JPS6018744A - 工具用ダイヤモンドの非破壊強度試験方法 - Google Patents
工具用ダイヤモンドの非破壊強度試験方法Info
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- JPS6018744A JPS6018744A JP58126776A JP12677683A JPS6018744A JP S6018744 A JPS6018744 A JP S6018744A JP 58126776 A JP58126776 A JP 58126776A JP 12677683 A JP12677683 A JP 12677683A JP S6018744 A JPS6018744 A JP S6018744A
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- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は工具用ダイヤモンドの非破壊強度試験方法に係
わる。
わる。
〔単結晶ダイヤモンド工具における問題点〕超精密切削
加工に用いられる単結晶ダイヤモンド工具の切削性能お
よび寿命には、工具によって大きなばらつきがあり、安
定した切削加工の実るが、これらはいずれもダイヤモン
ドの微小破壊強度に依存しており、個々の原石による強
度の違いが工具性能のばらつきを支配していると考えら
れる。
加工に用いられる単結晶ダイヤモンド工具の切削性能お
よび寿命には、工具によって大きなばらつきがあり、安
定した切削加工の実るが、これらはいずれもダイヤモン
ドの微小破壊強度に依存しており、個々の原石による強
度の違いが工具性能のばらつきを支配していると考えら
れる。
微小破壊強度はダイヤモンド中に含まれている伺らかの
欠陥によって決定されるので、これらの欠陥にもとすく
物理的性質を利用すれば、強度を予測できる可能性があ
る。
欠陥によって決定されるので、これらの欠陥にもとすく
物理的性質を利用すれば、強度を予測できる可能性があ
る。
従来、ダイヤモンド工具用ダイヤモンドは天然原石の段
階で、色、形、スポット、内在クラック等もっばら外観
的な諸特質から良否を判断するだけであって、天然原石
の個体差等全十分につかめず、これを工具とした場合、
前述のように、個々の間に犬き彦ばらつきを生じさせて
いるのである。
階で、色、形、スポット、内在クラック等もっばら外観
的な諸特質から良否を判断するだけであって、天然原石
の個体差等全十分につかめず、これを工具とした場合、
前述のように、個々の間に犬き彦ばらつきを生じさせて
いるのである。
ダイヤモンドの破壊強度を測定する方法として、ダイヤ
モンドの微小球圧子音用いたＨｅｒｔｚ強度試験法が知
られている。この試験法で、先端半径５μｍのダイヤモ
ンド圧子を試料平面に押しつけてゆき、破壊が生じた時
の接触面平均圧力Ｐｏヲ求める方向で、個々の試料につ
いて測定すれば、この方法は試別の表面状態の影響がす
くなく、測定結果には個々の試別の個体差が表われるの
で、これによれば、ダイヤモンドの破壊強度を知ること
ができるが、この試験を実施するためには、特別な形状
の試ｆ！−１の準備が必要となり、多量の個々のダイヤ
モンドを対象として適用する測定法としてはなじま彦い
ものがある。
モンドの微小球圧子音用いたＨｅｒｔｚ強度試験法が知
られている。この試験法で、先端半径５μｍのダイヤモ
ンド圧子を試料平面に押しつけてゆき、破壊が生じた時
の接触面平均圧力Ｐｏヲ求める方向で、個々の試料につ
いて測定すれば、この方法は試別の表面状態の影響がす
くなく、測定結果には個々の試別の個体差が表われるの
で、これによれば、ダイヤモンドの破壊強度を知ること
ができるが、この試験を実施するためには、特別な形状
の試ｆ！−１の準備が必要となり、多量の個々のダイヤ
モンドを対象として適用する測定法としてはなじま彦い
ものがある。
ダイヤモンドの微小破壊強度は原石に内在する微小欠陥
に左右されるものと考えられ、従って欠陥に起因する何
らかの物理的性質と相関があることが予想され、不純物
による結晶構造の変化を知ることのできる赤外線吸収ス
ペクトルをダイヤモンドについて測定し、吸収係数と前
記５μｍ半径のダイヤモンド圧子による破壊強度との関
係をみた。この結果、波長７．８μｍの吸収係数と破壊
強度値に相関があることを明らかにした。
に左右されるものと考えられ、従って欠陥に起因する何
らかの物理的性質と相関があることが予想され、不純物
による結晶構造の変化を知ることのできる赤外線吸収ス
ペクトルをダイヤモンドについて測定し、吸収係数と前
記５μｍ半径のダイヤモンド圧子による破壊強度との関
係をみた。この結果、波長７．８μｍの吸収係数と破壊
強度値に相関があることを明らかにした。
第１図はこの結果を示すものであり、縦軸に破壊強度を
とり、横軸に波長７．３μ７１１の赤外光の吸収係数を
とっている。またＱＮ、ＲＮ、ＰＮ、ＤＮ、ＣＮ等とあ
るのはサンプル記号を示したものであり、Ｐｏは接触面
平均圧力、（ａは接触円周上で試料表面に働く最大引張
応力である。
とり、横軸に波長７．３μ７１１の赤外光の吸収係数を
とっている。またＱＮ、ＲＮ、ＰＮ、ＤＮ、ＣＮ等とあ
るのはサンプル記号を示したものであり、Ｐｏは接触面
平均圧力、（ａは接触円周上で試料表面に働く最大引張
応力である。
このグラフより明らかなように、吸収係数が小さい程、
破壊強度は高く、吸収係数が大きい程破壊強度は低く、
吸収係数と破壊強度との間には反比例的な関係があるこ
とが確認されている。
破壊強度は高く、吸収係数が大きい程破壊強度は低く、
吸収係数と破壊強度との間には反比例的な関係があるこ
とが確認されている。
またダイヤモンド単位体積中に含まれるプレートレット
と呼ばれる微小欠陥の面積が大きい程、７．３μｍの赤
外吸収係数が大きくなることも知られている。
と呼ばれる微小欠陥の面積が大きい程、７．３μｍの赤
外吸収係数が大きくなることも知られている。
したがって、ダイヤモンドにおける波長７．３μｍの赤
外光の吸収係数を測定によってめれば、第１図グラフよ
りダイヤモンドの破壊強度をめることができるが、赤外
光吸収は通常の測定装置を用いる限シ、平行窓を備え、
赤外光が透過する厚さにまで試料を研摩仕上する必要が
ある。しかしこれは試別の研摩といった準備が必要な点
で多量のダイヤモンドを対象として適用する測定法とし
てはなし寸ないものである。
外光の吸収係数を測定によってめれば、第１図グラフよ
りダイヤモンドの破壊強度をめることができるが、赤外
光吸収は通常の測定装置を用いる限シ、平行窓を備え、
赤外光が透過する厚さにまで試料を研摩仕上する必要が
ある。しかしこれは試別の研摩といった準備が必要な点
で多量のダイヤモンドを対象として適用する測定法とし
てはなし寸ないものである。
しかし、ダイヤモンド原石に赤外領域での光を投射した
場合、光は結晶中の原子の格子振動と相互作用があるの
で、結晶内の微小欠陥の存在は７．３μｍの反射率にも
当然影響し、赤外反射スペクトルよシ微小欠陥の存在、
したがって微小破壊強度を推定することも可能と々るが
、本発明は吸収された赤外光のエネルギは格子振動に変
換されるので、＝５− 吸収係数の違いが試別の温度の上昇より測定できること
に着目し、この温度」二昇より当該試料の７．３μｍの
赤外光の吸収係数をめ、この吸収係数より第１図グラフ
に示すようなすでにめられているグラフによりダイヤモ
ンド破壊強度をめようとするものである。
場合、光は結晶中の原子の格子振動と相互作用があるの
で、結晶内の微小欠陥の存在は７．３μｍの反射率にも
当然影響し、赤外反射スペクトルよシ微小欠陥の存在、
したがって微小破壊強度を推定することも可能と々るが
、本発明は吸収された赤外光のエネルギは格子振動に変
換されるので、＝５− 吸収係数の違いが試別の温度の上昇より測定できること
に着目し、この温度」二昇より当該試料の７．３μｍの
赤外光の吸収係数をめ、この吸収係数より第１図グラフ
に示すようなすでにめられているグラフによりダイヤモ
ンド破壊強度をめようとするものである。
第２図（イ）に示すように、半無限平面試別に強度が軸
対称のガウス分布を有するビーム径ｒ。の赤外光が照射
されたとき、試料内には吸収係数に応じて第２図（ロ）
に示すように、深さ方向に減衰する熱源が生じると考え
、熱源としてｒ。−０，１７１７１，１ｍＪの瞬時熱源
、試料として７．３μｍの赤外吸収係数が５および２０
ｃｍ であるダイヤモンドを想定すると、照射後１０ｍ
５の試オ」表面における上昇温度分布は第２図（ハ）に
示すようになる。例えばビーム半径ｒｏの２倍の位置で
の温度差は約０．０４”Ｋになってあられれるが、これ
は吸収係数の大きいものと小さいものとの差によって生
じるものである。
対称のガウス分布を有するビーム径ｒ。の赤外光が照射
されたとき、試料内には吸収係数に応じて第２図（ロ）
に示すように、深さ方向に減衰する熱源が生じると考え
、熱源としてｒ。−０，１７１７１，１ｍＪの瞬時熱源
、試料として７．３μｍの赤外吸収係数が５および２０
ｃｍ であるダイヤモンドを想定すると、照射後１０ｍ
５の試オ」表面における上昇温度分布は第２図（ハ）に
示すようになる。例えばビーム半径ｒｏの２倍の位置で
の温度差は約０．０４”Ｋになってあられれるが、これ
は吸収係数の大きいものと小さいものとの差によって生
