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金属担持ダイヤモンド微粉の製造方法及び金属担持ダイヤモンド微粉

国内特許コード P180014939
掲載日 2018年5月1日
出願番号 特願2011-144393
公開番号 特開2013-010991
登録番号 特許第5411210号
出願日 平成23年6月29日(2011.6.29)
公開日 平成25年1月17日(2013.1.17)
登録日 平成25年11月15日(2013.11.15)
発明者
  • 松本 泰治
  • 竹澤 信隆
  • 山ノ井 翼
  • 飯塚 一智
  • 吉本 護
  • 山中 博
  • 森野 志津香
  • 粂川 勝美
出願人
  • トーメイダイヤ株式会社
  • 栃木県
  • 国立大学法人東京工業大学
発明の名称 金属担持ダイヤモンド微粉の製造方法及び金属担持ダイヤモンド微粉
発明の概要 【課題】
一次粒子としての平均粒径が5μm以下(D50値表示)のダイヤモンド微粉、特にサブミクロンクラスのダイヤモンド微粉構成粒子上に均一な金属担持層を形成する方法を提供する。
【解決手段】
本発明の金属担持ダイヤモンド微粉の製造方法は、本質的に高い水中分散性及び帯電性のダイヤモンド粒子の創製工程、かかるダイヤモンド粒子を一次粒子として水中に分散して負に帯電・懸濁させ、さらに正に帯電する金属イオンを添加する工程、金属イオンの電荷を中和し、ダイヤモンド粒子上に金属前駆体を付着させる工程、及び該前駆体を金属に還元し、金属を担持したダイヤモンド粒子を形成する各工程を含む。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


ダイヤモンド粒子の高機能化を目指して実施されている表面被覆は、ダイヤモンド含有工具製作時において、砥粒としてのダイヤモンド粒子を固定するマトリックスとの接合強度向上を目指した中間膜、高温時の酸化による粒子劣化防止のための保護膜、複合機能発現を目的とした導電膜などがあり、樹脂ボンド工具用ダイヤモンド粒子へのニッケル被覆、高温焼成工具用粒子への金属炭化物被覆、表面への導電性付与を目的とした蒸着膜などが広く実用化されている。特に金属被覆は金属ボンド工具用の粒子として、あるいはダイヤモンド焼結体製造における結合剤として、また磁性を有する研磨剤としての用途にも用いられている。



これらの用途に向けた金属被覆方法としては、物理的な方法として蒸着、スパッタリングなど、化学的な方法として、めっき(電気めっき、化学めっき、浸漬めっき)、化学蒸着(CVD)、溶射などが知られている。中でも化学めっきは、電気絶縁体であるダイヤモンドへの簡便な被覆方法として広く利用されており、特に次亜リン酸ナトリウムを還元剤に用い、Ni-P合金として析出させる方法が一般的である。

産業上の利用分野


本発明は表面に金属を担持する平均粒径が5μm以下の整粒されたダイヤモンド微粉、特にサブミクロンクラス、即ち平均粒径が1μm未満のダイヤモンド微粉及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
次の各工程を有する、金属担持ダイヤモンド微粉の製造方法:
(1) 平均粒径5μm以下の整粒されたダイヤモンド微粉に酸化処理を施し、ダイヤモンド微粉を構成するダイヤモンド粒子表面に酸素含有官能基を付与する工程、
(2) 上記ダイヤモンド粒子を極性溶媒中に入れて負に帯電したダイヤモンド粒子とし、該溶媒中に分散懸濁させて懸濁液とする工程、
(3) 上記懸濁液に正に帯電した金属イオンを添加し、次いで金属イオンの電荷を中和し、ダイヤモンド粒子表面周囲の金属イオンを水酸化物乃至水和酸化物に変換し、ダイヤモンド粒子上に析出・担持された金属前駆体とする工程、
(4) 上記金属前駆体を担持するダイヤモンド粒子を還元性雰囲気中で加熱し、金属前駆体を金属に還元する工程、
(5) 上記工程(4)で得られた金属担持ダイヤモンド粒子を回収する工程。

【請求項2】
前記極性溶媒が水又はアルコールである、請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記工程(3)の中和を、金属水酸化物、アンモニア、各種アルカリ塩、尿素、又は化学めっき用還元剤の添加によって行う、請求項1に記載の方法。

【請求項4】
前記工程(3)の中和を、ジメチルアミンボラン(DMAB)、ピロリン酸塩、次亜リン酸塩、水素化ホウ素化合物、ヒドラジンから選ばれる1種を含む化学めっき用還元剤の添加によって行う、請求項に記載の方法。

【請求項5】
前記ダイヤモンド微粉の平均粒径がD50値表示において1μm以下である、請求項1に記載の方法。

【請求項6】
前記ダイヤモンド微粉の平均粒径がD50値表示において0.2μm以下である、請求項1又は請求項5に記載の方法。

【請求項7】
前記工程(4)の金属を薄膜状で得る、請求項1に記載の方法。

【請求項8】
前記工程(4)の金属を粒子状で得る、請求項1に記載の方法。

【請求項9】
前記工程(4)の金属が強磁性又は常磁性を有する、請求項1に記載の方法。

【請求項10】
前記工程(1)のダイヤモンド微粉が、静的超高圧力下で合成された単結晶質ダイヤモンドの粉砕によって得られた微粉である、請求項1に記載の方法。

【請求項11】
前記工程(1)のダイヤモンド微粉が、グラファイトを出発原料とし、衝撃加圧によって合成された、ナノメートル級の一次ダイヤモンド粒子が融着して成る多結晶質粒子で構成される、請求項1に記載の方法。

【請求項12】
前記工程(1)のダイヤモンド微粉が、高性能爆薬を出発原料とし、爆轟によって合成されたナノメートル級のダイヤモンド粒子の凝集体である、請求項1に記載の方法。

【請求項13】
前記工程(1)のダイヤモンド微粉構成粒子が加熱処理の結果として微小クラックを内蔵する、請求項1に記載の方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011144393thum.jpg
出願権利状態 登録


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