WO2008053796A1 - Diamond sinter with satisfactory electrical conductivity and process for producing the same - Google Patents

Diamond sinter with satisfactory electrical conductivity and process for producing the same Download PDF

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Akhmadi Eko Wardoyo
Osamu Fukunaga
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Definitions

  • the present invention relates to a production method for efficiently producing a diamond sintered body having good conductivity by a simple process, and a boron-doped diamond sintered body having excellent heat resistance and a method for producing the same. About.
  • diamond has high hardness, thermal conductivity, and high chemical stability, so it has excellent wear resistance, electronic device 'sensor material, nano-related materials, optical-related materials.
  • a gas phase synthesis method using various CVD methods and a synthesis method using an ultra-high pressure and high temperature apparatus are often used.
  • a diamond Co-based sintered body is obtained by sintering diamond powder and Co powder as raw material powder in an ultra-high pressure and high-temperature apparatus at a pressure of 5.5 GPa at 1500 ° C.
  • Raw material powder consisting of diamond powder and Ti, Zr, Cr powder, etc. is pressed to 6.5 GPa or higher in an ultra-high pressure and high temperature apparatus and sintered at 1700 ⁇ ; 1900 ° C, and then further 2000 °
  • a method for obtaining a diamond carbonate sintered body is known.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-193522
  • Patent Document 2 JP-A-4 312982
  • Patent Literature 3 Japanese Translation of Special Publication 2006—502955
  • Patent Document 4 JP-A-5-194031
  • Patent Document 5 Patent No. 2795738
  • the diamond sintered body is viable and wide in its properties! /, And is used in the field! /
  • the binder phase Is made of metal Co, and therefore has electrical conductivity. Therefore, there is an advantage that the sintered body can be processed by electric discharge machining or the like, but the heat resistance is low because the binder phase is metal Co. There were weaknesses.
  • the diamond carbonate-based sintered body shown as the above prior art has excellent heat resistance, but it has no electrical conductivity, so it cannot be discharged. There was a problem in machining because it was necessary to machine by laser machining! /, And! /.
  • a diamond sintered body having good conductivity and having properties comparable to natural diamond in terms of hardness, thermal conductivity, heat resistance, chemical stability, etc., and the diamond sintering To make the body efficiently in a simple process.
  • the inventors of the present invention conducted intensive research on raw material powder and a sintering method for producing a sintered diamond body that can solve such a problem.
  • alkaline earth carbonates As a raw material powder for obtaining a sintered body, diamond powder, boron powder, and a component forming a binder phase of the sintered body, Mg, Ca, Sr, Ba carbonate and two or more of these One or two or more carbonates of these composite carbonates (hereinafter collectively referred to simply as “alkaline earth carbonates”) powder, each powder is mixed in a predetermined amount, When mixing raw material powder and sintering raw material powder under ultra-high pressure and high temperature conditions, first, as the first stage, diffusion treatment is performed to diffuse boron in the mixed powder into diamond at a predetermined pressure and a predetermined temperature, Next, as the second stage, the alkaline earth carbonate powder, which is the binder phase component, is melted under higher pressure and high temperature conditions, and the molten binder phase component is infiltrated into the interstices of the diamond powder in which boron has diffused. When filled, this allows good conductivity The diamond sintered body having a can be obtained.
  • Diamond Co-based sintered body containing a binder phase of metal component in the sintered body has only a heat resistance of about 700 ° C, whereas the above (a) Boron-doped diamond sintered body and diamond sintered body obtained by the production method of (b) above Is about 1200 ° C, and has excellent heat resistance similar to carbonate-based diamond sintered bodies made from natural diamond. Furthermore, it has hardness, thermal conductivity, and chemical stability. Also exhibit very good characteristic values.
  • Boron dope characterized in that it is heated to a temperature of 1600-2500 ° C under the pressure of OGPa to melt the binder phase component and infiltrate and fill the gap between the boron-doped diamond powder particles.
  • a method for producing a diamond sintered body characterized in that it is heated to a temperature of 1600-2500 ° C under the pressure of OGPa to melt the binder phase component and infiltrate and fill the gap between the boron-doped diamond powder particles.
  • Raw material powder mixed with carbonate powder 0.;! ⁇ 10wt% consisting of one or more of them is charged into an ultra-high pressure and high-temperature generator, and the first stage in the ultra-high pressure and high-temperature generator As follows: 5.0-8.
  • the boron-doped diamond powder boron-doped diamond powder obtained by a currently known production method such as a gas phase synthesis method or an ultra-high pressure / high-temperature synthesis method can be used.
  • the boron doping amount is not particularly limited, but from a practical point of view, the boron doping amount is;! ⁇ 10wt% [ie (boron weight)) / (boron weight + diamond weight) X 100 More preferably, the boron doping amount is 2-7 wt%.
  • boron-doped diamond powder and alkaline earth carbonate powder are used as raw material powders and sintered under ultra-high pressure and high temperature, carbonates of Mg, Ca, Sr, Ba and composite carbonates of these two or more types Alkaline earth carbonate powder consisting of one or more of these is melted at a temperature of about 230 ° C. and infiltrated into the interstices of the diamond powder, promoting the bonding of adjacent diamond particles and particles. It exists as a binder phase that fills the gap and increases the density of the sintered body.
  • the boron-doped diamond sintered body does not lose the excellent properties such as hardness, thermal conductivity, and chemical stability inherent in diamond, and also maintains good conductivity.
  • the boron-doped diamond powder blending ratio is determined to be 90-99.9 wt%.
  • the heat resistance of the boron-doped diamond sintered body is increased, the predetermined good conductivity is maintained, and the predetermined sintered body density is set. From the standpoint of retention, the blending ratio of alkaline earth carbonate powder was determined as 0.;! ⁇ 10wt%.
  • the boron-doped diamond sintered body has a predetermined good conductivity. Not only can it be applied, but the density, hardness, thermal conductivity, and chemical stability of the sintered body will decrease.
  • the proportion of alkaline earth carbonate powder is less than 0.1 wt%, or boron-doped diamond powder. Exceeds 99.9wt% In this case, the sinterability decreases due to the decrease of the binder phase component, the strength of the sintered body decreases, and the heat resistance also decreases.
  • the pressure in the ultra high pressure and high temperature apparatus is less than 6. OGPa, the sintered compact cannot be sufficiently densified, but the effect is sufficient if it is 9 OGPa or less. Since the strike becomes high, the pressurizing pressure was set to 6.0 to 9. OGPa.
