JPH06505694A - 人造ダイヤモンド含有材料及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 人造ダイヤモンド含有材料及びその製造方法発明の分野 本発明は、炭素の無機化学分野に関し、より詳細には、超硬質材料の特性を特徴 とする炭素の立方晶膜種に、またダイヤモンド含有バートン（ｂｕｒｄｅｎ）の デトネーシゴン合成に続いて化学的方法による抽出を含んで成る材料の製造方法 に関する。

ある種の爆発物を、爆発の凝縮炭素生成物を維持できる条件下でブトネートさせ ると、超分散性のダイヤモンド含有粉末が形成され、それは高分散性、炭素構造 欠陥の存在、活性表面の発現、といった特別な特性を示す、これらの特徴は、ダ イヤモンド含有材料の製造条件によって幅広い限界範囲内で変化する。ダイヤモ ンド含有デトネーション材料の特別の特性が、実際の用途、例えば複合材料やコ ーティング、研磨剤または潤滑組成物、等の範囲を画定する。

背景技術 爆発エネルギーを利用して得られるダイヤモンド含有材料の特性や、それらの合 成条件及び不純物の分離条件は、当該技術分野では周知である。

文献（Ｇ、　Ａ、　Ａｄａｄｕｒｏｖらの、「パルス圧力の物理（Ｔｈｅ　ｐｈ ｙｓｉｃｓｏｆ　Ｐｕ１ｓｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ）　Ｊ　ｐｐ　４４　（７４ ）＋　１９７９＋　Ｎｏ、　４．　Ａ１１−ＬｌｎｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ−Ｒｅ ｓｅａｒｃｈ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｒａｄ ｉｏ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｔｎｇＭｅａｓｕｒｅｓ＋ｅｎｔｓの論文、ｐ　１５７ ）は、ブラスティング室内の不活性雰囲気中でＲＤχと炭素材料（ブラックまた はグラファイト）との混合物をデトネーションすることによって得られた生成物 の特性について記載している。精製した生成物は、平均粒径０．０５〜５．０ｓ ｃ−を示す粉末であり、その単位表面値について算出した平均粒径は０．０４〜 ０．０８■ｃ＋ｍである。単位表面積は２０〜４２ｍ”／ｇである。比重ビン密 度は３．２０〜３．４０ｇ／ｃｍ”である。相組成によると、その生成物は六方 晶層積（菱面体）及び立方晶（格子定数ａ　＝０．３５７＋ｖ）のダイヤモンド の混合物である。微結晶の干渉性散乱領域（Ｃ５Ｒ）のサイズ（すなわち、隣接 する欠陥の間の直線距離）は１０〜１２ｎ−であり、そして欠陥の存在により特 徴付けられる第２種の微小歪みは１〜２Ｘ１０−”の限界範囲内である。　１０ ７３にでアニーリングした後、Ｃ３ＲＯサイズは１２ｎｗであり、そして第２種 の微小歪みは０．３５Ｘ１０−”まで低減した。黒鉛化開始温度は１０７３Ｋを 超える。正面の約４分の１がカルボキシル基で占められている。真空中で加熱す ると、酸素分子、−酸化炭素分子及び二酸化炭素分子の遊離により検体は質量の ほぼ５％を喪失する。

爆発物の炭素より得られるダイヤモンドの性質は、Ｋ、　Ｖ、　Ｖｏｌｋｏｖと 共著者により記載される（Ｔｈｅ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｓｔｉｏ ｎ　ａｎｄｔ！ｘｐｌｏｓｉｏｎ＋　Ｖ、　２６＋　Ｎｏ、３．１２３ページ、 　１９９０）　、装填物を導火室中、二酸化炭素雰囲気下且つ水ジヤケツト中で 爆発せしめる場合、合成は達成される。得られるダイヤモンドの粒子サイズは０ ．３〜０．０６ｎ−であり、Ｃ３ｌｌサイズは４〜６ｎｍであり、粒子形は円形 である。

比重瓶密度は３．２ｇ／ｃ−である、生成物は約９０％のダイヤモンド、残余物 、吸着ガスを含有する。生成物を６２３にで酸化せしめることから開始する。５ 時間１１７３Ｋに維持した後の、ダイヤモンドの黒鉛化の程度は１０％である。

そのほかの別法（八、　Ｍ、　５ｔａｖｅｒら、Ｔｈｅ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ 　Ｃｏｇｇｂｕｓｉｏｎａｎｄ　Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ＋　Ｖ、　２０．　Ｎｏ、 ５．　ｐ、　１０（Ｌ　１９８４　及び５ａｖｖａｋｉｎら、Ｐｒｏｃｅｅｄｉ ｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＵＳＳＲＡｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　５ｃｉｅｎｃｅ、　Ｖ 、　２８２＋　Ｎｏ、５　。

