JPS61122163A - ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド焼結体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS61122163A JPS61122163A JP59241904A JP24190484A JPS61122163A JP S61122163 A JPS61122163 A JP S61122163A JP 59241904 A JP59241904 A JP 59241904A JP 24190484 A JP24190484 A JP 24190484A JP S61122163 A JPS61122163 A JP S61122163A
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- JP
- Japan
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- diamond
- sintered body
- gas
- particles
- precipitated
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- Carbon And Carbon Compounds (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】
不発明は、ダイヤモンド微粒子間を気相法で析出したダ
イヤモンドで結合したダイヤモンド焼結体、およびその
製造法に関する〇 従来の技術 従来、ダイヤモンド焼結体を造るには、ダイヤモンドの
微粒子Ｙ：Ｎｉ、Ｃｏ等の並Ｘを焼結助剤として、高温
、高圧下で焼結する方法が行なわれている。しかし、こ
の方法は上記焼結助剤の艙属が焼結体に残存し、ダイヤ
モンド本来の特注が光分発傅されない。そのため、この
ｇ！ＬＪ！！に含有量を減少するため、ダイヤモンド微
粒子の表−に焼結助剤金！ＩＩ４を薄くコーティングし
た仮、高温、亮圧下で焼結させたり、さらには、ダイヤ
モンド焼結体より、含まれる逮属な＃出てる方法などが
開発されている。
イヤモンドで結合したダイヤモンド焼結体、およびその
製造法に関する〇 従来の技術 従来、ダイヤモンド焼結体を造るには、ダイヤモンドの
微粒子Ｙ：Ｎｉ、Ｃｏ等の並Ｘを焼結助剤として、高温
、高圧下で焼結する方法が行なわれている。しかし、こ
の方法は上記焼結助剤の艙属が焼結体に残存し、ダイヤ
モンド本来の特注が光分発傅されない。そのため、この
ｇ！ＬＪ！！に含有量を減少するため、ダイヤモンド微
粒子の表−に焼結助剤金！ＩＩ４を薄くコーティングし
た仮、高温、亮圧下で焼結させたり、さらには、ダイヤ
モンド焼結体より、含まれる逮属な＃出てる方法などが
開発されている。
しかし、上記方法によって遺られたダイヤモンド焼結体
は、含有量の多寡はあるが、不質的にダイヤモンドに比
して強直の劣るｆｅ属が含まれるため、ダイヤモンド単
体の′＃注と異るものとなり。
は、含有量の多寡はあるが、不質的にダイヤモンドに比
して強直の劣るｆｅ属が含まれるため、ダイヤモンド単
体の′＃注と異るものとなり。
ダイヤモンドの特注を十分に＠揮出来ない欠点があった
。
。
不発明は上記の＄情に鑑み、ダイヤモンド単味の焼結体
Ｈよびその製造法を提供することにある。
Ｈよびその製造法を提供することにある。
問題点を解決するための手段
高温、高圧法ではダイヤモンド単味の焼結体は得られな
いと云われている。
いと云われている。
一万Ｃｖ口においては、原料炭化水素の熱分解に工って
析出する黒鉛は、キャリアガスの水素から発生する水素
原子によりＣ）ｉ、となって消失することが知られてＳ
す、また、ＣＶＩ）によってダイヤモンドを基板上に析
出した場合、先ず核が発生し、それが成長じて遂に相互
に合体して膜状となるが、この膜の横方向の結合力は強
