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超高圧プロセスによる天然ダイヤモンド単結晶・多結晶体の成因解明 新超硬質材料の合成と開発

研究報告コード R000000509
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 赤石 實
研究者所属機関
  • 文部科学省 物質・材料研究機構(旧無機材質研究所)
研究機関
  • 文部科学省 物質・材料研究機構(旧無機材質研究所)超高圧ステーション
報告名称 超高圧プロセスによる天然ダイヤモンド単結晶・多結晶体の成因解明 新超硬質材料の合成と開発
報告概要 天然ダイヤモンド単結晶・多結晶体の成因を解明するために,しゅう酸二水和物と黒鉛をカプセルに封入し7.7GPa,1300~2000℃の条件で0.5から360時間処理し,ダイヤモンドを合成した。回収カプセル中の流体相としてCO2,H2Oの存在を確認した結果(図1),C-H-O流体相がダイヤモンド合成触媒として機能することを明らかにした。CO2,H2O,CH4流体相を用いたダイヤモンド合成,生成過程の解明,炭酸塩融体からのダイヤモンド結晶化,けい酸塩および炭酸塩融体中での溶解などについて調べた。粒径約0.7μmの天然ダイヤモンドを炭酸マグネシウム-C-O-H流体相を焼結助剤として7.7GPa,2000から2300℃で焼結し,巨視的に均質,緻密な多結晶体,ヴィッカース硬度70GPa以上,粒径1μm以下を合成した。この多結晶体の機械的特性を評価するために超精密加工用の切削工具を試作し,単結晶工具に遜色が無いことが分かった。
画像

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研究分野
  • 結晶成長技術・装置
  • 無機化合物の結晶成長
  • 無機化合物一般及び元素
  • 研削
  • 炭素とその化合物
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「極限環境状態における現象」研究代表者 赤石 實(無機材質研究所超高圧力ステーション)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 赤石 實. 超高圧プロセスによる天然ダイヤモンド単結晶・多結晶体の成因解明 新超硬質材料の合成と開発. 戦略的基礎研究推進事業「極限環境状態における現象」兼平成8年度採択研究課題終了シンポジウム 講演要旨集,2001. p.44 - 45.

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