１９８５）は、各種雰囲気中の他の又は同じ爆発を基礎にする。この場合に得ら れる生成物はに、　Ｖ、　Ｖｏｌｋｏｖ及び共著者が記載のものと類似の特徴を 有する。

最終的なダイヤモンド含有生成物を分離するために、物質中の存在する不純物を 溶解又はガス化のいずれかに導（化学的処理の組み合わせが用いられる。概して 不純物は２種類あり、炭素以外（金属酸化物、金属塩等）とダイヤモンドではな い形態の炭素（グラファイト、カーボンブラック、アモルファスカーボン）であ る。

技術的特性において本発明の物質に最も近いダイヤモンド含有物質は英国特許第 １１５４６３３号明細書に開示されている。

この例によると、材料はグラファイトの衝撃粉砕（ｉｍｐａｃｔｒｅｄｕｃｔｉ ｏｎ）によって得られる。一般に、得られた主な合成物は全炭素量の１５％未満 のダイヤモンドとかなりの量の無機不純物を含む。

精製したダイヤモンド含有物質は、平均直径が０．１ｍｋｓ＋未満の個別のダイ ヤモンド粒子からなり、単位表面積は４０〜４００ｍ”　／ｇであり、ヒドロキ シル基、カルボキシル基、カルボニル基が表面積の１０〜３０％を構成する。そ のダイヤモンド粒子は外側に結晶のカットが全くない特徴がある０個々のダイヤ モンドの結晶子径は７Ｘ１０−’〜Ｉ　Ｘｌ０−”　（７〜１００人）と範囲が 広い特徴がある。その物質は８７〜９２重量％の炭素、更に０．１〜２．０％の 水素、０．１〜２．５％の窒素、１０％までの酸素を含む。

不活性雰囲気中で１１２３〜１２７３Ｋに４時間加熱すると、その物質は一酸化 炭素、二酸化炭素、水、水素の形態で５重量％未滴の重量減を生じる。放射線透 過写真の結果から、その物質は炭素のみを含み、有り得る不純物のグラファイト は０．２％以下であり、無機不純物も０．２％未満である。

ダイヤモンド含有物質は磨耗性と特定の吸着性能に特徴があり、研磨用の硬質材 料、金属強化コーティング、更にクロマトグラフィーに使えるものと推測される 。

このように、この例は爆発物の分解による爆発エネルギーを利用して合成した既 知のダイヤモンド含有物質及びそれらの物質を得るための特定のプロセスを開示 しているが、特性の提示の組み合わせを有するダイヤモンド含有物質の工業的製 造の有効な、経済的に能率がよい、エコロジー的に安全な技術のための基礎を形 成するであろう問題の技術的な解決を開示していない。

発明の開示 本発明は、性質、特徴、このために、種々の複合材料及びコーティングに含ませ ることや簡単な方法によって得られることの一般的な可能性の所定の組み合わせ を具えたダイヤモンド含有材料を製造する問題にもとづくものであり、安全性、 信幀性、改良された技術的、経済的及び生態学的パラメータ、そしてそれをベー スとして、本発明のダイヤモンド含有材料の大規模で工業的な製造を可能にする ことを特徴とする。

この問題は、本発明の材料であるところの、丸いまたは不規則な形の粒子の結合 体からなり、粒子の平均直径が０．１ｍｃｍを超えず、材料表面部分が官能基を 含み、次のような元素組成（質量％）：炭素　７５　〜９０ 水素　０．６〜１．５ 窒素　０．６〜４．５ 酸素　残部 と、多孔質構造と、次のような相組成（質量％）：レントゲンアモルファスダイ ヤモンド様相　１０〜３０立方変態ダイヤモンド　残部 を特徴とし、 材料表面の１０〜２０％が２種のメチル、ニトリル、ヒドロキシル基と、および 一般式０＝Ｒ（ここで、Ｒは＝Ｃ０ｌ（、＝Ｃ０ＯＨ，−ＣＯ，＝Ｃ６Ｈ４また はそれらのいずれかの組み合わせである）のオキシカルボキシル官能基であり、 材料表面の１〜２％が炭素原子により未補整結合と連結されている、人造ダイヤ モンド含有材料によって解決される。結晶格子パラメータは０．３５６２±０． ０００４ｒｖである。灰分含量は０．１〜５．０質量％である。製品中の灰分含 量は、ダイヤモンド含有材料の調製方法の特有な特徴に起因して無機不純物の存 在によって調整され、また、第２鉄酸化物及び炭化物、銅及びニッケル塩、カル シウム及びシリコン化合物の存在によってもまた調整される。この事実は、本発 明の材料を上記した適用分野において使用するのに決して障害となるものでない 。