（、その弾ａ軍は天然ダイヤモンドの９０憾近くを示す
。したがってダイヤモンド粒子を基板としてＣｖＤに工
りダイヤモンドを析出して合体させれば、結合力の強い
ダイヤモンド焼結体が得られる筈で１間遍は粒子間を効
率よく埋め得るか否かである。
析出する黒鉛は、キャリアガスの水素から発生する水素
原子によりＣ）ｉ、となって消失することが知られてＳ
す、また、ＣＶＩ）によってダイヤモンドを基板上に析
出した場合、先ず核が発生し、それが成長じて遂に相互
に合体して膜状となるが、この膜の横方向の結合力は強
（、その弾ａ軍は天然ダイヤモンドの９０憾近くを示す
。したがってダイヤモンド粒子を基板としてＣｖＤに工
りダイヤモンドを析出して合体させれば、結合力の強い
ダイヤモンド焼結体が得られる筈で１間遍は粒子間を効
率よく埋め得るか否かである。
不発明省等は、ＣＶＤダイヤモンド合ｇａによる焼結体
の製造の可能性を鋭意研究した結果、ダイヤモンド粒子
を気相法により析出したダイヤモンドによって結合する
ことが司舵であることな知見し心。
の製造の可能性を鋭意研究した結果、ダイヤモンド粒子
を気相法により析出したダイヤモンドによって結合する
ことが司舵であることな知見し心。
不発明は上記の知見に基づいてなされたもので。
その要旨は、ダイヤモンド粒子間に気相法により析出し
たダイヤモンドを充填し、粒子同志を結合してなるダイ
ヤモンド焼結体、Ｓよびダイヤモンド粒子の果合体な″
Ａ相伝ダイヤモンド析出条件下に設置し、この果合体中
に水素又は水素と不ｔ８注ガスで希釈した炭化水素ガス
′？：通し、…１記ダイヤモンド粒子間にダイヤモンド
を析出させるダイヤモンド焼結体のａａ方云にある。
たダイヤモンドを充填し、粒子同志を結合してなるダイ
ヤモンド焼結体、Ｓよびダイヤモンド粒子の果合体な″
Ａ相伝ダイヤモンド析出条件下に設置し、この果合体中
に水素又は水素と不ｔ８注ガスで希釈した炭化水素ガス
′？：通し、…１記ダイヤモンド粒子間にダイヤモンド
を析出させるダイヤモンド焼結体のａａ方云にある。
本発明に用いるダイヤモンド粒子は、静圧法等で合成し
たダイヤモンド粉粒体で、粒度は特に限定されないが、
ダイヤモンド果合体は、ガスが通り易いことが必要で１
粒度が小さい場合には、上記果合体の層の厚さは、厚く
ない方がよい。
たダイヤモンド粉粒体で、粒度は特に限定されないが、
ダイヤモンド果合体は、ガスが通り易いことが必要で１
粒度が小さい場合には、上記果合体の層の厚さは、厚く
ない方がよい。
炭化水素を希釈するガスは周知の水素又は水素とアルゴ
ン等の不活性ガスの混合ガスを用いることが出来る。
ン等の不活性ガスの混合ガスを用いることが出来る。
炭化水素ガスは、入手が容易で安価なことがらＣＨ４が
好ましいカ、エタン、プロパン、エチレン等、気相法ダ
イヤモンドの析出条件において熱分解して炭素な析出す
るものであればいずれも便用出来る。
好ましいカ、エタン、プロパン、エチレン等、気相法ダ
イヤモンドの析出条件において熱分解して炭素な析出す
るものであればいずれも便用出来る。
第１図は、不発明に係るダイヤモンド焼結体を製造する
装置の一実施例を示すもので１図中符号１は低部が多孔
ｆｌａ（例えば石英の焼結体又は石英板に小さい穴を多
数あけたもの等Ｊとなっている石英ガラス製の容器であ
る。この容器１は石英ガラス製のケース２内には部を挿
入して気密に取付けられている。上記容器１円には、別
途合成された所定盆のダイヤモンド粒子が充填されダイ
ヤモンド果合体３が形成されている。上記容器１の上端
部には、炭化水素ガス、水素ガス、不活性ガスのガス供
給源４エリ、それぞれのガスを所定の混合比、流速で蚕
＃ｒ１円に導入するガス導入管４ａが接＋ｆされている
。またケース２には、ケース２お工び容器１内ン１う１
定の減圧度に保持する排気装置（例えばロータリーポン
プ）５が排気管５ａを弁じて接続されている。また、マ
イクロ波発振磯６が設けられ、この発振機６エリのマイ