じるものである。
従って、光源より７．３μｍの赤外光をしぼって、単６
一 位時間、単位量をダイヤモンド面に照射すれば、照射を
受けたダイヤモンドは、照射軸よシの特定位置で、それ
ぞれのダイヤモンドの７３μｍｎの赤外吸収係数に対応
して常温よりの温度上昇を生ずることに々るから、予め
７．３μｍの赤外吸収係数の異なる多数のダイヤモンド
について、前述の７．３μ７７１の赤外光による単位時
間、単位量照射による特定位置における」二昇温度と前
記既知赤外吸収係数の対応をめて置けば、これより７．
３μｍの赤外光吸収係数未知のダイヤモンドに前述のよ
う寿７．３μ７７Ｚの赤外光の照射を行って前記と同じ
特定位置における温度を測定して、既知のものと対比し
てその７３μｍ の吸収係数を知り、この吸収係数より
第１図グラフにより当該ダイヤモンドの破壊強度をめる
ことができる。
一 位時間、単位量をダイヤモンド面に照射すれば、照射を
受けたダイヤモンドは、照射軸よシの特定位置で、それ
ぞれのダイヤモンドの７３μｍｎの赤外吸収係数に対応
して常温よりの温度上昇を生ずることに々るから、予め
７．３μｍの赤外吸収係数の異なる多数のダイヤモンド
について、前述の７．３μ７７１の赤外光による単位時
間、単位量照射による特定位置における」二昇温度と前
記既知赤外吸収係数の対応をめて置けば、これより７．
３μｍの赤外光吸収係数未知のダイヤモンドに前述のよ
う寿７．３μ７７Ｚの赤外光の照射を行って前記と同じ
特定位置における温度を測定して、既知のものと対比し
てその７３μｍ の吸収係数を知り、この吸収係数より
第１図グラフにより当該ダイヤモンドの破壊強度をめる
ことができる。
以上説明したように、本発明によれば、７．３μｍの赤
外光を試別となるダイヤモンドに照射する際、非常に細
いビームによって行うので、ダイヤモンドには予め加工
を施す必要は殆んどなく、非破壊の状態で試験を行うこ
とができ、しかも正確にダイヤモンドの破壊強度を知る
ことができるので、従来工具として切削等に使用しては
じめてわかる低強度のダイヤモンドを原石の状態で排除
でき、工具製造における無駄な労力、資材全節約するこ
とができる。
外光を試別となるダイヤモンドに照射する際、非常に細
いビームによって行うので、ダイヤモンドには予め加工
を施す必要は殆んどなく、非破壊の状態で試験を行うこ
とができ、しかも正確にダイヤモンドの破壊強度を知る
ことができるので、従来工具として切削等に使用しては
じめてわかる低強度のダイヤモンドを原石の状態で排除
でき、工具製造における無駄な労力、資材全節約するこ
とができる。
第１図は、波長７．３μｍの赤外光に対するダイヤモン
ドの赤外吸収係数とダイヤモンドの破壊強度との関係を
示す実測グラフである。 第２図（イ）は、強度が軸対称のガウス分布を有するビ
ームを示す。 第２図（ロ）は照射によるダイヤモンドにおける深さ方
向熱分布を示す。 第２図（ハ）は第２図（イ）のビームが吸収係数μｍ５
ｍ’。 μ＝２０ｃｍ−’ のダイヤモンドに照射され、その表
面に生ずる温度−Ｉ−昇分布図である。 ７．３−夕償ｌ：めリナ３１Ｌ鰺歓（）例力０（Ｊ］ 手続補正書 昭和５８年８り／Σ日 ｌ 事件の表示 ２ 発明離の名称 工具用ダイヤモンドの非破壊強度試験方法３ 補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府堺市鳳北町２丁８０番地名 称 大阪ダ
イヤモンド工業株式会社住所 大阪市淀川区西中島１丁
目９番２０号６、補正の対象 明細書中、発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （＋） 明細書３頁１２行目「方向」ヲ「方法」と訂正
する。 （ｚ）４頁９行目「波長７．３μｍの」次に「赤外」と
挿入する。 ０）７頁１３行目「７．８ ｐ ？７Ｚの」次に「赤外
」と挿入する。
ドの赤外吸収係数とダイヤモンドの破壊強度との関係を
示す実測グラフである。 第２図（イ）は、強度が軸対称のガウス分布を有するビ
ームを示す。 第２図（ロ）は照射によるダイヤモンドにおける深さ方
向熱分布を示す。 第２図（ハ）は第２図（イ）のビームが吸収係数μｍ５
ｍ’。 μ＝２０ｃｍ−’ のダイヤモンドに照射され、その表
面に生ずる温度−Ｉ−昇分布図である。 ７．３−夕償ｌ：めリナ３１Ｌ鰺歓（）例力０（Ｊ］ 手続補正書 昭和５８年８り／Σ日 ｌ 事件の表示 ２ 発明離の名称 工具用ダイヤモンドの非破壊強度試験方法３ 補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府堺市鳳北町２丁８０番地名 称 大阪ダ
イヤモンド工業株式会社住所 大阪市淀川区西中島１丁
