JPS60255695A - ダイヤモンドの製造方法 - Google Patents
ダイヤモンドの製造方法Info
- Publication number
- JPS60255695A JPS60255695A JP59112551A JP11255184A JPS60255695A JP S60255695 A JPS60255695 A JP S60255695A JP 59112551 A JP59112551 A JP 59112551A JP 11255184 A JP11255184 A JP 11255184A JP S60255695 A JPS60255695 A JP S60255695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- nozzle
- metal
- diamond
- molten metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
- C30B1/02—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (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】
産業上の利用分野
本発明は電子部品用材料や工具用材料として用いられる
ダイヤモンドの製造方法に関する。
ダイヤモンドの製造方法に関する。
従来例の構成とその問題点
ダイヤモンドを合成する場合、従来は、超高圧高温下（
圧力５０〜６０Ｋｂａｒ以上、温度１５００〜２０００
℃）で粒状の単結晶を作るか、メタンガスとＨ２ガスの
混合ガスからＣＶＤ法により基板上にダイヤモンドの薄
膜を析出させるか、Ａｒガスで炭素化合物をスパッター
して基板上にダイヤモンドの薄膜を形成するか（イオン
ビームスパッター法）、或はパルスプラズマを用いるプ
ラズマＣＶＤ法により基板上にダイヤモンド薄膜を析出
させるかしていた。超高圧高温下でダイヤモンド粒を合
成する場合は、合成条件が極限に近い状態で行なわれる
ため、合成製造装置として敵方トンのプレス機を用い、
かつ高温度を得るための各種の付属装置および治具等を
必要とする。それ故１合成するためのコストが非常に高
く、同一形状およびサイズのものでは、天然産のダイヤ
モンドより高価につくという欠点があった。一方、’Ｃ
ＶＤ法、イオンビームスパッター法、プラズマＣＶＤ法
等では、薄膜のダイヤモンドしか得られず、また再現性
や特性の制御および量産性に問題が多かった。
圧力５０〜６０Ｋｂａｒ以上、温度１５００〜２０００
℃）で粒状の単結晶を作るか、メタンガスとＨ２ガスの
混合ガスからＣＶＤ法により基板上にダイヤモンドの薄
膜を析出させるか、Ａｒガスで炭素化合物をスパッター
して基板上にダイヤモンドの薄膜を形成するか（イオン
ビームスパッター法）、或はパルスプラズマを用いるプ
ラズマＣＶＤ法により基板上にダイヤモンド薄膜を析出
させるかしていた。超高圧高温下でダイヤモンド粒を合
成する場合は、合成条件が極限に近い状態で行なわれる
ため、合成製造装置として敵方トンのプレス機を用い、
かつ高温度を得るための各種の付属装置および治具等を
必要とする。それ故１合成するためのコストが非常に高
く、同一形状およびサイズのものでは、天然産のダイヤ
モンドより高価につくという欠点があった。一方、’Ｃ
ＶＤ法、イオンビームスパッター法、プラズマＣＶＤ法
等では、薄膜のダイヤモンドしか得られず、また再現性
や特性の制御および量産性に問題が多かった。
発明の目的
本発明は上記従来の欠点を解消するもので、粒状のダイ
ヤモンド単結晶を比較的簡単な装置で量産性よく、かつ
低コストで作製することを可能とするダイヤモンドの製
造方法を提供することを目的とする。
ヤモンド単結晶を比較的簡単な装置で量産性よく、かつ
低コストで作製することを可能とするダイヤモンドの製
造方法を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、上記目的を達成するために、グラファイトま
たは炭素化合物を溶湯金属中に混入せしめ、非酸化性雰
囲気中でこの溶湯金属を超急冷することによりグラファ
イトまたは炭素化合物をダイヤモンドに転換させるよう
にしたダイヤモンドの製造方法を提供する。
たは炭素化合物を溶湯金属中に混入せしめ、非酸化性雰
囲気中でこの溶湯金属を超急冷することによりグラファ
イトまたは炭素化合物をダイヤモンドに転換させるよう
にしたダイヤモンドの製造方法を提供する。
実施例の説明
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
実施例１゜
本発明の方法は、第１図に示すようなダイヤモンド合成
装置を用いて実施される。同図において。
装置を用いて実施される。同図において。
（１）は耐熱セラミックス材料（例えば５ｉ３Ｎ４）か
ら作られた支持用チューブ、（２）は支持用チューブ（
１）の下端内部に設けられたグラファイト製ノズル、（
３）はノズル（２）に入れられた溶湯金属、（４）はノ
