放置の時効処理を施すことを特徴とする人工ダイヤモン
ドの製造法。 - 【請求項２】 連続的に供給されるガラス状炭素粉末に
レーザービームを照射し、このレーザービームを照射し
たガラス状炭素粉末を１００Torr以下の減圧、真空雰囲
気中に３ヶ月以上放置の時効処理を施すことを特徴とす
る人工ダイヤモンド粉末の製造法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-19554 | 1992-01-08 | ||
| JP1955492 | 1992-01-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05246704A true JPH05246704A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=12002539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4271155A Withdrawn JPH05246704A (ja) | 1992-01-08 | 1992-09-14 | 人工ダイヤモンドまたは人工ダイヤモンド粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05246704A (ja) |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP4271155A patent/JPH05246704A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |