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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

研究報告コード R000000207
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
  • 無機材質研究所
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
報告概要 本研究は超高圧合成技術を用いて非金属触媒を用いたダイヤモンド合成研究を発展させて,天然ダイヤモンド単結晶・多結晶体の成因を解明する。成因解明研究を通して「バラス」類似の新硬質材料を合成し,次世代硬質材料の開発を目指している。MoおよびTaのシングルカプセルを設計・試作し,流体相を含む焼結助剤を用いてダイヤモンド多結晶体の合成実験を行い,流体相を確実に封入する技術を開発した。黒鉛の代わりに13Cを用いてダイヤモンド合成実験を行い,流体相の組成をしらべたところ,12CO213CO2を流体相に確認し,炭素原料と流体相の間に交換反応が起こっていることを明らかにした(図1)。Taのシングルカプセルを用いて0~1μmのダイヤモンド粉末を流体相添加炭酸塩粉末上に積層し,7.7 GPa ,2300℃の条件で多結晶体を合成した。この多結晶体は超精密加工用工具としても鋭利な刃先形状に加工できた。
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研究分野
  • 高圧技術
  • 結晶成長一般
  • 炭素とその化合物
関連発表論文 (1)T. Grande, M. Ishii, M. Akaishi, S. Aasland, H. Fjellvag and S. Stolen, “Structural Properties of GeSe2 at High Pressures”, Solid State Comm., 145, 167 (1999).
(2)T. Taniguchi, M. Akaishi and S. Yamaoka, “Sintering of cubic boron nitride without additive at 7.7GPa and above 2000℃”, J. Mater. Res., 14, 162 (1999).
(3)S.M. Hong, M. Akaishi and S. Yamaoka, “High Pressure Synthesis of Heat-Resistant Diamond Using Diamond-TiC0.6 Powder Mixture”, J. Am. Ceram. Soc., 82, 2497 (1999).
(4)H. Kanda, M. Akaishi, and S. Yamaoka, “Synthesis of diamond with the highest nitrogen concentration” Diamond and Related Materials, 8, 1 441 (1999).
(5)K. Sato, M. Akaishi and S. Yamaoka, “Spontaneous nucleation of diamond in the system of MgCO3-CaCO3-C at 7.7GPa”, Diamond and Related Materials, 8, 1900 (1999).
(6)M. Akaishi and S. Yamaoka, “Crystallization of diamond from C-O-H fluids under high pressure and high temperature conditions”, J. Crystal Growth, 209, 999 (2000).
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)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 赤石 實. 極限環境状態における現象 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. 戦略的基礎研究推進事業 平成11年度 研究年報.科学技術振興事業団, 2000. p.553 - 556.

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