ズル（３）の下端に対向して高速回転する銅もしくは治
工具鋼のＳＫＤまたはＳＵＪからなる冷却用金属ドラム
、（５）は溶湯金属がドラム（４）により超急冷されて
形成された金属薄帯、（６）はチューブ（１）およびノ
ズル（２）内にある金属を溶解させるための高周波誘導
加熱用コイルである。なお、この装置全体は隔壁（図示
せず）により大気より遮断されている。
ら作られた支持用チューブ、（２）は支持用チューブ（
１）の下端内部に設けられたグラファイト製ノズル、（
３）はノズル（２）に入れられた溶湯金属、（４）はノ
ズル（３）の下端に対向して高速回転する銅もしくは治
工具鋼のＳＫＤまたはＳＵＪからなる冷却用金属ドラム
、（５）は溶湯金属がドラム（４）により超急冷されて
形成された金属薄帯、（６）はチューブ（１）およびノ
ズル（２）内にある金属を溶解させるための高周波誘導
加熱用コイルである。なお、この装置全体は隔壁（図示
せず）により大気より遮断されている。
以上の構成の装置において、平均粒径が３０μｍのグラ
ファイト小球１０ｇを、グラファイトノズル（２）の底
に入れ、その上に２００ ｇのＣＯのペレット（１０ｍ
ｍ径）を入れ、装置全体を１０−’ 〜１０−” Ｔ
ｏｒｒに減圧した後、内圧が１．２〜１．５気圧になる
ようにＡｒガスを導入した。高周波誘導加熱用コイル（
６）によりノズル（２）内のＣｏペレットを約１５００
℃（Ｇ ｏの融点は１４９２℃）で溶解し、グラファイ
トを混入した金属溶湯の状態とした。チューブ（１）、
の上端開口より、装置内部のＡｒガス圧力よりも０．２
〜０．５気圧高い圧力のＡｒガスを導入することにより
ノズル（２）内の下端開口から溶湯金属を、２０００〜
６０００ｒ、ｐ、ｍ、で回転する直径３０（！Ｉの金属
ドラム（４）に吹きつけ、溶湯金属を約り０６℃／秒の
速度で超急冷し、厚さ８０μｍの金属薄帯（５）を作成
した。この超急冷した金属薄帯（５）を、顕微鏡ａ察す
ると２０〜３０μｍ径の炭素粒子が含まれていることが
認められ、薄帯（５）を強酸でエツチングすることによ
り金属を溶解し、炭素粒子を分離した。得られた炭素粒
子は、サファイアにこするとサファイアに傷がつき、サ
ファイアよりも硬く、またＸ線回折パターンよりダイヤ
モンドであることが確認された。
ファイト小球１０ｇを、グラファイトノズル（２）の底
に入れ、その上に２００ ｇのＣＯのペレット（１０ｍ
ｍ径）を入れ、装置全体を１０−’ 〜１０−” Ｔ
ｏｒｒに減圧した後、内圧が１．２〜１．５気圧になる
ようにＡｒガスを導入した。高周波誘導加熱用コイル（
６）によりノズル（２）内のＣｏペレットを約１５００
℃（Ｇ ｏの融点は１４９２℃）で溶解し、グラファイ
トを混入した金属溶湯の状態とした。チューブ（１）、
の上端開口より、装置内部のＡｒガス圧力よりも０．２
〜０．５気圧高い圧力のＡｒガスを導入することにより
ノズル（２）内の下端開口から溶湯金属を、２０００〜
６０００ｒ、ｐ、ｍ、で回転する直径３０（！Ｉの金属
ドラム（４）に吹きつけ、溶湯金属を約り０６℃／秒の
速度で超急冷し、厚さ８０μｍの金属薄帯（５）を作成
した。この超急冷した金属薄帯（５）を、顕微鏡ａ察す
ると２０〜３０μｍ径の炭素粒子が含まれていることが
認められ、薄帯（５）を強酸でエツチングすることによ
り金属を溶解し、炭素粒子を分離した。得られた炭素粒
子は、サファイアにこするとサファイアに傷がつき、サ
ファイアよりも硬く、またＸ線回折パターンよりダイヤ
モンドであることが確認された。
グラファイト小球のかわりに、非酸化性雰囲気中で加熱
すると熱分解して炭素成分が残る有機高分子を用いても
同様の結果を得た。
すると熱分解して炭素成分が残る有機高分子を用いても
同様の結果を得た。
比較のため、大気中でダイヤモンド合成を行ったところ
、溶湯金属は激しく酸化し、超急冷による金属薄帯の作
製が困難となった。また、かろうじて得られた少量の金
属薄帯中にも炭素粒子は認められなかった。
、溶湯金属は激しく酸化し、超急冷による金属薄帯の作
製が困難となった。また、かろうじて得られた少量の金
属薄帯中にも炭素粒子は認められなかった。
実施例２゜
実施例１のＣｏペレットの代りに、Ｆｅ、 Ｎｉ。
Ｒｕ、 Ｐｄ、 Ｏｓ、 Ｉｒ、 Ｐｔ、 Ｍｎ、 Ｍ
ｏ、 Ｃｒ、 Ｔａ。
ｏ、 Ｃｒ、 Ｔａ。
Ｔｉ、Ｗの各金属を用いて、実施例１と同様にグラファ
イト小球を溶湯金属に混入させ、１０４〜１０″Ｔ ｏ
ｒｒの真空減圧下で、超急冷により金属薄帯を作成した
。この金属薄帯の厚さは５０〜１００μｍであり、その
薄帯中に２０〜３０μ−の粒径を持つ炭素粒子が認めら
れ、実施例１と同様にこの炭素粒子はダイヤモンドであ
ることが認められた。
イト小球を溶湯金属に混入させ、１０４〜１０″Ｔ ｏ
ｒｒの真空減圧下で、超急冷により金属薄帯を作成した
。この金属薄帯の厚さは５０〜１００μｍであり、その
薄帯中に２０〜３０μ−の粒径を持つ炭素粒子が認めら
れ、実施例１と同様にこの炭素粒子はダイヤモンドであ
ることが認められた。
比較のため、上記金属を複数含む合金、例えばインコネ
ル（Ｃｒ、Ｆｅ、Ｔａ含有のＮｉ合金）やステライト（
