JPH01313392A

JPH01313392A - ダイヤモンドの合成方法

Info

Publication number: JPH01313392A
Application number: JP14367888A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Sakamoto; 幸弘坂本; Takeshi Miura; 毅三浦
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1989-12-18

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ダイヤモンドの合成方法に関し、特に、燃焼
炎中に基板を位置させることにより、極めて容易にダイ
ヤモンドを合成することができる全く新規な方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、用いられていたダイヤモンドの合成方法としては
、静圧法、衝撃圧縮法、及び低圧法など、極めて多くの
方法が提案されており、その中で代表的なものについて
述べると次の通りである。

まず、特公昭３６−２３４６３号公報にて示される静圧
法の場合、図示していないが、先細パンチ装置と先細圧
穿台装置を有すると共に、前記パンチ装置により導入さ
れるべき前記圧穿台装置中に形成された反応室を有し、
ガスゲット装置が前記先細パンチ装置と圧穿台装置の先
細壁部分との間に挿入されている構成よりなる高温高圧
装置であり、摂氏数千度の温度及び数万気圧の圧力を長
時間にわたり維持することにより、ダイヤモンドのき成
を得ている。

又、特開昭５８−１３５１１７号公報にて示される低圧
法の場合、図示していないが、炭化水素に対する水素の
モル比が１〜２０００となるように混きしたガスを、還
元性ガス又はこれに中性ガスを混和した雰囲気下の水素
プラズマ気相中で流動状態で気相反応させることにより
ダイヤモンドの合成を得ている。

又、特開昭５８−１１０４９４号公報にて示される低圧
法の場合、図示していないが、水素ガスをマイクロ波無
極電放電中を通過させた後、炭化水素と混きした混合ガ
ス、又は炭化水素と水素ガスとの混合ガスをマイクロ波
無極電放電中を通過させた混自ガスを、３００〜１３０
０℃に加熱した基板表面に導入し、炭化水素の熱分解に
よりダイヤモンドの合成を得ている。

又、特開昭６３−８５０１１号公報にて示される低圧法
の場合、図示していないが、プラズマ中の含酸素有機化
合物および／または含窒素有機化合物と水素との混合ガ
スに、レーザーを照射することによりダイヤモンドの合
成を得ている。

又、特開昭６０−１２７３００号公報にて示される低圧
法の場き、図示していないが、有機化６物から気相法に
よりダイヤモンドを合成する方法において、反応ガスに
不活性ガスを添加し、その混合ガスを熱フィラメントを
用いて励起することによりダイヤモンドの合成を得てい
る。。

さらに、前述した衝撃圧楠法としては、ここでは説明を
省略しているが、特開昭５５−９０４１０号公報を挙げ
ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のダイヤモンドのき成方法は、以上のように構成さ
れていたため、次のような課題を有していた。

すなわち、前述した各公報に開示された方法のうち、静
圧法においては、プレス、シリンダ、マンビル及びｊ重
帯装置などが必要で、装置自体が極めて大形の構成とな
り、又、反応源として黒鉛を必要とするため、製造が容
易でなく、コストダウンを計ることが不可能であった。

又、低圧法の場き、反応容器、真空装置及び反応ガス等
を必要とし、装置自体が極めて複雑な構成となると共に
、前述の静圧法と同様に、コストダウンを計ることが不
可能であった。

さらに、これらの従来方法に共通する課題として挙げら
れることは、いずれも、所定の条件を備えた容器内でし
かき成することができないため、連続的に合成すること
ができず、生産効率を向上させることが極めて困難であ
った。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、燃焼炎中に基板を位置させることにより、極め
て容易にダイヤモンドをき成することができるようにし
たダイヤモンドの合成方法を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるダイヤモンドの合成方法は、燃焼する燃焼
炎中に、炎中物質分解体と基板を位置させ、前記炎中物
質分解体を経た前記燃焼炎により前記基板にダイヤモン
ドを形成させるようにした方法である。

又、前記燃焼炎は、含酸素有機化合物を燃焼又は、含炭
素ガスに酸素を付加して燃焼させることにより得られる
。

又、前記炎中物質分解体は、電気抵抗発熱体又はアーク
放電より構成されている。

又、前記基板は、セラミック又はシリコンより構成され
ている。

さらに、前記燃焼炎は大気中で用いることができ、ダイ
ヤモンドの簡易な合成に極めて好適である。

〔作　用〕

本発明によるダイヤモンドの自戒方法においては、燃焼
炎によって炎中内が大気雰囲気と遮断され、これによっ
て、燃焼炎と接触する基板が炎中の雰囲気に保たれ、電
気抵抗発熱体等よりなる炎中物質分解体を作用させるこ
とにより、炎中物質が分解されて基板上にダイヤモンド
が生成される。

従って、炎中に基板を位置することにより、簡単且つ連
続的にダイヤモンドの合成を得ることができ、大幅なコ
ストダウンを達成することができる。

〔実施例〕

以下、図面と共に本発明によるダイヤモンドの合成方法
の好適な実施例について詳細に説明する。

第１図は、本発明によるダイヤモンドの合成方法を概略
的に示す装置の構成図である。

図において符号１で示されるものは、含酸素有機１ヒ合
物（アルコール類）である例えばエタノール等を内蔵し
大気中に置かれた燃焼器であり、この燃焼器１の燃焼口
２からは、燃焼炎外炎３ａ及び燃焼炎内炎３ｂとからな
る燃力ｌ炎３が大気中における上方に上昇し、この燃焼
炎内炎３ｂは燃焼炎外炎３ａによって外気から遮断され
ている。

前記燃焼炎内炎３ｂ内の下部位置には、タングステンフ
ィラメントの電気抵抗発熱体よりなる炎中物質分解体４
が位置しており、この炎中物質分解体４は電源５に対し
て、スイッチ６を介して接続されている。又、このスイ
ッチ６をオンとすることにより、この炎中物質分解体４
に電流が通電され、赤熱するように構成されている。

前記燃焼炎内炎３ｂ内には、アルミナ（＾１２０３）等
からなるセラミック又はシリコン等からなる平板状の基
板７が位置しており、この基板７の面は、図面には示し
ていないが、物体の付着が容易となるように粗面に形成
されている。

次に、以上のように構成された装置によりダイヤモンド
の合成を行う方法について実施例１として説明する。

燃焼器１を点火すると、燃焼炎３が上方に発生する。次
に、基板７を燃焼炎内炎３ｂ内に位置させ、スイッチ６
をオンとすると、炎中物質分解体４に通電され、この炎
中物質分解体４が１７００〜１８００℃に加熱される。

前述の状態を継続すると、燃焼炎３中の炎中物質が分解
し、例えば、６０分経過した段階で、前記基板７の面に
約１μのダイヤモンドが生成し、約７０時間後に約１０
０μのダイヤモンドを生成することができた。

１１健工エタノールで得られた燃焼炎３の中に、炎中物質分解体
４として、前述のタングステンフィラメントの代わりに
アーク放電を用い、所定時間経過すると、炎中物質が分
解し、基板７の面に所定厚さのダイヤモンドを生成する
ことができた。

え１昨１前述のエタノールの代わりに３炭素ガスであるアセチレ
ン（Ｃ２１１□）と酸素（０□）を燃焼させることによ
って得られた燃焼炎３の中に、炎中物質分解体４として
、前述の実施例１と同様のタングステンフィラメントを
設け、電流を印加して１７００〜１８００′Ｃに加熱す
ると、炎中物質が分解する。

所定時間経過後、基板７の面に所定厚さのダイヤモンド
を生成することができな。

尚、前述の含炭素ガスは、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）に限
らず、プロパンガスを用いた場６も同様の作用を得るこ
とができる。

又、前述の各実施例においては、燃焼炎３を大気中で燃
焼させた場合について述べたが、一定の雰囲気中で燃焼
させることもできるものである。

又、前記基板７は定位置に固定することもできるが、回
転するように構成すると、生成面積を広くすることがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によるダイヤモンドの合成方法は、以上に構成さ
れているため、次のような効果を得ることができる。

すなわち、含酸素有機化合物又は含炭素ガス及び酸素を
燃焼して得られる燃焼炎中に設けられた炎中物質分解体
上に基板を位置するだけで、連続的に基板上にダイヤモ
ンドのき成を得ることができ、極めて安価且つ簡噴な装
置でダイヤモンドの合成を達成することができるもので
ある。

又、従来のような特別な反応容器内でき成する必要がな
く、大気中で可能なため、衝めて簡単且つ容易にダイヤ
モンドの合成を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるダイヤモンドの合成方法を示す概
略構成図である。３は燃焼炎、４は炎中物質分解体、７は基板である。特許出願人　　株式会社日本製鋼所代　　理　　人　　　曽　　我　　道　　照（７）は基
板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼する燃焼炎（３）中に、炎中物質分解体（４
）と基板（７）を位置させ、前記炎中物質分解体（４）
を経た前記燃焼炎（３）により前記基板（４）にダイヤ
モンドを生成するようにしたことを特徴とするダイヤモ
ンドの合成方法。
（２）前記燃焼炎（３）は、含酸素有機化合物を燃焼さ
せることにより得られることを特徴とする請求項（１）
記載のダイヤモンドの合成方法。
（３）前記燃焼炎（３）は、含炭素ガスに酸素を付加し
て燃焼させることにより得られることを特徴とする請求
項（１）記載のダイヤモンドの合成方法。
（４）前記炎中物質分解体（４）は、電気抵抗発熱体よ
りなることを特徴とする請求項（１）乃至（３）の何れ
かに記載のダイヤモンドの合成方法。
（５）前記炎中物質分解体（４）は、アーク放電よりな
ることを特徴とする請求項（１）乃至（３）の何れかに
記載のダイヤモンドの合成方法。
（６）前記基板（７）は、セラミックよりなることを特
徴とする請求項（１）乃至（５）の何れかに記載のダイ
ヤモンドの合成方法。
（７）前記基板（７）は、シリコンよりなることを特徴
とする請求項（１）乃至（５）の何れかに記載のダイヤ
モンドの合成方法。
（８）前記燃焼炎（３）は、大気中に位置していること
を特徴とする請求項（１）乃至（７）の何れかに記載の
ダイヤモンドの合成方法。