JPH03109932A - ダイヤモンドの製造方法及び装置 - Google Patents
ダイヤモンドの製造方法及び装置Info
- Publication number
- JPH03109932A JPH03109932A JP1249888A JP24988889A JPH03109932A JP H03109932 A JPH03109932 A JP H03109932A JP 1249888 A JP1249888 A JP 1249888A JP 24988889 A JP24988889 A JP 24988889A JP H03109932 A JPH03109932 A JP H03109932A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal container
- solenoid
- diamond
- vessel
- electromagnetic interaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/08—Application of shock waves for chemical reactions or for modifying the crystal structure of substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、ダイヤモンドの製造方法及び装置に関するも
のである。
のである。
（ロ）従来の技術
り′イヤモンドを合成する一方法として、爆薬を用いて
瞬間的に高圧を発生させる方法がある。すなわち、円筒
状の金属製容器の内径部に鋼の丸棒及びダイヤモンドの
原料となる黒鉛を入れ、金属製容器の両端を密閉し、こ
の金属製容器を円筒状の外筒の内部に配置し、外筒と金
属製容器との間に爆薬を封入する。この状態で外筒内の
爆薬に点火すると、爆発の圧力によって金属製容器が中
心方向に向かって圧縮され、黒鉛は金属製容器と鋼丸棒
との間でを２０〜１００万気圧程度に加圧される。金属
製容器は、爆発の直後に水中に落ｆさせ、冷却する。こ
れにより小径のダイヤモンドが合成される。黒鉛の工Ｏ
〜４０％がダイヤモンドとなる。
瞬間的に高圧を発生させる方法がある。すなわち、円筒
状の金属製容器の内径部に鋼の丸棒及びダイヤモンドの
原料となる黒鉛を入れ、金属製容器の両端を密閉し、こ
の金属製容器を円筒状の外筒の内部に配置し、外筒と金
属製容器との間に爆薬を封入する。この状態で外筒内の
爆薬に点火すると、爆発の圧力によって金属製容器が中
心方向に向かって圧縮され、黒鉛は金属製容器と鋼丸棒
との間でを２０〜１００万気圧程度に加圧される。金属
製容器は、爆発の直後に水中に落ｆさせ、冷却する。こ
れにより小径のダイヤモンドが合成される。黒鉛の工Ｏ
〜４０％がダイヤモンドとなる。
（ハ）発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような従来のダイヤモンドの製造
方法には、合成されるダイヤモンドの径が最大でも５ｍ
ｍ程度で粒状又は粉末状であるという問題点がある。す
なわち、爆薬によって発生する圧力は１００万気圧程度
しか上昇せず、この程度の圧力では粒状又は粉末状のダ
イヤモンドしか得ることができず、また金属容器内に充
てんされた原料を全部ダイヤモンドとすることができな
い。本発明は、このような問題点を解決することを目的
としている。
方法には、合成されるダイヤモンドの径が最大でも５ｍ
ｍ程度で粒状又は粉末状であるという問題点がある。す
なわち、爆薬によって発生する圧力は１００万気圧程度
しか上昇せず、この程度の圧力では粒状又は粉末状のダ
イヤモンドしか得ることができず、また金属容器内に充
てんされた原料を全部ダイヤモンドとすることができな
い。本発明は、このような問題点を解決することを目的
としている。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、金属製容器及びソレノイドに大電流を流すこ
とで発生する電磁相互作用によって金属製容器を圧縮す
ることにより、上記課題を解決する。すなわち、本発明
によるダイヤモンドの製造方法は、ダイヤモンドの原料
が封入された円筒状の金属製容器及びこれの外周に配置
したソレノイドに大電流を短時間供給し、これによフて
発生ずる電磁相互作用によって金属製容器を圧縮し、原