  • the heating temperature in the ultra-high pressure and high temperature apparatus is less than 1600 ° C, the carbonate is not sufficiently melted, infiltrated and filled, and the sintering reaction is also insufficient, so the sintered body must be densified.
  • the sintering heating temperature exceeds 2500 ° C, oversintering occurs and the phenomenon of reverse conversion of diamond into graphite occurs. Therefore, the heating temperature was set to 1600-2500 ° C.
  • the diamond powder is not limited to the gas phase synthesis method, and diamond powder produced by a method that is already well known can be used.
  • boron powder crystalline boron powder or amorphous boron powder is desirable 1S
  • boron carbide powder with a high boron content can be used. Boron diffuses to the surface of the diamond powder in the first stage of sintering under conditions, ie in the temperature range of 1800 ° C. under pressure conditions of 5.0-8. OGPa.
  • the diamond powder obtained in this way has the effect
  • Diamond powder, boron powder and alkaline earth carbonate powder are mixed and used as raw powder
  • the first stage is as follows: 5.0-8. Under pressure conditions of OGPa 1300 ⁇ ; Boron component by sintering in the temperature range of 1800 ° C Diffusion into the diamond, and the second phase, ie, sintering in the temperature range of 1600 to 2500 ° C under the pressure of 6.0 to 9.
  • Molten binder phase component 1S Boron is infiltrated into the gap between the diamond powder particles doped, and exists as a binder phase that increases the density of the sintered body.
  • the diamond powder in the raw material powder from the viewpoint of maintaining the excellent properties of diamond sintered body strength, such as hardness, thermal conductivity, and chemical stability inherent in diamond, and maintaining good conductivity.
  • the blending ratio of 80 to 99.4 wt% is determined, and the blending ratio of boron powder is set to 0.5 to 15 wt%.
  • heat resistance is improved while imparting good conductivity to the diamond sintered body.
  • the blending ratio of the alkaline earth carbonate powder was determined to be 0.;! To 10 wt%.
  • the diamond sintered body In addition to being able to impart the prescribed good conductivity to the sintered body, the hardness, thermal conductivity, chemical stability and density as a sintered body are reduced, while the blending ratio of alkaline earth carbonate powder is 0.1 lwt.
  • the sinterability decreases due to the decrease in the binder phase component, and the sintering This is because the heat resistance decreases as the body strength decreases.
  • the raw material powder it is necessary to use a mixture of diamond powder, boron powder and alkaline earth carbonate powder in a predetermined ratio. If the raw material powder is a mixture of diamond powder, boron powder, and alkaline earth carbonate powder at a predetermined ratio, not only can impurities be prevented from entering the diamond particles, but also after boron-doped diamond synthesis. The subsequent process is also unnecessary, and the content ratio of diamond and boron in the sintered body can be set accurately and easily by adjusting the mixing ratio.
  • the first stage of sintering with ultra-high pressure and high temperature equipment is 5.0-8.
  • the pressure and heating temperature conditions are less than the above ranges, the boron diffusion becomes insufficient, and the sintered body has satisfactory electrical conductivity.
  • the pressurizing condition and heating temperature condition exceed the above ranges, the carbonate starts to melt and the diamond is sintered without the boron diffusion phase being sufficiently formed.
  • the pressurizing condition and the heating temperature in the first stage are 5.0-8. OGPa, 1300 to 1800, respectively. C.
  • the pressurizing pressure was determined to be 6.0 to 9. OGPa.
  • the heating temperature is less than 1600 ° C, the alkaline earth carbonate is insufficiently melted, infiltrated and filled, and the sintering reaction is insufficient, so the sintered body cannot be densified.
  • the heating temperature exceeds 2500 ° C, it becomes over-sintered, and the phenomenon that the diamond particles become graphite occurs, so the heating temperature is 1600-2500. C.
  • the present invention mixes the diamond powder, boron powder and alkaline earth carbonate powder, and uses the mixed powder as the raw material powder.
  • the raw material powder was not mixed, the diamond powder, boron powder, and alkaline earth carbonate powder each contained powder layers.
  • a boron-doped diamond powder and an alkaline earth carbonate powder that forms a binder phase of the sintered body are subjected to ultrahigh pressure and high temperature conditions.
  • the binder phase component By heating and melting the binder phase component to obtain a sintered body in which the binder phase component is infiltrated and filled into the boron-doped diamond particle gap, the obtained boron dopant diamond sintered body has hardness, heat conduction, and In addition to providing high stability and chemical stability, it has good conductivity and excellent heat resistance.
  • diamond powder, boron powder, and alkaline earth carbonate powder forming a binder phase of the sintered body are diffused into diamond as a first step under ultrahigh pressure and high temperature conditions.
  • a diamond sintered body having good conductivity is obtained by a simple and efficient two-step process in which the binder phase component is melted and infiltrated and filled in the particle gaps. Obtainable.
  • Table 1 shows specific examples of boron-doped diamond powder and alkaline earth carbonate powder used in Example 1 of the present invention.
  • Comparative Example 1 For comparison purposes, raw material powder 2 consisting of diamond powder and binder phase component powder shown in Table 5 was prepared;! To 24, and for raw material powders 21 and 23, a binder phase component powder layer was placed below. In addition, in a state in which a diamond powder layer is laminated on the upper side, and for the raw material powders 22 and 24, a mixed powder of diamond powder and binder phase component powder is used in a normal belt-type ultra-high pressure and high temperature apparatus. The sample was charged and sintered under the same conditions as shown in Table 6 to produce comparative diamond sintered bodies 21-24 (hereinafter referred to as comparative sintered bodies 2;! -24). Table 7 shows measured values of various properties measured for Comparative Sintered Body 2;
  • Heat resistance evaluation test In a vacuum furnace, a heat resistance test is performed in which heat treatment is performed at temperatures of 800 ° C and 1200 ° C for 30 minutes, respectively. After that, XRD (X-ray) analysis is performed to convert the graph after heat treatment. The presence or absence of (inverse conversion of diamond) was confirmed.
  • XRD X-ray
  • Chemical stability evaluation test The sintered body was immersed in hot hydrofluoric acid at 150 ° C for 2 hours, and the presence or absence of shape change of the sintered body was examined.
  • the heating holding time is the time (min) for holding at the heating temperature.
  • the heating holding time is the time (min) for holding at the heating temperature.
