JPS60171294A - 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 - Google Patents
人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法Info
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- JPS60171294A JPS60171294A JP59024863A JP2486384A JPS60171294A JP S60171294 A JPS60171294 A JP S60171294A JP 59024863 A JP59024863 A JP 59024863A JP 2486384 A JP2486384 A JP 2486384A JP S60171294 A JPS60171294 A JP S60171294A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor deposition
- diamond
- base body
- arc discharge
- artificial diamond
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/04—Diamond
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
この発明は速い蒸着速度で人工ダイヤモンドを蒸着生成
する方法に関するものである。
する方法に関するものである。
従来、人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法としては、
（ａ） 高周波によるプラズマ放電を利用する方法（例
えば特開昭５８−１３５１１７号公報参照〕。
えば特開昭５８−１３５１１７号公報参照〕。
（ｂ） 熱電子放射体全利用する方法（例えば特開昭５
８−９１１００号公報参照）、 （Ｃ） マイクロ波によるプラズマ放電全利用する方法
（例えば特開昭５８−１１０４９４号公報参照）、など
の方法が知られている。
８−９１１００号公報参照）、 （Ｃ） マイクロ波によるプラズマ放電全利用する方法
（例えば特開昭５８−１１０４９４号公報参照）、など
の方法が知られている。
この発明は、上記の従来人工ダイヤモンドの蒸着生成方
法に比して一段と速い蒸着速度で人工ダイヤモンドを生
成する新規な方法を提供するもので、圧力ニ〇、１〜３
００ｔＯｒｒの水素雰囲気中で、炭素電極間にアーク放
電を発生させ、こ′のアーク放電によって生成した炭素
質を５００〜１２００℃の温度に加熱した基体表面に蒸
着させて人工ダイヤモンド全生成する方法に特徴金有す
るものである。
法に比して一段と速い蒸着速度で人工ダイヤモンドを生
成する新規な方法を提供するもので、圧力ニ〇、１〜３
００ｔＯｒｒの水素雰囲気中で、炭素電極間にアーク放
電を発生させ、こ′のアーク放電によって生成した炭素
質を５００〜１２００℃の温度に加熱した基体表面に蒸
着させて人工ダイヤモンド全生成する方法に特徴金有す
るものである。
この発明の方法において、水素雰囲気圧力を０、１〜３
００ ｔｏｒｒに限定したのは、その圧力が０．１ｔｏ
ｒｒ未満では基体上にグラファイト相が析出するのを避
けることができず、一方、その圧力が３００ｔｏｒｒ
’２越えると、ダイヤモンドの蒸着生成速度が急激に低
下するようになるという理由からであり。
００ ｔｏｒｒに限定したのは、その圧力が０．１ｔｏ
ｒｒ未満では基体上にグラファイト相が析出するのを避
けることができず、一方、その圧力が３００ｔｏｒｒ
’２越えると、ダイヤモンドの蒸着生成速度が急激に低
下するようになるという理由からであり。
また基体温度を５００〜１２００℃に限定したのは、基
体温度が５００℃未満でも、１２００℃を越えてもグラ
ファイト相が析出するようになり、かつ１２００℃を越
えた場合にはさらにアモルファス相の析出も見られ、完
全なダイヤモンド葡生成することかで＠ないという理由
にもとづくものである。
体温度が５００℃未満でも、１２００℃を越えてもグラ
ファイト相が析出するようになり、かつ１２００℃を越
えた場合にはさらにアモルファス相の析出も見られ、完
全なダイヤモンド葡生成することかで＠ないという理由
にもとづくものである。
つぎに、この発明の方法を実施例により図面を参照しな
がら具体的に説明する。
がら具体的に説明する。
実施例 ｌ
実施に際して、第１図に概略断面図で示される装置を使
用した。この実施装置は１図示されるように、一方側側
壁に水素ガス導入口２を有し、他４が装着され、また、
この反応容器１の水素ガス導入口２側の周壁全通して上
下２方向から直径＝１０論の２本の炭素電極５．５が挿
着され、この炭素電極５，５に相互にスライド可能で、
それぞれの先端部が接触可能に取付けられており、さら
に前記反応容器１における基体装着部の周壁部分には基
体加熱用ヒーター６が周回配置された構造をもつもので
ある。
用した。この実施装置は１図示されるように、一方側側
壁に水素ガス導入口２を有し、他４が装着され、また、
この反応容器１の水素ガス導入口２側の周壁全通して上
下２方向から直径＝１０論の２本の炭素電極５．５が挿
着され、この炭素電極５，５に相互にスライド可能で、
それぞれの先端部が接触可能に取付けられており、さら
に前記反応容器１における基体装着部の周壁部分には基
体加熱用ヒーター６が周回配置された構造をもつもので
ある。
いま、この実施装置を用い、まず、反応容器１反応容器
ｌ内の雰囲気圧力ｆ Ｑ、 ５ ｔｏｒｒに保持し、一
方基体４をヒーター６により６００℃に加熱した状態で
、炭素電極５，５の先端部同志を接触させ、これにＩＯ
Ａの電流を流しながら、゛電極相互の先端部を離してア
ーク放電を発生させ、この状態を４時間持続することに
より前記基体４の表面に人工ダイヤモンドを生成させた