料に１０００万気圧以上の圧力を作用させてダイヤモン
ドを製造する。
とで発生する電磁相互作用によって金属製容器を圧縮す
ることにより、上記課題を解決する。すなわち、本発明
によるダイヤモンドの製造方法は、ダイヤモンドの原料
が封入された円筒状の金属製容器及びこれの外周に配置
したソレノイドに大電流を短時間供給し、これによフて
発生ずる電磁相互作用によって金属製容器を圧縮し、原
料に１０００万気圧以上の圧力を作用させてダイヤモン
ドを製造する。
また、上記方法を実施する本発明によるダイヤモンドの
製造装置は、内部にダイヤモンドの原料を充てん可能な
円筒状の金属製容器（１２）と、金属製容器と同心にこ
れを包囲するように設けられたソレノイド（１０）と、
金属製容器及びソレノイドに大電流を供給可能な電源装
置（３０）と、を存している。なお、かっこ内の符号は
後述の実施例の対応する部材を示す。
製造装置は、内部にダイヤモンドの原料を充てん可能な
円筒状の金属製容器（１２）と、金属製容器と同心にこ
れを包囲するように設けられたソレノイド（１０）と、
金属製容器及びソレノイドに大電流を供給可能な電源装
置（３０）と、を存している。なお、かっこ内の符号は
後述の実施例の対応する部材を示す。
（ホ）作用
円筒状の金属製容器及びこれの外周に設けられたソレノ
イドに大電流を流すと、金属製容器の外壁につる巻状の
磁力線が発生し、これにより金属製容器には磁力線と直
交する方向に電流が流れ、この電流と磁場との電磁相互
作用により金属製容器は中心向きの大きい力を受は急激
に圧縮される。これにより、金属製容器内の原料に数１
０マイクロ秒以上の時間１０００万気圧を超える圧力が
作用する。この結果、金属製容器内の原料が棒状又は筒
状のダイヤモンドとなる。なお、筒状のダイヤモンドと
する場合には金属製容器の中心部に鋼の丸棒を配置して
おく。
イドに大電流を流すと、金属製容器の外壁につる巻状の
磁力線が発生し、これにより金属製容器には磁力線と直
交する方向に電流が流れ、この電流と磁場との電磁相互
作用により金属製容器は中心向きの大きい力を受は急激
に圧縮される。これにより、金属製容器内の原料に数１
０マイクロ秒以上の時間１０００万気圧を超える圧力が
作用する。この結果、金属製容器内の原料が棒状又は筒
状のダイヤモンドとなる。なお、筒状のダイヤモンドと
する場合には金属製容器の中心部に鋼の丸棒を配置して
おく。
（へ）実施例
第１図に円筒状ダイヤモンドを合成する場合の本発明の
実施例を示す。鋼製のソレノイド１０の内径部に同心に
円筒状の金属製（鋼製）容器１２が配置されている。金
属製容器１２は、第１図中上部側が閉じらねると共に同
軸に上方に伸びる頭部１４を有している。内部にダイヤ
モンドの原料となる黒鉛１６を充てんした状態で金属製
容器１２の下端側の開口がふた１８によって封鎖されて
いる。ふた１８は金属製容器１２の下端部に溶接によっ
て一体化されている。鋼製のふた１８にはこれと一体に
金属製容器１２の内径部に同心に配置される鋼製の丸軸
２０が設りられている。金属製容器１２の下端部のフラ
ンジ状部２２の外径がソレノイド１０の下端部と溶接に
よって一体化されている。ソレノイド１０と金属製容器
１２との間の−に部側部分に電気的絶縁体２４が設けら
れている。この電気的絶縁体２４を、ソレノイド１０の
上端部に設けられためねじにねじ込まれる固定ねじ２６
によって押圧することにより、金属製容器１２の−１一
部側が固定される。ソレノイド１０は、数回巻きのコイ
ル部分１０ａ及びコイル部分１０ｂの２条から成るもの
である。前述のように、ソレノイド１０の下端はふた１
８と接続されている。また、ソレノイド１０の上端には
固定ねし２６がねじ込まれている。なお、ソレノイド１
０は、実際には円筒体に２条のつるまき状のスリットを
設けることにより構成される（なお、スリットは３条以
トとすることもできる）。ソレノイド１０をこのような
構造とすることにより、ソレノイドの条数及びピッチを
所望どおり選択してインピーダンスを大幅に調整するこ
とができ、後述の電源装置３０とのインピーダンス整合
がとりやすくなっている。金属製容器１２の頭部１４及
び固定ねじ２６に電源装置３０が接続されている。電源
装置３０はコンデンサー３２及びスイッチ３４を有して
おり、また電源装置３０は固有の抵抗Ｒ及びインダクタ
ンスＬを有している。
実施例を示す。鋼製のソレノイド１０の内径部に同心に