  • ⁇ 15 have good conductivity with electrical resistance of 70 ⁇ 'cm or less, and show excellent heat resistance without causing graphite in the heat resistance evaluation test.
  • the sintered body after the test shows excellent chemical stability with no change in shape, and also has hardness, thermal conductivity, and characteristics comparable to diamond.
  • Comparative Sintered bodies 21 and 22 have good conductivity but are inferior in heat resistance (heat resistance In the evaluation test, graphitization occurred), and in the chemical stability evaluation test, the Co phase, which was the binder phase, eluted, and the sintered body was powdered, resulting in poor chemical stability. Further, the comparative sintered bodies 23 and 24 were so large that the electric resistance value could not be measured (equivalent to natural diamond) and did not show any conductivity.
  • a boron-doped diamond sintered body having both good conductivity and heat resistance can be obtained, and the boron-doped diamond sintered body can be processed by electric discharge machining.
  • the field of application of knots spreads and the practical effect is extremely large.
  • boron-doped diamond sintered bodies (conventional sintered bodies 1 and V) manufactured by conventional method 1 (the method described in JP 2006-502955 A) and conventional method 2 (patent no. Table 13 also shows the characteristics of the diamond monocarbonate-based sintered body (conventional sintered body 2) manufactured according to the specification of No. 2795738.
  • Example 2 In Example 2 and Comparative Example 2, V, electrical conductivity (electric resistance value), heat resistance, and chemical stability were evaluated as follows.
  • Heat resistance evaluation test In a vacuum furnace, a heat resistance test is performed in which heat treatment is performed at temperatures of 800 ° C and 1200 ° C for 30 minutes, respectively. After that, XRD (X-ray) analysis is performed to convert the graph after heat treatment. The presence or absence of (inverse conversion of diamond) was confirmed.
  • XRD X-ray
  • Chemical stability evaluation test The sintered body was immersed in hot hydrofluoric acid at 150 ° C for 2 hours, and the presence or absence of shape change of the sintered body was examined.
  • Heating holding time is the time for holding at heating temperature (min)
  • Heating holding time is the time for holding at heating temperature (min)
  • the comparative sintered body 31 35 40 produced by the comparative method 31 35 40 or the conventional method 12 which has manufacturing conditions deviating from the method of the present invention is inferior to the sintered body 3;! 45 of the present invention in any of conductivity, thermal conductivity, heat resistance, hardness, and chemical stability.
  • a diamond sintered body having good conductivity can be efficiently produced by a simple process, and the diamond sintered body obtained by the production method of the present invention is discharged. Since it has conductivity that can be processed by processing, the application field of diamond sintered bodies has expanded, and its practical effect is extremely large.