。
ｌ内の雰囲気圧力ｆ Ｑ、 ５ ｔｏｒｒに保持し、一
方基体４をヒーター６により６００℃に加熱した状態で
、炭素電極５，５の先端部同志を接触させ、これにＩＯ
Ａの電流を流しながら、゛電極相互の先端部を離してア
ーク放電を発生させ、この状態を４時間持続することに
より前記基体４の表面に人工ダイヤモンドを生成させた
。
この結果、基体表面には層厚：４μｍの人工ダイヤモン
ドが形成されたが、この場合のダイヤモンド生成速度は
、上記の従来人工ダイヤモンド生成方法における同規模
の装置音用いた場合に比して、層厚で約２倍の速さであ
った。
ドが形成されたが、この場合のダイヤモンド生成速度は
、上記の従来人工ダイヤモンド生成方法における同規模
の装置音用いた場合に比して、層厚で約２倍の速さであ
った。
また、この結果得られた人工ダイヤモンドは。
天然ダイヤモンドと同等のマイクロビッカース硬さで７
０００以上の硬さを示し、かつＸ線回折でもダイヤモン
ドであることが確認された。
０００以上の硬さを示し、かつＸ線回折でもダイヤモン
ドであることが確認された。
実施例 ２
実施に際して、第２図に概略断面図で示される装置を使
用した。この実施装置は、図示されるように、一方側側
壁に水素ガス導入口２を有し、他方側側壁に排気口３を
有する石英製反応容器１内の中央部に、ヒーター６全内
蔵した合板によって反応容器１の水素ガス導入口側には
、反応容器ｌの外径よりも大きい外径を有し、かつ中心
部には直径：２０胡φの中心孔を有する円板状の固定炭
素電極５ｂが反応容器１と同心に装着され、さらに、反
応容器１の前記一方側側壁の中心部には、先端に外径＝
２４■φＸ厚さ：１０咽のフランジ部を有する可動炭素
電極５ａが同じく反応容器１と同心に貫通装着された構
造を有し、したがって−１固定炭素電極５ｂの中心孔寄
り部分と、可動炭素゛４極５ａの外周寄り部分とが４晒
幅に亘って接触するようになっている。
用した。この実施装置は、図示されるように、一方側側
壁に水素ガス導入口２を有し、他方側側壁に排気口３を
有する石英製反応容器１内の中央部に、ヒーター６全内
蔵した合板によって反応容器１の水素ガス導入口側には
、反応容器ｌの外径よりも大きい外径を有し、かつ中心
部には直径：２０胡φの中心孔を有する円板状の固定炭
素電極５ｂが反応容器１と同心に装着され、さらに、反
応容器１の前記一方側側壁の中心部には、先端に外径＝
２４■φＸ厚さ：１０咽のフランジ部を有する可動炭素
電極５ａが同じく反応容器１と同心に貫通装着された構
造を有し、したがって−１固定炭素電極５ｂの中心孔寄
り部分と、可動炭素゛４極５ａの外周寄り部分とが４晒
幅に亘って接触するようになっている。
上記の構造の実施装置を用い、まず、反応容器ｌ内を排
気してＩ Ｘ １０−５ｔｏｒｒの真空とした後、水素
ガス導入口２から水素’ｒ １００ ｃｃ／ｍｉｎの割
合で流して、反応容器ｌ内の雰囲気圧力ｆ １００ｔｏ
ｒｒに保持し、一方基体４をヒーター６により８００℃
の温度に加熱した状態で、可動炭素電極５ａｉ固定炭素
電極５ｂに接触させ、これに５ＯＡの電流全流しながら
、可動炭素電極５ａを固定炭素電極５ｂから離してアー
ク放電を起させ、この状態全１時間保持することによシ
前記基体４の表面に人工ダイヤモンド全生成させた。
気してＩ Ｘ １０−５ｔｏｒｒの真空とした後、水素
ガス導入口２から水素’ｒ １００ ｃｃ／ｍｉｎの割
合で流して、反応容器ｌ内の雰囲気圧力ｆ １００ｔｏ
ｒｒに保持し、一方基体４をヒーター６により８００℃
の温度に加熱した状態で、可動炭素電極５ａｉ固定炭素
電極５ｂに接触させ、これに５ＯＡの電流全流しながら
、可動炭素電極５ａを固定炭素電極５ｂから離してアー
ク放電を起させ、この状態全１時間保持することによシ
前記基体４の表面に人工ダイヤモンド全生成させた。
この結果、基体表面には層厚：２μｍの人工ダイヤモン
ドが形成されたが、この場合も上記の従来人工ダイヤモ
ンド生成方法による同規模の装置を用いた場合に比して
１層厚で約４倍の速い生成速度を示した。
ドが形成されたが、この場合も上記の従来人工ダイヤモ
ンド生成方法による同規模の装置を用いた場合に比して
１層厚で約４倍の速い生成速度を示した。
また、この結果得られた人工ダイヤモンドも。
マイクロビッカース硬さで７０００以上を示し。
かつＸ線回折でも天然ダイヤモンドと同じ波形を示した
。
。
上述のように、この発明の方法によれば、人工ダイヤモ
ンドを従来人工ダイヤモンド生成方法に比して一段と速
い蒸着速度で生成することができるのである。
ンドを従来人工ダイヤモンド生成方法に比して一段と速
い蒸着速度で生成することができるのである。
第１図および第２図はこの発明の実施装置を示す概略断
面図である。図面において、 １・・・反応容器、 ２・・・水素ガス導入口、３・・
・排気口、 ４・・・基体。 ５．５＆、５ｂ・・・炭素電極、 ６・・・ヒーター。 出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 １）和 夫 外１名 年１図 遂２図
面図である。図面において、 １・・・反応容器、 ２・・・水素ガス導入口、３・・
・排気口、 ４・・・基体。 ５．５＆、５ｂ・・・炭素電極、 ６・・・ヒーター。 出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 １）和 夫 外１名 年１図 遂２図
Claims (1)
- 圧力ニ０，１〜３００ｔｏｒｒの水素雰囲気中で、炭素
電極間にアーク放電全発生させ、このアーク放電によっ
て生成した炭素質を５００〜１２００℃の温度に加熱さ
れた基体表面に蒸着させること全特徴とする人工ダイヤ