クロ波が導波管６ａを通って上記ダイヤモンド果合体に
到るようになっている。
装置の一実施例を示すもので１図中符号１は低部が多孔
ｆｌａ（例えば石英の焼結体又は石英板に小さい穴を多
数あけたもの等Ｊとなっている石英ガラス製の容器であ
る。この容器１は石英ガラス製のケース２内には部を挿
入して気密に取付けられている。上記容器１円には、別
途合成された所定盆のダイヤモンド粒子が充填されダイ
ヤモンド果合体３が形成されている。上記容器１の上端
部には、炭化水素ガス、水素ガス、不活性ガスのガス供
給源４エリ、それぞれのガスを所定の混合比、流速で蚕
＃ｒ１円に導入するガス導入管４ａが接＋ｆされている
。またケース２には、ケース２お工び容器１内ン１う１
定の減圧度に保持する排気装置（例えばロータリーポン
プ）５が排気管５ａを弁じて接続されている。また、マ
イクロ波発振磯６が設けられ、この発振機６エリのマイ
クロ波が導波管６ａを通って上記ダイヤモンド果合体に
到るようになっている。
なお、図示してないが、ダイヤモンド粒子充填層の外側
に加熱装置４１−設け、ダイヤモンド粒子充填層の温反
を調節することもできる。
に加熱装置４１−設け、ダイヤモンド粒子充填層の温反
を調節することもできる。
上記装置を用いてダイヤモンド焼結体をつくるには、嘴
定童のダイヤモンド粒子ｆｔＧ器１内に充填し、ガス導
入管４ａ七ｍ続し、排気装置５を作動してケース２お工
び容器、１内ヲＦ９ｒ定の減圧度に保持てる。仄いで炭
化水素ガスＳよび水素ガス或い・は水素、、ｊｆ、’ス
・と不活性ガス４ｒ：Ｆｆｒ定の割合に混合して容器１
内に導入する。しかる後マイクロ波発振磯６によって無
極放ＷＬｔ発生させ、導入されたガスをプラズマ状態と
するとともＶこ、ダイヤモンド果合体３％ｒ：Ｆ９ｒ定
の＠匿に加熱する。プラズマ状態の原料ガスは、ダイヤ
モンド果合体３ン通過するが、その際、加熱されてダイ
ヤモンドが析出される。この析出されたダイヤモンドは
、果合体３０粒子間に充填され、０１つ粒子間を結合し
てダイヤモンド焼結体が得られる。
定童のダイヤモンド粒子ｆｔＧ器１内に充填し、ガス導
入管４ａ七ｍ続し、排気装置５を作動してケース２お工
び容器、１内ヲＦ９ｒ定の減圧度に保持てる。仄いで炭
化水素ガスＳよび水素ガス或い・は水素、、ｊｆ、’ス
・と不活性ガス４ｒ：Ｆｆｒ定の割合に混合して容器１
内に導入する。しかる後マイクロ波発振磯６によって無
極放ＷＬｔ発生させ、導入されたガスをプラズマ状態と
するとともＶこ、ダイヤモンド果合体３％ｒ：Ｆ９ｒ定
の＠匿に加熱する。プラズマ状態の原料ガスは、ダイヤ
モンド果合体３ン通過するが、その際、加熱されてダイ
ヤモンドが析出される。この析出されたダイヤモンドは
、果合体３０粒子間に充填され、０１つ粒子間を結合し
てダイヤモンド焼結体が得られる。
上記説明はマイクロ波を用いているが、これに代えて高
周波を用いてもよい。その場合には、マイクロ波発振機
、導波管の代りに、ケース２又は容器１の周囲にコイル
を巻き、高周波電流を流すことによってダイヤモンド集
合体を加熱し、かつ導入ガスを励起する。
周波を用いてもよい。その場合には、マイクロ波発振機
、導波管の代りに、ケース２又は容器１の周囲にコイル
を巻き、高周波電流を流すことによってダイヤモンド集
合体を加熱し、かつ導入ガスを励起する。
ダイヤモンド集合体３にダイヤモンドを析出させる条件
は、公知のＣＶＤダイヤモンドの製造条件がそのまま使
用出来る。
は、公知のＣＶＤダイヤモンドの製造条件がそのまま使
用出来る。
一例を示せば、
（ａｌ ケース、容器の真空度：５〜１ＯＱＴｏｒｒ
。
。
（ｂ） ダイヤモンド集合体の温度；７５０〜９５０
℃ （Ｃ） 導入ガスの混合比は、使用するガスによって
異なるが１、例えば、ＣＨ，とＨ冨の場合・”Ｈ４／Ｈ
ｔ ＝ １０〜０．００１、（ｄ） マイクロ波を使
用する場合、マイクロ波は７００ＭＨｚ 〜９０００Ｍ
Ｈｚが適当テアリ、例えば公用の２４５０ＭＨｚが好適
である口（ｅ） 高周波を使用する場合、ｆｉ１１周