  • the boron-doped diamond powder and the alkaline earth carbonate powder that forms the binder phase of the sintered body are super-high pressure.
  • the resulting boron-doped diamond sintered body has a hardness, It has not only thermal conductivity and chemical stability, but also good electrical conductivity and excellent heat resistance, so it has characteristics comparable to natural diamond and has excellent processability that can be easily processed by electrical discharge machining. It has a wide range of applications and has a great practical effect.
  • diamond powder, boron powder, and alkaline earth carbonate powder forming a binder phase of the sintered body are subjected to ultrahigh pressure and high temperature.
  • boron is diffused into diamond to provide conductivity
  • the binder phase components are melted and infiltrated and filled into the particle gaps. It is possible to obtain a diamond sintered body having good conductivity in a typical two-step process.
  • the diamond sintered body produced according to the second aspect of the present invention has not only good conductivity but also excellent heat resistance, and further has characteristics comparable to natural diamond in terms of hardness, thermal conductivity and chemical stability. Therefore, it is expected to be applied in various fields by taking advantage of its excellent machining characteristics that it can be easily machined by electrical discharge machining.

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Description

明 細 書
良導電性ダイヤモンド焼結体およびその製造方法
技術分野
[0001] この発明は、良導電性を有するダイヤモンド焼結体を、簡易な工程で効率的に製 造する製造方法に関し、かつ、すぐれた耐熱性を有するボロンドープダイヤモンド焼 結体およびその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来から、ダイヤモンドは、硬度、熱伝導性、耐熱性が高ぐ化学安定性にすぐれ ていること等から、耐摩耗材料、電子デバイス 'センサ材料、ノ^オ関連材料、光学 関連材料等、幅広い分野に利用されており、そして、ダイヤモンドの製造法としては、 各種 CVD法による気相合成法、超高圧高温装置を用いた合成法が多く利用されて いる。
[0003] ダイヤモンド自体が非導電性であることは一般に良く知られている力 近年、ダイヤ モンドにボロンをドープしたボロンドープダイヤモンド力 その半導体的特性の点から 注目を浴びており、そして、その製造方法としては、例えば、ダイヤモンドを合成する 際に、反応ガス中に微量のボロン成分を添加する気相合成法、グラフアイト粉末とボ ロン粉末を原料粉末として、これを 5〜； !OGPaかつ 1300〜2000°Cの条件下で合成 する超高圧高温合成法が知られている。
[0004] また、ダイヤモンド自体の有する硬度、耐摩耗性等の特性に着目して、ダイヤモンド 焼結体が切削工具材料等として用いられている力 通常、ダイヤモンド焼結体は、超 高圧高温条件下の焼結で製造され、例えば、ダイヤモンド粉末と Co粉末を原料粉末 として、超高圧高温装置内で 5. 5GPaの圧力下 1500°Cの条件で焼結することにより ダイヤモンド Co系焼結体を得る方法、ダイヤモンド粉末と Ti、 Zr、 Cr等の粉末から なる原料粉末を、超高圧高温装置内で 6. 5GPa以上に加圧し 1700〜； 1900°Cの条 件で焼結し、その後さらに 2000°C以上の温度で加熱することにより、ダイヤモンド セラミックス系焼結体を得る方法、ダイヤモンド粉末と炭酸塩粉末を原料粉末として、 超高圧高温装置内で 6〜； 12GPaの圧力下、 1700〜2500°Cの条件で焼結すること により、ダイヤモンド 炭酸塩系焼結体を得る方法等が知られている。
特許文献 1：特開 2004— 193522号公報
特許文献 2：特開平 4 312982号公報
特許文献 3：特表 2006— 502955号公報
特許文献 4：特開平 5 - 194031号公報
特許文献 5：特許第 2795738号明細書
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ダイヤモンド焼結体は、その特性を生力、し幅広!/、分野に利用されて!/、るが、例えば 、上記従来技術と示したダイヤモンド Co系焼結体においては、結合相が金属 Co で構成されているために導電性を備え、そのため放電加工等による焼結体の加工が 可能であるという利点はあるものの、結合相が金属 Coであるが故に耐熱性が低いと いう弱点があった。一方、上記従来技術と示したダイヤモンド 炭酸塩系焼結体にお いては、その耐熱性は非常に優れているものの、導電性を有さないために、放電加 ェを行うことができず、レーザ加工によって加工せざるを得な!/、と!/、う加工上の難点 があった。
このように、従来技術においては、良導電性を備えるとともに、ダイヤモンドに匹敵 するその他の特性 (硬度、熱伝導性、耐熱性、化学安定性等）をも備えたダイヤモン ド焼結体を得ることは非常に困難であったため、これがダイヤモンド焼結体の幅広レ、 分野への応用を妨げる一つの要因とされていた。
そこで、この発明では、良導電性を有するとともに、硬度、熱伝導性、耐熱性、化学 安定性等についても天然ダイヤモンドに匹敵する特性を備えたダイヤモンド焼結体 を得ること、および該ダイヤモンド焼結体を、簡易な工程で効率的に製造することを 目白勺とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは、かかる課題を解決すベぐダイヤモンド焼結体を製造する際の原料 粉末および焼結方法について鋭意研究を行なったところ、
