JPH0764675B2 - ダイヤモンド合成方法 - Google Patents
ダイヤモンド合成方法Info
- Publication number
- JPH0764675B2 JPH0764675B2 JP12191986A JP12191986A JPH0764675B2 JP H0764675 B2 JPH0764675 B2 JP H0764675B2 JP 12191986 A JP12191986 A JP 12191986A JP 12191986 A JP12191986 A JP 12191986A JP H0764675 B2 JPH0764675 B2 JP H0764675B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、化学気相成長法によるダイヤモンド合成方法
に関するものである。
に関するものである。
本発明は、化学気相成長法によるダイヤモンド合成方法
において、金属又はセラミック等より成る基材の上に光
電子放出の性質がある金属や非金属をコーティングする
か又はその金属や非金属の粒子を付着させることによ
り、その上にダイヤモンド合成膜を生じ易くしたもので
ある。
において、金属又はセラミック等より成る基材の上に光
電子放出の性質がある金属や非金属をコーティングする
か又はその金属や非金属の粒子を付着させることによ
り、その上にダイヤモンド合成膜を生じ易くしたもので
ある。
従来、化学気相成長法によるダイヤモンド合成法及びそ
の装置について、種々のものが提案されている。原料と
して、炭化水素と水素の混合ガス或いはメチル基を含む
有機化合物（ガス化するか又は液のまま）と水素の混合
物或いはこれらにアルゴン等の不活性ガスを少量加えた
ものを使用し、分解エネルギーとして熱のほかに電子線
や光又はプラズマ等を用いるものが知られている。
の装置について、種々のものが提案されている。原料と
して、炭化水素と水素の混合ガス或いはメチル基を含む
有機化合物（ガス化するか又は液のまま）と水素の混合
物或いはこれらにアルゴン等の不活性ガスを少量加えた
ものを使用し、分解エネルギーとして熱のほかに電子線
や光又はプラズマ等を用いるものが知られている。
第２図は、熱分解のみによるダイヤモンド合成装置の従
来例を示す系統図である。この図において、（１）は炭
化水素及び水素又は有機化合物及び水素などの反応ガス
供給装置、（２）は加熱炉、（３）は基材支持台、
（４）は反応管、（５）は基材、（６）はタングステン
・フィラメント、（７）は排気装置、（８）は排気口、
（９），（10），（11），（12）はコックを示す。
来例を示す系統図である。この図において、（１）は炭
化水素及び水素又は有機化合物及び水素などの反応ガス
供給装置、（２）は加熱炉、（３）は基材支持台、
（４）は反応管、（５）は基材、（６）はタングステン
・フィラメント、（７）は排気装置、（８）は排気口、
（９），（10），（11），（12）はコックを示す。
まず、反応管（４）内の基材支持台（３）に基材（５）
を載置した後、排気装置（７）で反応管（４）内の空気
を排気する。次に、コック（10），（11），（12）で混
合ガスの濃度及び流量を調整してこれを反応管（４）内
に導入し、コック（９）で反応管（４）内を所定の圧力
に保持する。混合ガスは反応管（４）の上部から導入さ
れ、基材支持台（３）の近傍に配置されたタングステン
・フィラメント（６）を通過して基材（５）の表面に供
給される。加熱炉（２）及びタングステン・フィラメン
ト（６）をそれぞれ所定の温度まで加熱すると、基材
（５）の表面に膜状ダイヤモンドが析出される。この場
合、反応管（４）内の圧力は真空に限らず常圧とするこ
ともできるが、基材（５）の温度は約500〜900℃、タン
グステン・フィラメント（６）の温度は約2000〜2300℃
とする必要がある。
を載置した後、排気装置（７）で反応管（４）内の空気
を排気する。次に、コック（10），（11），（12）で混
合ガスの濃度及び流量を調整してこれを反応管（４）内
に導入し、コック（９）で反応管（４）内を所定の圧力
に保持する。混合ガスは反応管（４）の上部から導入さ
れ、基材支持台（３）の近傍に配置されたタングステン
・フィラメント（６）を通過して基材（５）の表面に供
給される。加熱炉（２）及びタングステン・フィラメン
ト（６）をそれぞれ所定の温度まで加熱すると、基材
（５）の表面に膜状ダイヤモンドが析出される。この場
合、反応管（４）内の圧力は真空に限らず常圧とするこ
ともできるが、基材（５）の温度は約500〜900℃、タン
グステン・フィラメント（６）の温度は約2000〜2300℃
とする必要がある。
第３図は、光分解によるダイヤモンド合成装置の従来例
の要部を示す略図である。この図において、第２図と対
応する部分には同じ符号を付してあり、（14）は光源、
（15）は透光窓を示す。
の要部を示す略図である。この図において、第２図と対
応する部分には同じ符号を付してあり、（14）は光源、
（15）は透光窓を示す。