上記した問題はまた、本発明のダイヤモンド含有材料であって、負の酸素バラン スを与える炭素含有爆発物を閉じた空間内で不活性（炭素に）な、酸素含有量０ ．１〜６．０容量％のガス中で温度３０３〜３６３にで濃度０．０１〜０．１５ ｋｇ／　ｍ　”の超分散炭素相（炭素凝集物）の存在において、出願人が開発し た装置を使用することによって、デトネーションを行わせることによって得られ る材料によって解決される。

本発明のダイヤモンド含有材料は明灰色ないし暗灰色の粉末であり、その平均粒 径は、沈降法によって測定して、０．０２〜０．１ｓ＋ｃ＋ｗ、好ましくは０． ０５＋＋＋ｃ−以下である。これらの粒子は、７７．５Ｋにおける窒素の吸着及 び脱着等温式によってもたらされる特徴的な多孔質構造を特徴としている。試料 のプレヒートを真空中で３００にで実施した。

本発明のダイヤモンド含有材料の粉末に含まれる細孔の全容積は０．６〜１．Ｏ ｃｓ＋”／　ｇ、なかんず＜　０．７〜０．９ｃｍ’／　ｇである。細孔の粒径 分布は第１図に示されている。　Ｄｏｌｌｉｍｏ’Ｌ−１１１の数式によって算 出される細孔の平均直径は７．５〜１２．５ｎｓ、なかんず（８〜１０ｎ−であ る、この材料の粒子が有する特別の多孔質構造は合成の条件に由来するものであ る。

アルゴンの熱脱着から、Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔ−Ｔｅｌｌｅｒの等式に よって決定される単位表面積は、２００〜４５０ｍ”／ｇの範囲内である。

粒径は、１〜１ｏｎｅ、なかんずく４〜７ｎ■の限度内である。

電子顕微鏡で観察したところ、粒子の凝集物は直径２〜１Ｏｎ−で丸形あるいは 不規則な形の別々の粒子からなることが判った０粒子の表面上で結晶面は認めら れなかった０反射プロファイル（２２０）から第４の場合の方法によって計算し た凝集散乱領域の粒径は２〜１０ｎ−１なかんずく４〜７ｎｗであり、この値は 吸着データから測定されるダイヤモンド粒子の粒径に近いものであった。これと 同時に、第２の種類の微小歪の値をΔａ　／　ａとして測定したプロファイルラ インの分析により算出した（ここで、Δａは、結晶格子パラメータの平均偏差で ある）、本発明の材料の試料について、この値は０．Ｏｌであり、これはその他 の公知な形態のデトネーションダイヤモンドに較べてより大きいオーダーである 。微小応力の値ＧＰａは（式中、Ｅは１０００ＧＰａに等しいヤング率である） からもとめた。

粒子は１０ＧＰａの圧力により圧縮されることになる。本発明の材料の結晶格子 パラメーターは、コバルト線を用いての反射の分析（２２０）から計算される。

このために、ライメ警力の中心の位置が見出された０本発明の材料の結晶格子パ ラメーターは０．３５６２±Ｏ，０Ｏ０４ｎ■であり、そして残りのダイヤモン ド種においては、それは０．３５６７０−である。結晶格子の示された高く変形 された状態は、黒鉛化の開始の温度まで熱的に安定しており、これは爆発のエネ ルギーを用いて得られたいづれのタイプのダイヤモンドにおいても従来観察され なかった。これは、粒子の表面張力の力がそれらの超分散性状態のために結晶粒 子を圧縮することに起因する。従って、圧縮された高い変形性結晶格子は、本発 明のダイヤモンド含有材料に対してのみ特異的であり、そして中でも、その性質 の独特な組合せを定義する。

Ｘ線パターン（第２図）によれば、本発明の材料は立体変性及びレントゲンアモ ルファス相（ｄ　＝０．１２７ｎ−に対応する反射領域）のダイヤモンドを含む 。アモルファス相の量は、純粋な立体ダイヤモンドを含む検体に対して立体ダイ ヤモンドの反射（２２０）の強さの低下により評価された。得られる値は１０〜 ３０質量％である。

ダイヤモンド立体及びアモルファス相の組合せは、本発明のダイヤモンド含有材 料に対して特異的であり、そしてそのクラスター機構の結果である。レントゲン アモルファス相はグラファイトを含まない、これは、核磁気共鳴及びＸ線光電子 分光分析法を用いて、その材料の検体の研究により証明される。従って、ＮＭＲ スペクトルＣＢ（第３図）においては、ダイヤモンド相の特徴である、３４．５ ｐｐ−の化学シフトを伴ってたった１つのラインが存在する５ＣＩＳＪＩ域にお ける炭素のＸ線光電子スペクトルは、２８６ｅＶの領域に吸収バンドを有（グラ ファイト）の導電性変性の存在下で、表面の電荷は観察され得なかった。