(a)焼結体を得るための原料粉末として、ダイヤモンドに微量のボロンをドープしたボ ロンドープダイヤモンド粉末と、焼結体の結合相を形成する成分として、 Mg、 Ca、 Sr 、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上の複合炭酸塩のうちの 1種または 2種以上の 炭酸塩 (以下、これらを総称して、「アルカリ土類炭酸塩」という）粉末を原料粉末とし て用い、各粉末が積層を形成するような状態、あるいは、各粉末が混合された状態で 、原料粉末を超高圧高温条件下で焼結すると、アルカリ土類炭酸塩粉末が約 2300 °Cの温度で溶融して、ボロンドープダイヤモンド粉末粒子間隙に溶浸し充填されたボ ロンドープダイヤモンド焼結体が得られること。
(b)焼結体を得るための原料粉末として、ダイヤモンド粉末と、ボロン粉末と、焼結体 の結合相を形成する成分として、 Mg、 Ca、 Sr、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上 の複合炭酸塩のうちの 1種または 2種以上の炭酸塩 (以下、これらを総称して、単に「 アルカリ土類炭酸塩」という）粉末を使用し、各粉末を所定量配合し、それを混合して 原料粉末を用意し、原料粉末を超高圧高温条件下で焼結するにあたり、まず第 1段 階として、所定圧所定温度で混合粉末中のボロンをダイヤモンドへ拡散させる拡散 処理を行い、次ぎに、第 2段階として、より高圧高温条件下で、結合相成分であるァ ルカリ土類炭酸塩粉末を溶融させ、ボロンが拡散したダイヤモンド粉末の粒子間隙 に溶融した結合相成分を溶浸，充填させると、これによつて良導電性を備えたダイヤ モンド焼結体が得られること。
(c)天然ダイヤモンドそれ自体の電気伝導度は、 10_¾/cm以下と非常に低!/、もの である。一方、ボロンドープダイヤモンド粉末の電気伝導度は非常に高ぐ約 1. 5S /cmである。また、上記従来技術におけるダイヤモンド 炭酸塩系焼結体の電気伝 導度も、約 10_ /cm程度と小さい値であるのに対して、上記（a)のボロンドープダ ィャモンド焼結体および上記 (b)の製造法によって得られたダイヤモンド焼結体では 、約 1. 0〜10— 2S/cmの電気伝導度を有しており、ダイヤモンド Co系焼結体の 電気伝導度約 2 X 10_2S/cmとほぼ同等の良導電性を備えることから、放電加工で 加工しょうとした場合に必要とされる十分な良導電性を備えていること。
(d)ダイヤモンド Co系焼結体のように、焼結体中に金属成分の結合相を含有する ものでは、 700°C程度の耐熱性しか備えていないのに対して、上記（a)のボロンドー プダイヤモンド焼結体および上記 (b)の製造法によって得られたダイヤモンド焼結体 では、約 1200°Cであって、天然ダイヤモンドを原料とした炭酸塩系ダイヤモンド焼結 体と同様に非常に優れた耐熱性を有し、さらに、硬度、熱伝導性、化学安定性につ いても非常に優れた特性値を示すこと。
とレ、う上記（a)〜（d)の知見を得たのである。
[0007] この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
(1)ボロンドープ量が;!〜 10wt%であるボロンドープダイヤモンド粉末 90〜99· 9wt %と、結合相成分として、 Mg、 Ca、 Sr、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上の複合 炭酸塩のうちの 1種または 2種以上からなる炭酸塩粉末 0.；!〜 10wt%とが超高圧高 温下で焼結され、上記結合相成分が上記ボロンドープダイヤモンド粉末粒子間隙に 溶浸充填されていることを特徴とするボロンドープダイヤモンド焼結体。
(2)ボロンドープ量が;!〜 10wt%であるボロンドープダイヤモンド粉末 90〜99. 9wt %と、結合相成分として、 Mg、 Ca、 Sr、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上の複合 炭酸塩のうちの 1種または 2種以上からなる炭酸塩粉末 0.；!〜 10wt%とを原料粉末 とし、該原料粉末を超高圧高温発生装置に装入し、該超高圧高温発生装置内で、 6
. 0〜9. OGPaの加圧条件下で 1600〜2500°Cの温度に加熱し、上記結合相成分 を溶融させて上記ボロンドープダイヤモンド粉末粒子間隙に溶浸充填することを特徴 とするボロンドープダイヤモンド焼結体の製造方法。
(3)ダイヤモンド粉末 80〜99. 4wt%と、ボロン粉末 0. 5〜； 15wt%と、結合相成分 として、 Mg、 Ca、 Sr、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上の複合炭酸塩のうちの 1 種または 2種以上からなる炭酸塩粉末 0.；!〜 10wt%とを混合した原料粉末を超高 圧高温発生装置に装入し、該超高圧高温発生装置内で、第 1段階として、 5. 0〜8. OGPaの加圧条件下で 1300〜； 1800°Cの温度に加熱してダイヤモンド粉末へのポロ ンの拡散を行い、その後、第 2段階として、 6. 0〜9. OGPaの加圧条件下で 1600〜 2500°Cの温度に加熱して上記結合相成分を溶融させ、ボロンが拡散したダイヤモン ド粉末粒子間隙に溶融した結合相成分を溶浸充填させることを特徴とする良導電性 ダイヤモンド焼結体の製造方法。
に特徴を有するものである。
[0008] 以下に、この発明を、より具体的かつ詳細に説明する。 [0009] まず、第 1態様のボロンドープダイヤモンド粉末およびその製造方法について説明 する。
(1)ボロンドープダイヤモンド粉末
ボロンドープダイヤモンド粉末としては、気相合成法、超高圧高温合成法等、現在 既に知られている製造法により得たボロンドープダイヤモンド粉末を使用することが できる。なお、ボロンのドープ量について特に限定するものではないが、実用上の観 点からは、ボロンドープ量が;!〜 10wt% [即ち、（ボロン重量））/ (ボロン重量 +ダイ ャモンド重量） X 100 =；!〜 10]のものを用いることが望ましぐより好ましくは、ボロン ドープ量は 2〜7wt%である。
[0010] (2)アルカリ土類炭酸塩粉末
ボロンドープダイヤモンド粉末とアルカリ土類炭酸塩粉末とを原料粉末として、超高 圧高温条件下で焼結を行うと、 Mg、 Ca、 Sr、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上の 複合炭酸塩のうちの 1種または 2種以上からなるアルカリ土類炭酸塩粉末は、約 230 0°Cの温度で溶融し、ダイヤモンド粉末の粒子間隙に溶浸し、隣接するダイヤモンド 粒子の接合を促進すると共に粒子間隙を充填し焼結体の密度を高める結合相として 存在する。
[0011] (3)原料粉末の配合割合
この発明では、ボロンドープダイヤモンド焼結体が、ダイヤモンドが本来有する硬度 、熱伝導性、化学安定性というすぐれた特性を失わないで、かつ、良導電性をも保持 するという観点から、原料粉末中のボロンドープダイヤモンド粉末の配合割合を 90〜 99. 9wt%と定め、一方、ボロンドープダイヤモンド焼結体の耐熱性を高め、所定の 良導電性を維持させ、また、所定の焼結体密度を保持するという観点から、アルカリ 土類炭酸塩粉末の配合割合を 0. ；!〜 10wt%と定めた。