上述のような従来のダイヤモンド合成装置は、いずれも
平板状の基材の表面に一様な膜状のダイヤモンドを析出
させるものであり、ドリルやバイト等の耐摩耗性工具そ
の他の物品の表面にダイヤモンド膜を被覆させるには不
向きであった。
平板状の基材の表面に一様な膜状のダイヤモンドを析出
させるものであり、ドリルやバイト等の耐摩耗性工具そ
の他の物品の表面にダイヤモンド膜を被覆させるには不
向きであった。
本発明は、金属又はセラミック等より成る基材の上に光
電子放出の性質がある金属や非金属をコーティングする
か又はその金属や非金属の粒子を付着させた後、基材を
加熱しながら光電子放出が起こり得る程度に光を照射し
て反応ガスを分解することにより、上記の問題点を解決
した。
電子放出の性質がある金属や非金属をコーティングする
か又はその金属や非金属の粒子を付着させた後、基材を
加熱しながら光電子放出が起こり得る程度に光を照射し
て反応ガスを分解することにより、上記の問題点を解決
した。
上記の手段を講ずると、光を照射することにより基材の
表面からダイヤモンドの合成に寄与する光電子が放出さ
れるので、容易に基材表面を被うダイヤモンド膜が析出
される。
表面からダイヤモンドの合成に寄与する光電子が放出さ
れるので、容易に基材表面を被うダイヤモンド膜が析出
される。
第１図は、本発明に使用しうる装置の例を示す要部の略
断面図である。この図において、第２図及び第３図と対
応する部分には同一又は類似の符号を付してある。
断面図である。この図において、第２図及び第３図と対
応する部分には同一又は類似の符号を付してある。
第１図において、（２′）は基材（５′）を加熱するた
めのヒーターを示す。物品である基材（５′）は、この
実施例ではバイト（カッターの歯）である。基材支持台
（３）は、複数の基材（５′）を立てるための穴を有す
る。図では、基材（５′）を３個のみ示したが、もっと
多数でもよいことは勿論である。基材（５′）の表面は
予め光電子放出の性質がある金属や非金属の層又は粒子
で被われている。すなわち、前の工程でコーティングを
するか又は粒子を付着させてある。
めのヒーターを示す。物品である基材（５′）は、この
実施例ではバイト（カッターの歯）である。基材支持台
（３）は、複数の基材（５′）を立てるための穴を有す
る。図では、基材（５′）を３個のみ示したが、もっと
多数でもよいことは勿論である。基材（５′）の表面は
予め光電子放出の性質がある金属や非金属の層又は粒子
で被われている。すなわち、前の工程でコーティングを
するか又は粒子を付着させてある。
反応ガスを反応容器としての反応室（４）内に上方より
導入し、基材（５′）を加熱しながら光電子放出が起こ
り得る程度に光を照射する。光源（14）の波長は、光電
子放出金属や非金属の種類によって適当に選定する必要
がある。光電子放出金属や非金属としては、セシウム、
バリウム、ルビジウム、カリウム、ナトリウム、リチウ
ム、亜鉛、ニッケル、白金、シリコンカーバイド、酸化
マグネシウムなどが挙げられる。光源（14）からの光
は、上方より基材（５′）を照射する場合、基材
（５′）の下部には余り当たらないが、最も耐摩耗性を
必要とするバイトの先端には十分に光が照射される。ま
た、光源（14）を反応室（４）の側方にも設ければ更に
よく、この場合、基材支持台（３）を水平方向に回転さ
せるようにしてもよい。
導入し、基材（５′）を加熱しながら光電子放出が起こ
り得る程度に光を照射する。光源（14）の波長は、光電
子放出金属や非金属の種類によって適当に選定する必要
がある。光電子放出金属や非金属としては、セシウム、
バリウム、ルビジウム、カリウム、ナトリウム、リチウ
ム、亜鉛、ニッケル、白金、シリコンカーバイド、酸化
マグネシウムなどが挙げられる。光源（14）からの光
は、上方より基材（５′）を照射する場合、基材
（５′）の下部には余り当たらないが、最も耐摩耗性を
必要とするバイトの先端には十分に光が照射される。ま
た、光源（14）を反応室（４）の側方にも設ければ更に
よく、この場合、基材支持台（３）を水平方向に回転さ
せるようにしてもよい。
（実施例１） 反応ガスにアセトンと水素の混合ガスを使用し、基材に
白金めっきを施して基材温度を400〜500℃に保ちなが
ら、波長が185nmの紫外線（有効な波長の範囲は157nm〜
387nmである。）を照射したところ、それぞれ30分、60
分、90分及び150分後に厚さ５μｍ、９μｍ、12μｍ及
び31μｍのダイヤモンド膜が生成された。
白金めっきを施して基材温度を400〜500℃に保ちなが
ら、波長が185nmの紫外線（有効な波長の範囲は157nm〜
387nmである。）を照射したところ、それぞれ30分、60
分、90分及び150分後に厚さ５μｍ、９μｍ、12μｍ及
び31μｍのダイヤモンド膜が生成された。
（実施例２） 反応ガスにアセトンと水素の混合ガスを使用し、基材に
亜鉛めっきを施して基材温度を150℃に保ちながら、波
長が185nmの紫外線（有効な波長の範囲は157nm〜387n
m）を照射したところ、それぞれ30分、60分、90分及び1