従って、アモルファス相は、化学結合の性質により、立体ダイヤモンドに近く、 そしてダイヤモンドクラスターの非常に不規則化され且つ欠陥−飽和された周囲 である。

アモルファス相の存在は、他の人造ダイヤモンドに比べて、本発明の材料の高め られた反応性を定義する。これは次の反応に示される。従って、１０度／分の加 熱速度で測定される、本発明のダイヤモンド含有材料の空気中での酸化の開始の 温度は７０３〜７２３にであるが、ところが人造ダイヤモンドに関するその温度 は８４３〜９２３にである。さらに、大気圧下で二酸化炭素中で４４３〜７５３ にの温度で本発明の材料の検体を加熱する場合、その吸収が生じ、約５％の検体 質量の上昇を引き起こし、これはいづれの形の人造ダイヤモンドにもこれまで観 察されていない。

現実的に、本発明材料の大きな活性は圧縮過程に現れる。特に、本発明材料の粉 末をホットプレスすると、他のダイヤモンド粉末を焼結するときに採用される温 度より１００〜ｓｏｏ”ｃ低い温度で強く、低いポロシティ−の圧縮物が得られ る。放射線搗影のデータの検討から、圧縮試験片はアモルファス相がなく、立方 晶ダイヤモンドにおける反射の強さは増加する。不安定な構造を特色とするアモ ルファス相は、比較的穏和な条件下にダイヤモンド粒子を焼結する活性化剤であ るようである。

材料試験片の表面上に存在する非補償結合を有する炭素原子も、それらの窒素分 子への親和性を規定する。この結果、この材料試験片は、空気中に又は窒素中に 保持した後は、窒素を化学吸着し、ニトリル基を形成する。

本発明の材料の超分散条件はそのエネルギー特性に寄与する。即ち、燃焼熱から 決定したその形成エンタルピーは、２５６３〜２９５９ｋＪ／ｋｇであるが、天 然ダイヤモンドの値は２０９．１６ｋＪ／ｋｇである。そのようなエネルギー容 量は本発明のダイヤモンド含有材料の表面エネルギーの寄与により定められる。

従って、高エネルギー飽和は特許請求したダイヤモンド含有材料に特別なもので ある。

ダイヤモンド微結晶ん表面原子に直接結合した酸素含有官能基・（カルボキシル 、ヒドロキシル、カルボニルその他）を開示する引用した先行文献とは異なり、 不均質な相組成を特色とする本発明のダイヤモンド含有物質は、特別の表面緩和 形式により特徴付けられる。本発明の場合、酸素含有官能基は、一般に、脂肪族 、脂環式及び芳香族を含むより種々な表面炭素構造の誘導体である。

この表面官能基の定性的及び定量的組成物は幾つかの分析方法を用いて決定され る。

請求項に記載した材料の脱着において発生するガスを検討したところ、酸化炭素 、水素、シアン化水素及びメタンが観察された。これらのデータに基づいて、表 面炭素原子の量は全数の２％以上であることが計算された。試験片の吸着の■Ｒ スペクトルを検討したところ、吸収帯はカルボニル　二〇〇、カルボキシル　＝ Ｃ０ＯＨ，ヒドロキシル　−ＯＨ１及びメチル　ＣＨｓ−基を表した。電子磁気 共鳴のスペクトルの分析において、化学シフトの値において異なったヒドロキシ ル基の２つの変種が観察されることが見いだされた。これらの変種の１つは独立 した基であり、他の基は相互に作用している基であると推定される。ボラログラ フイーによる研究を行ったところ、ラフ）　７　＝Ｃ０ＯＣＯ−、キ／　７　０ 　＝Ｃ４Ｈ４＝　Ｏ及びハイドロパーオキサイド　−ｃｏｏｏｔ＋基が同定され た。酸素含有表面基の全量を、英国特許Ｎｏ、　１１５４６３３に記載されたよ うにして測定したところ、試験片表面の１０〜２０％であった。

従って、この材料の表面は、主として酸素を含有する官能基及びこれらの基が直 接結合した炭素構造体の両者を含む広範なものであり、これが相当な程度この表 面の化学的性質及び反応性に影響を与えている。このことが、特許請求したダイ ヤモンド含有材料の表面において種々の化学的反応を行う可能性を、公知の材料 の表面の性質の種類から発生するものよりも大きなものとする。

従って、本発明のダイヤモンド含有材料は、最も近い先行技術材料である英国特 許第１１５４６３３号明細書の材料に較べて、以下の利点を特色とする。これら 利点はそれを最も効果的に複合材料に用いることを可能にする。