つまり、ボロンドープダイヤモンド粉末の配合割合が 90wt%未満、あるいは、アル カリ土類炭酸塩粉末の配合割合が 10wt%を超えた場合には、ボロンドープダイヤモ ンド焼結体に所定の良導電性を付与できないばかりか、焼結体としての密度、硬度、 熱伝導性、化学安定性が低下し、一方、アルカリ土類炭酸塩粉末の配合割合が 0. 1 wt%未満、あるいは、ボロンドープダイヤモンド粉末の配合割合が 99. 9wt%を超え た場合には、結合相成分の減少による焼結性の低下、焼結体強度の低下が生じ、ま た、耐熱性も低下するようになるからである。
[0012] (4)超高圧高温装置における焼結条件
超高圧高温装置内での加圧圧力が 6. OGPa未満では焼結体の緻密化を十分行う ことができず、しかし、その効果は 9· OGPa以下で十分であり、それを超えると装置コ ストが高くなるので、加圧圧力は 6. 0〜9. OGPaと定めた。
また、超高圧高温装置内での加熱温度が 1600°C未満では、炭酸塩の溶融、溶浸 、充填が不十分であるとともに焼結反応も不十分であるため焼結体の高密度化を図 れず、一方、焼結加熱温度が 2500°Cを超えると過焼結となり、ダイヤモンドがグラフ アイトに逆変換する現象が生じることから、加熱温度を 1600〜2500°Cと定めた。 なお、原料粉末を超高圧高温発生装置に装入するにあたり、ボロンドープダイヤモ ンド粉末とアルカリ土類炭酸塩粉末は、それぞれが粉末層を形成し、この粉末層が 積層された状態で超高圧高温発生装置に装入されていることが望ましいが、ボロンド ープダイヤモンド粉末とアルカリ土類炭酸塩粉末を混合し、この混合粉末を原料粉 末として超高圧高温発生装置内 装入することも勿論可能である。
[0013] 次に、第 2態様のダイヤモンド焼結体の製造方法について説明する。
(1)ダイヤモンド粉末、ボロン粉末
ダイヤモンド粉末としては、気相合成法に限らず、現在既によく知られている方法で 製造されたダイヤモンド粉末を使用することができる。
また、ボロン粉末としては、結晶性ボロン粉末あるいは非晶質ボロン粉末が望ましい 1S 場合によっては、ボロン含有量の高いボロンカーバイド粉末を使用することもでき そして、ボロン粉末におけるボロン成分は、超高圧高温条件下の焼結における第 1 段階、即ち、 5. 0〜8. OGPaの加圧条件下で 1300〜； 1800°Cの温度範囲において 、ボロンがダイヤモンド粉末の表面へ拡散する。こうして得られたダイヤモンド粉末は 、最終的に得られるダイヤモンド焼結体に導電性を付与する作用を有する。
[0014] (2)アルカリ土類炭酸塩粉末
ダイヤモンド粉末とボロン粉末とアルカリ土類炭酸塩粉末とを混合し、これを原料粉 末として、超高圧高温条件下で焼結を行う際、第 1段階として、 5. 0〜8. OGPaの加 圧条件下で 1300〜； 1800°Cの温度範囲での焼結により、ボロン成分のダイヤモンド への拡散が生じ、次の第 2段階、即ち、 6. 0〜9. OGPaのカロ圧条件下 1600〜2500 °Cの温度範囲での焼結によって、上記結合相成分が溶融し、溶融した結合相成分 1S ボロンがドープしたダイヤモンド粉末粒子間隙に溶浸充填され、焼結体の密度を 高める結合相として存在する。
(3)原料粉末の配合割合
この発明では、ダイヤモンド焼結体力 ダイヤモンドが本来有する硬度、熱伝導性、 化学安定性というすぐれた特性を失わないで、かつ、良導電性をも保持するという観 点から、原料粉末中のダイヤモンド粉末の配合割合を 80〜99. 4wt%と定め、また、 ボロン粉末の配合割合を 0. 5〜； 15wt%と定め、一方、ダイヤモンド焼結体に良導電 性を付与させつつ、耐熱性を高め、さらに、所定の焼結体密度を保持するという観点 から、アルカリ土類炭酸塩粉末の配合割合を 0. ；!〜 10wt%と定めた。
つまり、ダイヤモンド粉末の配合割合が 80wt%未満、ボロン粉末の配合割合が 0. 5wt%未満、あるいは、アルカリ土類炭酸塩粉末の配合割合が 10wt%を超えた場 合には、ダイヤモンド焼結体に所定の良導電性を付与できないばかりか、焼結体とし ての硬度、熱伝導性、化学安定性、緻密度が低下し、一方、アルカリ土類炭酸塩粉 末の配合割合が 0. lwt%未満、あるいは、ダイヤモンド粉末の配合割合が 99. 4wt %を超えた場合またボロン粉末の配合割合が 15wt%を超えた場合には、結合相成 分の減少による焼結性の低下、焼結体強度の低下とともに耐熱性が低下するように なるからである。
なお、原料粉末の配合にあたり、ダイヤモンド粉末、ボロン粉末、アルカリ土類炭酸 塩粉末の各粉末を直接配合するのではなぐ先行技術として示した方法により製造し た（予めボロンをドープした)ボロンドープダイヤモンドをアルカリ土類炭酸塩粉末と配 合し、これを原料粉末として焼結を行うことも考えられる力、ボロンドープダイヤモンド のダイヤモンド粒子内には、合成時に使用した金属触媒等の一部が不純物として残 留していることがあり、この場合には焼結体の特性 (例えば、耐熱性）に悪影響を及ぼ し、また、合成で得られたボロンドープダイヤモンドは塊状であるため、これを破砕し、 化学処理により金属不純物等の除去を行い、その後分級を行う必要があり、後工程 での手間がかかる。それ故、原料粉末としては、ダイヤモンド粉末、ボロン粉末および アルカリ土類炭酸塩粉末を、それぞれ所定割合で配合したものを使用することが必 要である。そして、ダイヤモンド粉末、ボロン粉末、アルカリ土類炭酸塩粉末をそれぞ れ所定割合で配合したものを原料粉末とすれば、ダイヤモンド粒子内への不純物の 混入を防止できるばかりか、ボロンドープダイヤモンド合成後の後工程も不要になり、 さらに、焼結体中のダイヤモンドとボロンの含有割合を、配合比の調整により的確か つ容易に設定することができる。
(4)超高圧高温装置における焼結条件
超高圧高温装置による焼結において、その第 1段階として 5. 0〜8. OGPaの加圧 条件下で 1300〜； 1800°Cの温度範囲において、ダイヤモンド粉末へのボロンの拡散 が生じ、これによつて、焼結体に導電性を付与することができる力 加圧条件、加熱 温度条件が上記範囲未満であると、ボロンの拡散が不十分になり、焼結体に満足で きる導電性を付与することができず、また、加圧条件、加熱温度条件が上記範囲を超 えると、炭酸塩が溶融しはじめてボロン拡散相が十分に形成されないままダイヤモン ドが焼結されることから、焼結第 1段階における加圧条件、加熱温度を、それぞれ、 5 . 0—8. OGPa, 1300〜； 1800。Cと定めた。
また、第 2段階の焼結において、加圧圧力が 6. OGPa未満では十分な緻密化が図 れず、また、その効果は 9. OGPa以下で十分であり、それを超えると装置コストが高く なるので、加圧圧力は 6. 0〜9. OGPaと定めた。さらに、加熱温度が 1600°C未満で は、アルカリ土類炭酸塩の溶融、溶浸、充填が不十分になるとともに焼結反応も不十 分であるため焼結体の緻密化を図れず、一方、加熱温度が 2500°Cを超えると過焼 結状態となり、ダイヤモンド粒子がグラフアイト化する現象が生じることから、加熱温度 を 1600〜2500。Cと定めた。