50分後に厚さ２μｍ、６μｍ、９μｍ及び15μｍのダイ
ヤモンド膜が生成された。
亜鉛めっきを施して基材温度を150℃に保ちながら、波
長が185nmの紫外線（有効な波長の範囲は157nm〜387n
m）を照射したところ、それぞれ30分、60分、90分及び1
50分後に厚さ２μｍ、６μｍ、９μｍ及び15μｍのダイ
ヤモンド膜が生成された。
（実施例３） 反応ガスにアセトンと水素の混合ガスを使用し、基材に
ニッケルめっきを施して基材温度を400〜500℃に保ちな
がら、波長が185nmの紫外線（有効な波長の範囲は157nm
〜387nm）を照射したところ、それぞれ30分、60分、90
分及び150分後に厚さ５μｍ、９μｍ、11μｍ及び27μ
ｍのダイヤモンド膜が生成された。
ニッケルめっきを施して基材温度を400〜500℃に保ちな
がら、波長が185nmの紫外線（有効な波長の範囲は157nm
〜387nm）を照射したところ、それぞれ30分、60分、90
分及び150分後に厚さ５μｍ、９μｍ、11μｍ及び27μ
ｍのダイヤモンド膜が生成された。
以上説明したとおり、本発明によれば、さほど加熱温度
を高くすることなく物品の表面を被覆するダイヤモンド
膜を容易に作ることができる。
を高くすることなく物品の表面を被覆するダイヤモンド
膜を容易に作ることができる。
第１図は本発明に使用しうる装置の例の要部を示す略断
面図、第２図は熱分解による従来のダイヤモンド合成装
置の例を示す系統図、第３図は光分解による従来のダイ
ヤモンド合成装置の例の要部を示す略断面図である。 （２′）……基材加熱用ヒーター、（４）……反応室
（反応容器）、（５′）……表面が光電子放出金属や非
金属の層又は粒子で被われた基材、（14）……光源、
（15）……透光窓
面図、第２図は熱分解による従来のダイヤモンド合成装
置の例を示す系統図、第３図は光分解による従来のダイ
ヤモンド合成装置の例の要部を示す略断面図である。 （２′）……基材加熱用ヒーター、（４）……反応室
（反応容器）、（５′）……表面が光電子放出金属や非
金属の層又は粒子で被われた基材、（14）……光源、
（15）……透光窓
Claims (1)
- 【請求項１】基材の表面を光電子放出の性質がある金属
や非金属の層又は粒子で被う工程と、 上記基材を入れた反応容器内で該基材を加熱しながら光
電子放出が起こり得る程度に光を照射して反応ガスを分
解し、上記基材表面にダイヤモンドを析出させる工程と
を有する化学気相成長法によるダイヤモンド合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12191986A JPH0764675B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | ダイヤモンド合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12191986A JPH0764675B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | ダイヤモンド合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278195A JPS62278195A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0764675B2 true JPH0764675B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=14823159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12191986A Expired - Lifetime JPH0764675B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | ダイヤモンド合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764675B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3107683B2 (ja) * | 1993-08-12 | 2000-11-13 | 富士通株式会社 | ダイヤモンドの気相合成方法 |
| CN102304697B (zh) * | 2011-09-26 | 2013-06-12 | 中国科学院微电子研究所 | 一种金刚石的制备方法 |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP12191986A patent/JPH0764675B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62278195A (ja) | 1987-12-03 |
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