１、　孔体積０．６〜１．０ｃｍ”／　ｇ及び孔直径７．５〜１２．５ｎ−のダ イヤモンド粒子の凝集体の多孔性構造。これは、先行技術の材料のそれに較べて ダイヤモンド含有材料を同じ体積比率としたとき請求の範囲に記載した材料の質 量の使用量をより少なくする。

２、質量基準で３０％までのアモルファス相の存在、これは複合材料の圧縮条件 を緩和する。

３、　表面に広範な種類の官能性誘導体が存在すること、この結果、請求の範囲 に記載した材料は表面の予備的変性無しに広範な複合組成物に用いうる。

この物質の新しい特性は、その製造方法により規定されるということに注意すべ きである。ダイヤモンド含有材料がグラファイトの衝撃荷重により得られる最も 近い先行技術とは異なり、本発明の材料は爆発物のデトネーシロン分解により得 られる。即ち、この材料は炭素の同素体の１つの形からの他の形への再結晶の生 成物ではなく、プラズマ（ガス）及び、おそらく、液体を通って特別の結晶構造 、化学組成及び化学的性質を有する固体へと炭素が凝縮した生成物である。

更に、本発明のダイヤモンド含有材料は炭素含有爆発物を負の酸素バランスで爆 破室中でデトネーションにより得られ、次の必要条件が観察される： （ａ）この室の温度は３０３〜３６３にであり、て存在する。

これら条件は次のことを保証する： （ａ）乱されていない結晶ブロック１〜１０ｎ−のサイズのダイヤモンド立方晶 相の形成、 （ｂ）ダイヤモンド様しントゲンアモルファス相の形における一定量の炭素の凝 縮、 （Ｃ）ダイヤモンド、ダイヤモンド様の整然とした規則格子及び他の高度に分散 性の炭素相（反応性外周部形生物を含０）の形成、（ｄ）合成段階において凝集 されたダイヤモンド含有炭素材料中に成る比率の非炭素（無ＩＩ）添加物が含ま れること。

プラスチング室雰囲気に０．１〜６．０体積％の量の酸素が存在することは、表 面のプロセスと炭素の容積酸化のプロセスとの複雑なマクロ連動バランスを保証 する。これは、次には、合成段階において、請求の範囲に記載されたダイヤモン ド含有材料の特定の多孔質構造の基礎を形成する。ガス化の速度は、反応生成物 の逆拡散により活性媒体で制限されることが知られている。上掲の合成条件の組 においては、上述の酸素含有量は炭素凝縮相の明確な濃度と一緒になって、炭素 の表面をかなりの程度まで塞ぐことを可能にする。酸素濃度が６体積％を超えな いことを条件に、これはそれの保存に有利である。同時に、」二連の非炭素添加 剤の触媒作用による反射衝撃波中での非ダイヤモンド炭素の酸化のトポ化学反応 が起こることが可能であって、その結果、ダイヤモンドマクロ結晶で欠陥が発生 する際、ダイヤモンド粒子の部分的黒鉛化と無定形化で、最初に整列された炭素 構造が破壊することになる。

合成雰囲気中の超分散炭素粒子のサスペンションでは、炭素粒子はダイヤモンド 粒子の結晶化の中心として働き、そしてそれらは、それらがなければ酸素含有雰 囲気での爆発の濃縮生成物の生産が城ルノテ、爆発のエネルギーを散乱させる。

サスペンションカ不安定のために、炭素の超分散条件にもかかわらず０．１５ｋ Ｂ／ｍ３より高（Ｘ濃度は得ることができない。

次に示すものは、合成の条件が得られるダイヤモンド含有材料の性質に及ぼす影 響を説明するものである。

例１ ２ｍ’の容量のプラスチング室（一般的に爆発の技術において使用される）の中 心に、雰囲気温度３０３にで、４体積％の酸素（残りは、窒素である）及び０． １ｋｇ／ｍ’の超分散炭素粒子を含む雰囲気中に、爆発性の装填材料、例えば、 電気雷管を装備した０、５ｋｇ質量のトロチル／ヘキソケン（ＲＤＸ）　６０／ ４０を設置する。この室を密閉し、そしてこの装填材料を爆発させる。１０分間 放置した後、この室を開放し、そしてこの室の壁から粉体を剥ぎ取る。次ぎにこ の粉体を、１６０＋ｗｃ＋ｍのメツシュサイズをもつ篩を通して篩分けし、ガラ ス内に入れ、そして金属の不純物を溶解するために２００ｍ　ｌの４６％塩酸と 共に沸騰させる。酸化された炭素、及び非ダイヤモンド形態の炭素を除去するた めに、上記製品を、さらに、５２３にの温度で２時間、！硝酸及び濃硫酸の混合 物により処理する。次に、この製品を、酸性のものから水性抽出液のｐＨが７に 等しくなるまで、蒸留水により洗浄し、そして４２３にの温度で、４時間、大気 中で乾燥する。この粉体の研究において、以下のデータを得る：暗灰色の粉体は 、３．１ｇ／ｃｍ”の比重壜による密度をもち、単位表面積は２８５ｍ”／ｇで ある。上記データに基づき計算された試験片の平均粒子直径は、６．６ｒｖ＋で ある。