モンドを蒸着生成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024863A JPS60171294A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024863A JPS60171294A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60171294A true JPS60171294A (ja) | 1985-09-04 |
| JPS6358798B2 JPS6358798B2 (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=12150051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59024863A Granted JPS60171294A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 人工ダイヤモンドを蒸着生成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60171294A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0238085A2 (en) * | 1986-03-20 | 1987-09-23 | The Perkin-Elmer Corporation | Improved diamond-like carbon films and process for production thereof |
| JPS63176399A (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-20 | Nippon Soken Inc | ダイヤモンド膜の製造方法 |
| US4915977A (en) * | 1987-02-26 | 1990-04-10 | Nissin Electric Co., Ltd. | Method of forming a diamond film |
| US4961958A (en) * | 1989-06-30 | 1990-10-09 | The Regents Of The Univ. Of Calif. | Process for making diamond, and doped diamond films at low temperature |
| US5368897A (en) * | 1987-04-03 | 1994-11-29 | Fujitsu Limited | Method for arc discharge plasma vapor deposition of diamond |
| CN113818004A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-21 | 吉林大学 | 一种用于金刚石的生长装置及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994593A (ja) * | 1972-10-28 | 1974-09-07 |
-
1984
- 1984-02-13 JP JP59024863A patent/JPS60171294A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994593A (ja) * | 1972-10-28 | 1974-09-07 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0238085A2 (en) * | 1986-03-20 | 1987-09-23 | The Perkin-Elmer Corporation | Improved diamond-like carbon films and process for production thereof |
| JPS63176399A (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-20 | Nippon Soken Inc | ダイヤモンド膜の製造方法 |
| JPH0569800B2 (ja) * | 1987-01-13 | 1993-10-01 | Nippon Soken | |
| US4915977A (en) * | 1987-02-26 | 1990-04-10 | Nissin Electric Co., Ltd. | Method of forming a diamond film |
| US5368897A (en) * | 1987-04-03 | 1994-11-29 | Fujitsu Limited | Method for arc discharge plasma vapor deposition of diamond |
| US5403399A (en) * | 1987-04-03 | 1995-04-04 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for vapor deposition of diamond |
| US4961958A (en) * | 1989-06-30 | 1990-10-09 | The Regents Of The Univ. Of Calif. | Process for making diamond, and doped diamond films at low temperature |
| CN113818004A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-21 | 吉林大学 | 一种用于金刚石的生长装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6358798B2 (ja) | 1988-11-16 |
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