目９番２０号６、補正の対象 明細書中、発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （＋） 明細書３頁１２行目「方向」ヲ「方法」と訂正
する。 （ｚ）４頁９行目「波長７．３μｍの」次に「赤外」と
挿入する。 ０）７頁１３行目「７．８ ｐ ？７Ｚの」次に「赤外
」と挿入する。
Claims (1)
- （１） 波長７．３μｍの赤外光によって、前記赤外光
に対する吸収係数未知のダイヤモンドに照射し、前記赤
外光照射による前記ダイヤモンド表面特定位置の温度を
測定し、これに対し、前記波長に対する赤外吸収係数既
知のダイヤモンドに、前記同様赤外光を照射して得た同
様表面特定位置における既知温度とを対比して、前記赤
外光吸収係数未知のダイヤモンドの吸収係数をめ、既知
の波長７．３μｍの赤外光に対する吸収係数の異なるダ
イヤモンドの吸収係数と破壊強度との、赤外光吸収係数
が小さい程破壊強度は大きく、吸収係数が大きい程破壊
強度が小さくなる関係により、前記求めた吸収係数よｐ
破壊強度をめることを特徴とする工具用ダイヤモンドの
非破壊強度試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126776A JPS6018744A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 工具用ダイヤモンドの非破壊強度試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126776A JPS6018744A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 工具用ダイヤモンドの非破壊強度試験方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6018744A true JPS6018744A (ja) | 1985-01-30 |
| JPS6411131B2 JPS6411131B2 (ja) | 1989-02-23 |
Family
ID=14943645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58126776A Granted JPS6018744A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 工具用ダイヤモンドの非破壊強度試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018744A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147486A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Allied Material Corp | 工具用ダイヤモンドの選別方法 |
| JP2012162454A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-08-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド単結晶及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0332082U (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-28 |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP58126776A patent/JPS6018744A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147486A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Allied Material Corp | 工具用ダイヤモンドの選別方法 |
| JP2012162454A (ja) * | 2012-04-09 | 2012-08-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド単結晶及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6411131B2 (ja) | 1989-02-23 |
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