波は、１、Ｍ・ｆｔｖ〜５０ＭＨｚが適当であり、例え
ば公用の１３．５６Ｍ）ｉｚが好適である。
℃ （Ｃ） 導入ガスの混合比は、使用するガスによって
異なるが１、例えば、ＣＨ，とＨ冨の場合・”Ｈ４／Ｈ
ｔ ＝ １０〜０．００１、（ｄ） マイクロ波を使
用する場合、マイクロ波は７００ＭＨｚ 〜９０００Ｍ
Ｈｚが適当テアリ、例えば公用の２４５０ＭＨｚが好適
である口（ｅ） 高周波を使用する場合、ｆｉ１１周
波は、１、Ｍ・ｆｔｖ〜５０ＭＨｚが適当であり、例え
ば公用の１３．５６Ｍ）ｉｚが好適である。
また、反応時間は、容器に入れるダイヤモンド集合体３
の空隙率によって異なるが、例えば空隙率が５０％の場
合、集合体３の厚さ１ｍｍ当り１０〜２０時間で充填が
ほぼ完了する。
の空隙率によって異なるが、例えば空隙率が５０％の場
合、集合体３の厚さ１ｍｍ当り１０〜２０時間で充填が
ほぼ完了する。
本発明で得られる焼結体の代表例を示せば焼結体中ダイ
ヤモンド粒子は、２０〜７０重酸％、ＣＶＤ析出ダイヤ
モンドは８０〜３０重Ｉｔ％である。
ヤモンド粒子は、２０〜７０重酸％、ＣＶＤ析出ダイヤ
モンドは８０〜３０重Ｉｔ％である。
実施例
次に実施例を示して本発明を説明する。
〔実施例１〕
男１図に示した反応装置を用い、平均粒径；１０μｍの
粒状ダイヤモンドを容器ｌに入れてダイヤモンド巣合体
３の厚み２ｍｍとし、ケース内を３０〜５０ＴｏｒｒＫ
ＩＭ持してＣ）ｌ、／）ｉｙ ：１ｖｏｌ／９９ｖｏｌ
のガスヲ流しながら、出カニ４００Ｗ、２．４５ＧＨｚ
のｒイクａ波９ｅ送って、上記ガスをプラズマ状態とす
るとともに、上記ダイヤモンド巣合体３火８００〜９０
０’Ｃに保持してダイヤモンドン析出させ、１５時間後
に気相焼結されたダイヤモンドを得た。このダイヤモン
ド焼結体は、やや黒つぼ（着色しており、シ度：６００
０ｋｇ／ｍｍ （ヌープ１１ｆ、計Ｋｚる測定］１弾
弾車率６０ｔｏｎ／ｍｍ 、密度＝３．２ａｇ／ｃｍ
３であった。焼結体中ＣＶＩＪ析出ダイヤそンドは約４
０東ｔＳであった。
粒状ダイヤモンドを容器ｌに入れてダイヤモンド巣合体
３の厚み２ｍｍとし、ケース内を３０〜５０ＴｏｒｒＫ
ＩＭ持してＣ）ｌ、／）ｉｙ ：１ｖｏｌ／９９ｖｏｌ
のガスヲ流しながら、出カニ４００Ｗ、２．４５ＧＨｚ
のｒイクａ波９ｅ送って、上記ガスをプラズマ状態とす
るとともに、上記ダイヤモンド巣合体３火８００〜９０
０’Ｃに保持してダイヤモンドン析出させ、１５時間後
に気相焼結されたダイヤモンドを得た。このダイヤモン
ド焼結体は、やや黒つぼ（着色しており、シ度：６００
０ｋｇ／ｍｍ （ヌープ１１ｆ、計Ｋｚる測定］１弾
弾車率６０ｔｏｎ／ｍｍ 、密度＝３．２ａｇ／ｃｍ
３であった。焼結体中ＣＶＩＪ析出ダイヤそンドは約４
０東ｔＳであった。
〔実施例２〕
ダイヤモンド果合体３の温度コントロールを容易にする
ため、渠２図に示す工うに、その位＠ｙｒ’マイクロ波
の中心エリガス下流側にやや移動せしめ１周囲にセット
した加熱源７にＬつ【、ダイヤモンド果合体火８５０６
Ｃの温度と保ち、プラズマ状態の導入ガスがダイヤモン
ド果合体火造過する工うにした他は、実施例１と同じよ
うにしてダイヤモンド焼結体を遺った。
ため、渠２図に示す工うに、その位＠ｙｒ’マイクロ波
の中心エリガス下流側にやや移動せしめ１周囲にセット
した加熱源７にＬつ【、ダイヤモンド果合体火８５０６
Ｃの温度と保ち、プラズマ状態の導入ガスがダイヤモン
ド果合体火造過する工うにした他は、実施例１と同じよ
うにしてダイヤモンド焼結体を遺った。
このダイヤモンド焼結体は、実施例１のものより白色で
あり、 ！１！［：６５００ｋｇ／ｍｍ （Ｘ−プ１
１１！度計による測定］、弾性率ニア０ｔｏｎ／ｍｍ、
密度：３，２５ｇ／ｃｍ であった。
あり、 ！１！［：６５００ｋｇ／ｍｍ （Ｘ−プ１
１１！度計による測定］、弾性率ニア０ｔｏｎ／ｍｍ、
密度：３，２５ｇ／ｃｍ であった。
以上述へたように、不発明に係るダイヤモンド焼結体′