なお、原料粉末を超高圧高温発生装置に装入するにあたり、この発明では、ダイヤ モンド粉末、ボロン粉末およびアルカリ土類炭酸塩粉末を混合し、この混合粉末を原 料粉末として超高圧高温発生装置内 装入するとしたが、原料粉末を混合粉末とせ ずに、ダイヤモンド粉末、ボロン粉末、アルカリ土類炭酸塩粉末のそれぞれが粉末層 を形成し、この粉末層が積層された状態の原料粉末を、超高圧高温発生装置内に 装入した状態で焼結を行うことも勿論可能である。
発明の効果
[0017] この発明のボロンドープダイヤモンド焼結体およびその製造方法によれば、ボロン ドープダイヤモンド粉末と、焼結体の結合相を形成するアルカリ土類炭酸塩粉末とを 、超高圧高温条件下で加熱し、結合相成分を溶融させて、ボロンドープダイヤモンド 粒子間隙に結合相成分を溶浸充填させた焼結体を得ることにより、得られたボロンド ープダイヤモンド焼結体は、硬度、熱伝導性、化学安定性を備えるばかりか、良導電 性とすぐれた耐熱性とを有する。
[0018] また、ダイヤモンド粉末、ボロン粉末と、焼結体の結合相を形成するアルカリ土類炭 酸塩粉末とを、超高圧高温条件下、その第 1段階として、ボロンをダイヤモンドへ拡 散させ導電性を付与し、そして、その第 2段階として、結合相成分を溶融させて粒子 間隙に溶浸充填させるという簡易かつ効率的な 2段階の工程で良導電性を有するダ ィャモンド焼結体を得ることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 表 1に、この発明の実施例 1で使用したボロンドープダイヤモンド粉末とアルカリ土 類炭酸塩粉末の具体例を示す。
実施例 1
[0020] 表 1に示される各種のボロンドープダイヤモンド粉末とアルカリ土類炭酸塩粉末を、 表 2に示されるごとく配合し、原料粉末 1〜； 13を用意した。これらの原料粉末;!〜 13 を、下方にアルカリ土類炭酸塩粉末層を、また、上方にボロンドープダイヤモンド粉 末を積層配置した状態で、通常のベルト型超高圧高温装置に装入し、表 3に示され る超高圧高温条件で焼結し、表 4に示される本発明ボロンドープダイヤモンド焼結体 1〜； 15 (以下、本発明焼結体 1〜15という）を製造した。本発明焼結体;!〜 15の諸特 性 (電気伝導度 (電気抵抗値)、耐熱性、硬度、熱伝導度、化学安定性等)を測定し たので、その測定値を表 4に示す。
比較例 1 [0021] 比較の目的で、表 5に示されるダイヤモンド粉末と結合相成分粉末とからなる原料 粉末 2；!〜 24を用意し、原料粉末 21、 23については、下方に結合相成分粉末層を、 また、上方にダイヤモンド粉末層を積層配置した状態で、また、原料粉末 22、 24に ついては、ダイヤモンド粉末と結合相成分粉末とを混合粉末とした状態で通常のベ ルト型超高圧高温装置に装入し、同じく表 6に示される条件で焼結し、比較ダイヤモ ンド焼結体 21〜24 (以下、比較焼結体 2；!〜 24という）を製造した。比較焼結体 2；!〜 24について測定した諸特性の測定値を表 7に示す。
[0022] なお、上記実施例 1、比較例 1にお V、て、電気伝導度（電気抵抗値）、耐熱性及び 化学安定性の評価は次のようにして行った。
電気伝導度評価試験; 4端子法により電気抵抗を測定した。
耐熱性評価試験;真空炉にて、温度 800°Cと 1200°Cでそれぞれ保持時間 30分間 の条件で熱処理する耐熱試験を行い、その後、 XRD (X線）分析により、熱処理後の グラフアイト化（ダイヤモンドの逆変換）の有無を確認した。
化学安定性評価試験;焼結体を 150°Cの熱フッ酸に 2時間浸潰し、焼結体の形状 変化の有無を調べた。
[0023] [表 1]
粉末の種類 粉 mi 平均粒径（ m)
BD (1) 0.5 ポロンド一プ
BD (2)
ダイヤモンド粉末 3
BD (3) 8
MgCOs 30
CaC03 50
SrC03
アルカリ土類 30 炭酸塩粉末 BaC03 30
(Mg, Ca)C03 50
(Mg, Sr)CQ3 50
(注） BD(1)~BD(3)のポロンド一プ量は、
それぞれ、 2wt%、 4wt%、 7wt0/6である。
Figure imgf000013_0001
焼結
昇温速度 加熱保 圧力（GPa) 加熱温度 持
(。c) 時間（min)
(A) 8 200 2300 30
(B) 8 200 2000 30
(c) 7 200 1700 30
(D) 6 200 1600 30
(注)加熱保持時間は、加熱温度に保持した時間（min)。
Figure imgf000015_0001
(注)化学安定性の欄の〇印は、化学安定性評価試験において、試験後の焼結体に形状変化が生じなかったことを示す。
Figure imgf000016_0001
0072 [0028] [表 6]
Figure imgf000017_0001
(注)加熱保持時間は、加熱温度に保持した時間（min)。
[0029] [表 7]
¾雜^*^a^ #¾Hέ ¾^a2雜0030¾^^有4*:5^^jl18;;:〜
Figure imgf000018_0001
(注 1 )化学安定性の欄の O印は、化学安定性評価試験において、試験後の焼結体に形状変化が生じなかった ことを示し、また、 X印は、 Co相の溶出によって焼結体が粉末化したことを示す。
(注 2)「測定不可 Jとは、電気抵抗値が天然ダイヤモンドのそれと同程度に大きい値であったこと（電気伝導度 が 1 CT5S cm以下）を示す。
；!〜 15は、電気抵抗値が 70 Ω 'cm以下の良導電性を有し、かつ、耐熱性評価試験 にお!/、てグラフアイト化を生じず優れた耐熱性を示し、化学安定性評価試験にお!/、 ても、試験後の焼結体に形状変化はなく優れた化学安定性を示し、さらに、硬度、熱 伝導性にっレ、てもダイヤモンドに匹敵する特性を備えて!/、た。
一方、表 7に示される比較焼結体 2；!〜 24の特性値からも明らかなように、比較焼結 体 21、 22は、良導電性を有するものの耐熱性に劣っており（耐熱性評価試験におい てグラフアイト化が生じた）、また、化学安定性評価試験においては、結合相である C o相が溶出したために焼結体が粉末化してしまい化学安定性が劣っていた。さらに、 比較焼結体 23、 24は、電気抵抗値が測定不能なほど大（天然ダイヤモンドと同等） であって、導電性を全く示さなかった。
以上のとおり、本発明によれば、良導電性と耐熱性とを兼ね備えたボロンドープダ ィャモンド焼結体が得られ、放電加工によるボロンドープダイヤモンド焼結体の加工 が可能となるため、ボロンドープダイヤモンド焼結体の応用分野が広がり、実用上の 効果はきわめて大である。
実施例 2
[0031] 表 8に示される各種のダイヤモンド粉末、ボロン粉末およびアルカリ土類炭酸塩粉末 を、表 9に示される配合割合で混合し、原料粉末 31〜45を用意した。これらの原料 粉末 3；!〜 45を、通常のベルト型超高圧高温装置に装入し、本発明法 3；!〜 45として 、表 10に示される条件で第一段階、第二段階の焼結を行い、表 11に示されるダイヤ モンド焼結体 31〜45 (以下、本発明焼結体 3；!〜 45という）を製造した。本発明法 31 〜45により製造した本発明焼結体 31〜45の諸特性 (電気伝導度（電気抵抗値）、耐 熱性、硬度、熱伝導度、化学安定性等）を測定し、その測定値を表 11に示す。
比較例 2