ラジオグラフィーによる調査データにより、この製品は、２つの相：立方炭素相 （ダイヤモンド）（７５％）及びその無定形相（２５％）から成る。

コバルト放射によるその反射像（２２０）から測定された立方格子ののパラメー タは、０．３５６３ｎａ＋である。

その元素組成についての研究により、以下の結果を得た：（Ｃ）が８８．５％で あり、（Ｎ）が２．２％であり、（Ｈ）が１．１％であり、（０）が８．２％で ある。最終製品の収量（Ｙ）が上記爆発物の３．５％を含んで成り、そして爆発 濃縮製品（Ｃ）内のダイヤモンド含有量が５５．４％である。灰分の含有量（Ｚ ）が２．１％であり、気孔の容積（Ｖ、、、、）が０．７ｃｍ：ｌ／　ｇであり 、その平均直径（ｄ　、、、、）が８．４ｎｍである。

表面の酸素含有官能基の組成を、ポーラログラフイーにより測定する。キノン、 ラクトン、カルボニル、カルボキシル及び過酸化水素基を、還元電位の値により 同定する。ニトリル及びメチル基を、加熱における発生ガスの組成により同定す る。ヒドロキシル基を、赤外線スペクトロメトリーのデータから測定する。

本方法の請求の範囲に記載された範囲のパラメーターでこの方法を実施する他の 例を表１に示す（本発明による方法により調製された全ての試験片の中に、ヒド ロキシル、ラクトン、カルボニル、カルボキシル、ヒドロペルオキシド、ニトリ ル、メチル基、及ヒ結合相手のない結合をもつ表面炭素原子が見られる）。