Ｊ６よびそのｊＢ造方法は、ダイヤモンド粉粒体よりな
る層に、プラズマ状態の原料ガス欠通過せしめ１粒子間
火気相法（工って析出したダイヤモンドによって結合す
るので、ダイヤモンド単味に近い物性の焼結体が容易に
得られる。
Ｊ６よびそのｊＢ造方法は、ダイヤモンド粉粒体よりな
る層に、プラズマ状態の原料ガス欠通過せしめ１粒子間
火気相法（工って析出したダイヤモンドによって結合す
るので、ダイヤモンド単味に近い物性の焼結体が容易に
得られる。
第１図は１本発明に係るダイヤモンド焼結体の製造装置
の一実４９！ｌを示す図、第２図は、第１図のダイヤモ
ンド果合体の位ｉｆを原料ガス下流側に移動せしめた装
置の図である。 １°°・容器、ｌａ・・・多孔板、２・・・ケース、３
・・・ダイヤモンド果合体、４・・・ガス供給＃、４ａ
・・・ガス尋人管、５・・・排気装置、５ａ・・・排気
管。 ６・・・マイクロ元振機、６ａ＝°尋波ｔ。 第２図
の一実４９！ｌを示す図、第２図は、第１図のダイヤモ
ンド果合体の位ｉｆを原料ガス下流側に移動せしめた装
置の図である。 １°°・容器、ｌａ・・・多孔板、２・・・ケース、３
・・・ダイヤモンド果合体、４・・・ガス供給＃、４ａ
・・・ガス尋人管、５・・・排気装置、５ａ・・・排気
管。 ６・・・マイクロ元振機、６ａ＝°尋波ｔ。 第２図
Claims (2)
- （１）ダイヤモンド粒子間に気相法により析出したダイ
ヤモンドを充填し、粒子同志を結合してなるダイヤモン
ド焼結体。 - （２）ダイヤモンド粒子の果合体を気相法ダイヤモンド
析出条件下に設置し、この集合体中に水素又は水素と不
活性ガスで希釈した炭化水素ガスを通し、前記ダイヤモ
ンド粒子間にダイヤモンドを析出させることを特徴とす
るダイヤモンド焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59241904A JPS61122163A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59241904A JPS61122163A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61122163A true JPS61122163A (ja) | 1986-06-10 |
Family
ID=17081281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59241904A Pending JPS61122163A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61122163A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251413A (ja) * | 1988-04-28 | 1990-02-21 | De Beers Ind Diamond Div Ltd | ダイヤモンドをダイヤモンドに結合する方法 |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP59241904A patent/JPS61122163A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251413A (ja) * | 1988-04-28 | 1990-02-21 | De Beers Ind Diamond Div Ltd | ダイヤモンドをダイヤモンドに結合する方法 |
| JPH0653638B2 (ja) * | 1988-04-28 | 1994-07-20 | デ ビアス インダストリアル ダイアモンド デイビジヨン（プロプライエタリイ）リミテツド | ダイヤモンドをダイヤモンドに結合する方法 |
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