[0032] 比較の目的で、原料粉末 31、 35、 40を使用して、比較法 31、 35、 40として表 12 に示される条件で焼結を行い、比較焼結体 31、 35、 40を製造した。その諸特性を表 13に示す。
また、参考のため、従来法 1 (特表 2006— 502955号公報記載の方法）により製造 したボロンドープダイヤモンド焼結体 (従来焼結体 1と V、う）、および従来法 2 (特許第 2795738号明細書）により製造したダイヤモンド一炭酸塩系焼結体 (従来焼結体 2と いう）についても、その諸特性を同じく表 13に示す。
[0033] なお、上記実施例 2、比較例 2にお V、て、電気伝導度（電気抵抗値）、耐熱性及び 化学安定性の評価は次のようにして行った。
電気伝導度評価試験; 4端子法により電気抵抗を測定した。
耐熱性評価試験;真空炉にて、温度 800°Cと 1200°Cでそれぞれ保持時間 30分間 の条件で熱処理する耐熱試験を行い、その後、 XRD (X線）分析により、熱処理後の グラフアイト化（ダイヤモンドの逆変換）の有無を確認した。
化学安定性評価試験；焼結体を 150°Cの熱フッ酸に 2時間浸漬し、焼結体の形状変 化の有無を調べた。
[0034] [表 8]
粉末の種類 末記"^ 平均粒径（jU m)
D (1) 1.0
ダイヤモンド粉末 D (2) 3.0
D (3) 8.0
B (1) 0.5
ボロン粉末 B (2) 3.0
B (3) 8.0
MgC03 30
CaC03 50
SrC03 30
アルカリ土類
炭酸塩粉末
BaC03 30
(Mg, Ca) C03 50
(Mg, Sr) C03 50
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000021_0002
SU D¾s035 D¾0037l
Figure imgf000022_0001
(注)加熱保持時間は、加熱温度に保持した時間（min)
〔〕0038
Figure imgf000023_0001
(注)化学安定性の欄の〇印は、化学安定性評価試験において、試験後の焼結体に形状変化が生じなかったことを示す。
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0002
(注)加熱保持時間は、加熱温度に保持した時間（min)
§,$¾JO^ 3504-
Figure imgf000025_0002
(注 1 )化学安定性の欄の〇印は、化学安定性評価試験において、試験後の焼結体に形状変化が生じなかった
ことを示し、また、 印は結合相が弱いため脱落が起こったことを示し、厶印は一部脱落が起こったことを示す。
Figure imgf000025_0001
(注 2 )「測定不可」とは、電気抵抗値が天然ダイヤモンドのそれと同程度に大きい値であったこと (電気伝導度
が 1 CT5SZcm以下）を示す。
伝導性、化学安定性についても天然ダイヤモンドに匹敵する特性を備えるのに対し て、製造条件が本発明法から外れる比較法 31 35 40で製造した比較焼結体 31 35 40あるいは従来法 1 2で製造した従来焼結体 1 2は、導電性、熱伝導性、耐 熱性、硬度、化学安定性の何れかが本発明焼結体 3；! 45より劣っている。
以上の通り、本発明によれば、良導電性を有するダイヤモンド焼結体を簡易な工程 で効率的に製造することができ、しかも、本発明の製造法により得たダイヤモンド焼 結体は、放電加工による加工が十分可能である導電性を備えているので、ダイヤモ ンド焼結体の応用分野が広がり、実用上の効果はきわめて大である。
産業上の利用可能性
[0041] この発明の第 1態様のボロンドープダイヤモンド焼結体およびその製造方法によれ ば、ボロンドープダイヤモンド粉末と、焼結体の結合相を形成するアルカリ土類炭酸 塩粉末とを、超高圧高温条件下で加熱し、結合相成分を溶融させて、ボロンドープダ ィャモンド粒子間隙に結合相成分を溶浸充填させた焼結体を得ることにより、得られ たボロンドープダイヤモンド焼結体は、硬度、熱伝導性、化学安定性を備えるばかり 、、良導電性とすぐれた耐熱性とを有することから、天然ダイヤモンドに匹敵する特 性を備えるとともに、放電加工で容易に加工できるという優れた加工性を有し、多方 面 の応用が広がり、実用上の効果は非常に大きい。
[0042] この発明の第 2態様のダイヤモンド焼結体の製造方法によれば、ダイヤモンド粉末 、ボロン粉末と、焼結体の結合相を形成するアルカリ土類炭酸塩粉末とを、超高圧高 温条件下、その第 1段階として、ボロンをダイヤモンドへ拡散させ導電性を付与し、そ して、その第 2段階として、結合相成分を溶融させて粒子間隙に溶浸充填させるとい う簡易かつ効率的な 2段階の工程で良導電性を有するダイヤモンド焼結体を得ること ができる。
そして、この発明の第 2態様により製造したダイヤモンド焼結体は、良導電性ばかり 、、すぐれた耐熱性を備え、さらに、硬度、熱伝導性、化学安定性については天然ダ ィャモンドに匹敵する特性を備えるものであることから、放電加工で容易に加工でき るという優れた加工特性を生かし、多方面への応用が期待されることから、実用上の 効果は非常に大きい。

Claims

請求の範囲
[1] ボロンドープ量が;!〜 10wt%であるボロンドープダイヤモンド粉末 90〜99· 9wt% と、結合相成分として、 Mg、 Ca、 Sr、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上の複合炭 酸塩のうちの 1種または 2種以上からなる炭酸塩粉末 0. ；!〜 10wt%とが超高圧高温 下で焼結され、上記結合相成分が上記ボロンドープダイヤモンド粉末粒子間隙に溶 浸充填されていることを特徴とするボロンドープダイヤモンド焼結体。
[2] ボロンドープ量が;!〜 10wt%であるボロンドープダイヤモンド粉末 90〜99. 9wt%と 、結合相成分として、 Mg、 Ca、 Sr、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上の複合炭酸 塩のうちの 1種または 2種以上からなる炭酸塩粉末 0. ；!〜 10wt%とを原料粉末とし、 該原料粉末を超高圧高温発生装置に装入し、該超高圧高温発生装置内で、 6. 0〜 9. OGPaの加圧条件下で 1600〜2500°Cの温度に加熱し、上記結合相成分を溶 融させて上記ボロンドープダイヤモンド粉末粒子間隙に溶浸充填することを特徴とす るボロンドープダイヤモンド焼結体の製造方法。
[3] ダイヤモンド粉末 80〜99. 4wt%と、ボロン粉末 0. 5〜； 15wt%と、結合相成分とし て、 Mg、 Ca、 Sr、 Baの炭酸塩並びにこれらの 2種以上の複合炭酸塩のうちの 1種ま たは 2種以上からなる炭酸塩粉末 0. ；!〜 10wt%とを混合した原料粉末を超高圧高 温発生装置に装入し、該超高圧高温発生装置内で、第 1段階として、 5. 0〜8. 0GP aの加圧条件下で 1300〜； 1800°Cの温度に加熱してダイヤモンド粉末へのボロンの 拡散を行い、その後、第 2段階として、 6. 0〜9. OGPaのカロ圧条件下で 1600〜250 0°Cの温度に加熱して上記結合相成分を溶融させ、ボロンが拡散したダイヤモンド粉 末粒子間隙に溶融した結合相成分を溶浸充填させることを特徴とする良導電性ダイ ャモンド焼結体の製造方法。
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