得られた製品の性質とグラフによる比較を行うために、この表は、請求項の範囲 に記載されたものとは異る方法条件による比較例をも含む。

表１ ａ　＝０．３５６３ｎ請 無定形相２５％ ダイヤモンド相７５％ 表　１　（つづき） （Ｚ）＝０．９％ （Ｂ）＝５．１％ （Ｃ）　＝４５．３％ ａ　＝０．３５６７ｎｍ Ｃ５Ｒ−６，Ｏｎｍ Ｓ　＝２４０ｍ”／　ｇ Ｖ　ｐｏｒｔ　＝０．８５ｃｍ’／　ｇｄ、。ｒ＊＝７．８ｎｌｌ 無定形相５％ ダイヤモンド相９５％ 表　１　（つづき） （Ｎ）＝３．５％ （０）＝５．８％ （Ｚ）＝３．５％ （Ｂ）＝５．０％ （Ｃ）＝５３．４％ ａ　＝０．３５６４ｒｖ＋ Ｃ３Ｒ＝６．Ｏｎｍ Ｓ＝２４２ｍ”７ｇ ■、。ｒｅ＝０．９２ｃｍ’／　ｇ ｄ、。ｒ＊＝８．９ｎｌｌ 無定形相１２％ ダイヤモンド相８８％ 表　１　（つづき） （Ｎ）＝５．７％ （０）＝５．７％ （Ｚ）＝２．１％ （Ｂ）＝５．０％ （Ｃ）　＝４９．２％ ａ　＝０．３５６４ｔｖ Ｃ５Ｒ＝　４．６ Ｓ＝３０７ｍ”７ｇ ■ｐｏｒ＊＝０．８７ｃ＋ｓ３／　ｇ ｄ　ｐｏｒｓ＝１１．５１１１ 無定形相１８％ ダイヤモンド相８２％ 表　１　（つづき） （Ｎ）＝２．１％ （０）＝５．４％ （Ｚ）＝３．１％ （Ｂ）＝５．１％ （Ｃ）＝５０．３％ ａ　＝０．３５６４ｎ＋＊ Ｃ３Ｒ＝４．８ｎｍ Ｓ　＝３１５ｍ”／　ｇ Ｖｐｏｒ＊−０，９９Ｃ１１３／　ｇ ｄ、。１．王１１．２ｎｓ 無定形相２５％ ダイヤモンド相７５％ 表　１（つづき） （Ｎ）　＝　１．５％ （０）−３，８％ （Ｚ）−４，８％ （Ｂ）＝４．９％ （Ｃ）　＝５２．７％ ａ　＝０．３５６２ｎｍ Ｃ３Ｒ＝３．８ｎｓｉ Ｓ　＝３７８ｍ巽／ｇ ■、。ｒｅ−０，６５Ｃｍ”／　ｇ ｄｅａｒｓ−１２，３ｎｍ 無定形相２２％ ダイヤモンド相７８％ 表　１（つづき） ａ　＝０．３５６５ｎｓ Ｖ　５ｏｒｅ−０，７６ｃ＋ｓ”／　ｇｄ、。、、４．７ｎ閣 無定形相２９％ ダイヤモンド相７１％ 表　１（つづき） （Ｎ）＝２．９％ （０）＝８．０％ （Ｚ）　＝　１．２％ （Ｂ）＝５．１％ （Ｃ）＝５３．６％ ａ　＝０．３５６４ｎｍ Ｃ５Ｒ＝２．８ｎｍ Ｓ＝４２０ｍ”／ｇ Ｖ　ｗｏｒｍ　＝０．０９ｃｍ”／　ｇｄ　＊。−＝１１．６ｎｗ 無定形相３０％ ダイヤモンド相７０％ 表　１（つづき） ａ　＝０．３５６２ｎｗ ■、。ｒｓ”０．８３ｃｍ”／　ｇ ｄｐｅｒａ＝１２．４ｎｍ 無定形相２５％ ダイヤモンド相７５％ 表　１（つづき） （Ｎ）−１，８％ （０）＝７．４％ （Ｚ）　＝　１．６％ （Ｂ）＝３．９％ （Ｃ）＝３８．６％ ａ　＝０．３５６３ｎｍ Ｃ３Ｒ＝３．０ｎｅ Ｓ　＝３９８ｍ”／　ｇ ■、。ｒａ＝０．６４ｃｍ’／　ｇ ｄ、。１．干９．８ｎ霞 無定形相２５％ ダイヤモンド相７５％ 表　１　（つづき） （Ｎ）　＝　１．５％ （０）　＝　１０．３％ （Ｚ）＝２．５％ （Ｂ）＝３．１％ （Ｃ）＝２５．１％ ａ　＝０．３５６４ｎ− ＣＳＲ＝３．５ｒｖ Ｓ　＝４０８ｍ”／　ｇ Ｖｐｏｒａ”１．０ＣＩＩコ／ｇ ｄ、。−−−１１，２ｎ■ 無定形相１２％ ダイヤモンド相８８％ 表　１（つづき） （Ｎ）−１，８％ （０）−７，１％ （Ｚ）＝２．１％ （Ｂ）−３，６％ （Ｃ）＝３２．１％ ａ　＝０．３５６５ｎ■ ＣＳＲ””４．６ｎｍ Ｓ　−４２３ｍ”／　ｇ Ｖｔｏｒ＊＝０．９８ｃｍ３／　ｇ ｄ、。−−”１２．４ｎｓ 無定形相１０％ ダイヤモンド相９０％ 表　１（つづき） （Ｎ）−３，５％ （０）＝６．２％ （Ｚ）＝３．０％ （Ｂ）＝４．５％ （Ｃ）−４３，７％ ａ　＝０．３５６８ｎ鵬 Ｃ３Ｒ−５，２ｎｍ Ｓ−３５８ｍ”／ｇ Ｖ、。ｒｅ−１，０ｃｍ’／　ｇ ｄ　ｐｏｒ＊＝１１．４ｎＪ 無定形相２５％ ダイヤモンド相７５％ 表　１（つづき） （Ｎ）−２，１％ （０）＝６．７％ （Ｚ）＝２．５％ （Ｂ）−２，５％ （Ｃ）−３４，６％ ａ　＝０．３５６７ｎ− ＣＳＲ−３，９ｎｇ＊ Ｓ＝４０１ｍ茸／ｇ Ｖｐｏｒｍ−０，９５ｃｖｂ’／　ｇ ｄ、。ｒｅ　”　１０．５ｎ■ 無定形相５％ 実際には、酸素バランスが負である任意の炭素含有爆薬、例えばオクトゲン、ト リニトロトリアミン−ベンゼン、トロチル／ＲＤＸの５０１５０の混合物、及び トロチル／ＲＤＸのＴｏ／３０混合物等、及び他の同様のものを、本発明の方法 において爆薬として使用して、最終製品の性質に関して同じ結果を同じ条件下で 得ることができる。

本発明のダイヤモンド含有材料は、集成品（ａｓｓｅ■ｂｌｉｅｓ）の耐塵、− 耗性、信頼性及び寿命をかなり向上させる添加剤の形で複合材料の成分として、 そしてまた気−液クロマトグラフイー用の材料として用いることが提案される。

従って、例えば、請求の範囲に記載された材料を０．１質量％の量で潤滑油１− ４０Ａに混入すれば、滑り軸受の摩擦係数を１．５　・・・１．８のファクター まで低下させ、摩擦ペアの磨耗速度を６〜１０のファクターまで低下させること が可能になり、また、摩擦集成品の局限荷重を１．５〜７．０のファクターまで 増加させ、そしてこのような添加剤を含有しない潤滑油に比較して摩擦領域の容 積温度を低下させるのを可能にする。