Ｇｏ−Ｃｒ−Ｗ合金）等の合金を用いて同様の方法を実
施したが、この場合にも同様の結果が得られた。
ル（Ｃｒ、Ｆｅ、Ｔａ含有のＮｉ合金）やステライト（
Ｇｏ−Ｃｒ−Ｗ合金）等の合金を用いて同様の方法を実
施したが、この場合にも同様の結果が得られた。
なお、超急冷法については、第１図の超急冷薄帯法だけ
に限らず、溶湯金属を高速回転する金属性円盤に吹きつ
けて超急冷粉体を作成する方法などの他の方法によって
もよい。
に限らず、溶湯金属を高速回転する金属性円盤に吹きつ
けて超急冷粉体を作成する方法などの他の方法によって
もよい。
発明の効果
以上述べたように、本発明のダイヤモンドの製造方法に
よれば、ダイヤモンド粒子が、従来の超高圧高温装置に
よる合成法に比べて比較的容易な条件下で、しかも１／
１００〜１／１０００の低コストで大量生産できるとい
う優れた効果がある。
よれば、ダイヤモンド粒子が、従来の超高圧高温装置に
よる合成法に比べて比較的容易な条件下で、しかも１／
１００〜１／１０００の低コストで大量生産できるとい
う優れた効果がある。
第１図は本発明において用いるダイヤモンド合成装置の
要部断面図である。 （１）・・・支持用チューブ、（２）・・グラファイト
、製ノズル、（３）・・・溶湯金属、（４）・・・冷却
用金属ドラム、（５）・・・金属薄帯 代理人 森 本 義 弘 第１図
要部断面図である。 （１）・・・支持用チューブ、（２）・・グラファイト
、製ノズル、（３）・・・溶湯金属、（４）・・・冷却
用金属ドラム、（５）・・・金属薄帯 代理人 森 本 義 弘 第１図
Claims (1)
- １、グラファイトまたは炭素化合物を溶湯金属中に混入
せしめ、非酸化性雰囲気中でこの溶湯金属を超急冷する
ことによ、リグラファイトもしくは炭素化合物をダイヤ
モンドに転換させるようにしたダイヤモンドの製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112551A JPS60255695A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | ダイヤモンドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112551A JPS60255695A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | ダイヤモンドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255695A true JPS60255695A (ja) | 1985-12-17 |
Family
ID=14589489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59112551A Pending JPS60255695A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | ダイヤモンドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255695A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003091467A3 (en) * | 2002-04-25 | 2004-03-18 | Morgan Crucible Co | Process for manufacturing an alloy material for use in the manufacture of synthetic diamonds |
| CN109868439A (zh) * | 2019-02-12 | 2019-06-11 | 河南省力量钻石股份有限公司 | 一种多毛刺金刚石及其制备方法 |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59112551A patent/JPS60255695A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003091467A3 (en) * | 2002-04-25 | 2004-03-18 | Morgan Crucible Co | Process for manufacturing an alloy material for use in the manufacture of synthetic diamonds |
| CN100400693C (zh) * | 2002-04-25 | 2008-07-09 | 摩根坩埚有限公司 | 使用催化方法生产金刚石的工艺以及处理在合成中使用的石墨和催化剂的混合物的方法 |
| CN109868439A (zh) * | 2019-02-12 | 2019-06-11 | 河南省力量钻石股份有限公司 | 一种多毛刺金刚石及其制备方法 |
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