本発明による材料を万能クロム電解液に８〜１５ｇ／ｌの濃度で入れ、３２３〜 ３２８にの浴温度及び４０〜６０Ａ／ｄｍ”の電流密度でクロムの析出を行えば 、材料加工用工具に次に掲げる能率で特徴づけられるクロムコーティングが施さ れる。

表２ 工具　耐久性の増加（時間） （本発明の材料に基づくコー ティングのない工具及び機 械部品の比較） 金属の冷間引抜用ダイ　２・・・５ 粉末冶金用プレス工具　ｌＯ グイ工具　１．５・・・４．０ 歯科用ドリル　８・・・１２ ガラス繊維強化プラスチック用刃物　３・・・１０軸、機械及び機構大歯車　２ ・・・３ 工具の耐久性の値の特別の増加は、加工処理される材料の性質と加工処理の条件 とに依存している。

本発明の材料はクロマトグラフィーで使用することもできる。

超分散性ダイヤモンドを製造する方法は商業規模で実施される。

手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 ＰＣＴ／ＲＵ９２１０　Ｏ２２５ ２、発明の名称 人造ダイヤモンド含有材料及びその製造方法３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ナウチノーブロイズボドストベンノエオビエディネニエ　“アルタイ” ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号６、補正の対象 明細書、請求の範囲及び要約書の翻訳文７、補正の内容 明細書、請求の範囲及び要約書の翻訳文の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 明細書、請求の範囲及び 要約書の翻訳文　各１通 フロントページの続き （７２）発明者　ペトロフ、エフゲニイ　アナトリエビチロシア共和国、　６５ ９３０２．アルタイスキ　クライ、ビイスク、ウリツア　プリビトコバ、デー、 ２／１．クバルチーラ　８ （７２）発明者　サコビチ、ゲンナディ　ビクロトビチロシア共和国、　６５９ ３２２．アルタイスキ　クライ、ビイスク、ウリツア　ラデイスチェバ、デー、 　２／２．クバルチーラ　３５（７２）発明者　コマロフ、ピタリイ　フェドロ ビチロシア共和国、　６５９３２２．アルタイスキ　クライ、ビイスク、ウリツ ァ　ラディスチェバ、デー、　２／２．クバルチーラ　２１（７２）発明者　ク リモフ、アナトリイ　バレンティノビチロシア共和国、　６５９３０２．アルタ イスキ　クライ、ビイスク、ウリツア　プリビトコバ、デー、　２／１．クバル チーラ　６（７２）発明者　コシレフ、ニコライ　フラディミロビチロシア共和 国、　６５９３０２．アルタイスキ　クライ、ビイスク、ウリツァ　プリビトコ バ、デー、２．クバルチーラ　１５２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．丸いまたは不規則な形の粒子の結合体からなり、粒子の平均直径が０．１ｍ ｃｍを超えず、材料表面部分が官能基を含み、一元素組成（質量％） 炭素　７５〜９０ 水素　０．６〜１．５ 窒素　０．６〜４．５ 酸素　残部 −相組成（質置％） レントゲンアモルファスダイヤモンド様相　１０〜３０立方変態ダイヤモンド　 残部 −多孔質構造 を特徴とし、 材料表面の１０〜２０％が２種のメチル、ニトリル、ヒドロキシル基と、および 一般式Ｏ＝Ｒ（ここで、Ｒは＝ＣＯＨ、＝ＣＯＯＨ、＝ＣＯ、＝Ｃ６Ｈ４Ｏまた はそれらのいずれかの組み合わせである）のオキシカルボキシル官能基であり、 材料表面の１〜２％が炭素原子により未補整結合と連結されている、人造ダイヤ モンド含有材料。
2. ２．細孔容積が０．６〜１．０であり、細孔直径が７．５〜１２．５ｎｍである ことを特徴とする、請求項１記載の人造ダイヤモンド含有材料。
3. ３．結晶格子パラメーターが０．３５６２±０．０００４ｎｍであることを特徴 とする、請求項１記載の人造ダイヤモンド含有材料。
4. ４．負の酸素バランスを与える炭素含有爆発物を閉じた空間内で爆発させること により、請求項１〜３のいずれかに記載の人造ダイヤモンド含有材料を製造する ための方法であって、爆発物または爆発物混合物の爆発が、炭素に不活性であり 、０．１〜６．０容量％の酸素を含むガス雰囲気中、３０３〜３６３Ｋの温度に おいて、０．０１〜０．１５ｋｇ／ｍ３の濃度の超分散炭素相の存在下に行われ ることを特徴とする方法。