円筒状の金属製（鋼製）容器１２が配置されている。金
属製容器１２は、第１図中上部側が閉じらねると共に同
軸に上方に伸びる頭部１４を有している。内部にダイヤ
モンドの原料となる黒鉛１６を充てんした状態で金属製
容器１２の下端側の開口がふた１８によって封鎖されて
いる。ふた１８は金属製容器１２の下端部に溶接によっ
て一体化されている。鋼製のふた１８にはこれと一体に
金属製容器１２の内径部に同心に配置される鋼製の丸軸
２０が設りられている。金属製容器１２の下端部のフラ
ンジ状部２２の外径がソレノイド１０の下端部と溶接に
よって一体化されている。ソレノイド１０と金属製容器
１２との間の−に部側部分に電気的絶縁体２４が設けら
れている。この電気的絶縁体２４を、ソレノイド１０の
上端部に設けられためねじにねじ込まれる固定ねじ２６
によって押圧することにより、金属製容器１２の−１一
部側が固定される。ソレノイド１０は、数回巻きのコイ
ル部分１０ａ及びコイル部分１０ｂの２条から成るもの
である。前述のように、ソレノイド１０の下端はふた１
８と接続されている。また、ソレノイド１０の上端には
固定ねし２６がねじ込まれている。なお、ソレノイド１
０は、実際には円筒体に２条のつるまき状のスリットを
設けることにより構成される（なお、スリットは３条以
トとすることもできる）。ソレノイド１０をこのような
構造とすることにより、ソレノイドの条数及びピッチを
所望どおり選択してインピーダンスを大幅に調整するこ
とができ、後述の電源装置３０とのインピーダンス整合
がとりやすくなっている。金属製容器１２の頭部１４及
び固定ねじ２６に電源装置３０が接続されている。電源
装置３０はコンデンサー３２及びスイッチ３４を有して
おり、また電源装置３０は固有の抵抗Ｒ及びインダクタ
ンスＬを有している。
次にこの実施例の動作について説明する。内部に黒鉛１
６を封入した金属製容器１２を、第１図に示すように、
フランジ状部２２の外周部を溶接することによってソレ
ノイド１０に固着し、また電気的絶縁体２４を金属製容
器１２のＦ部にはめ合わせ固定ねじ２６をねじ込むこと
により、金属製容器１２をソレノイド１０に対して確実
に固定する。次いて、電源装置３０と、頭部１４及び固
定ねじ２６とを接続する。あらかじめコンデンサー３２
に電気エネルギーを貯えておき、スイッチ３４をオンに
すると、コンテンサー３２に貯わえられていた電気エネ
ルギーが頭部１４、金属製容器１２、フランジ部２２、
ソレノイド１０及び固定ねじ２６を通って流れ、ソレノ
イド１０によって発生するつる巻状の磁力線によって、
金属製容器１２には磁力線に直交する向きの電流が誘起
される。この電流と磁場との電磁相互作用によって金属
製容器１２に非常に大きい圧縮力が作用する。これによ
り金属製容器１２は急激に収縮する。金属製容器１２が
収縮して内面同士が中心軸上で接触する（金属製容器１
２内径部の容積が０となる）ときの理論的速度は、次の
式で示される。
６を封入した金属製容器１２を、第１図に示すように、
フランジ状部２２の外周部を溶接することによってソレ
ノイド１０に固着し、また電気的絶縁体２４を金属製容
器１２のＦ部にはめ合わせ固定ねじ２６をねじ込むこと
により、金属製容器１２をソレノイド１０に対して確実
に固定する。次いて、電源装置３０と、頭部１４及び固
定ねじ２６とを接続する。あらかじめコンデンサー３２
に電気エネルギーを貯えておき、スイッチ３４をオンに
すると、コンテンサー３２に貯わえられていた電気エネ
ルギーが頭部１４、金属製容器１２、フランジ部２２、
ソレノイド１０及び固定ねじ２６を通って流れ、ソレノ
イド１０によって発生するつる巻状の磁力線によって、
金属製容器１２には磁力線に直交する向きの電流が誘起
される。この電流と磁場との電磁相互作用によって金属
製容器１２に非常に大きい圧縮力が作用する。これによ
り金属製容器１２は急激に収縮する。金属製容器１２が
収縮して内面同士が中心軸上で接触する（金属製容器１
２内径部の容積が０となる）ときの理論的速度は、次の
式で示される。
ｕ２−（μｏ ／１６π） ・ （ｒ２／ｍ）・立ｎ
（ｒ／２ｄ） Ｕ ・ ・ ・収縮速度 μ。 ・ ・ ・真空の透磁率 ■ ・ ・ ・全電流 ｍ ・ ・ ・単位長さ当たりの金属製容器１２の質量 ｄ ・ ・ ・金属製容器１２の初期肉厚ｒ ・ ・
・金属製容器１２の初期内径ここで例えば、Ｉ＝３Ｘ１
０’Ａ。
（ｒ／２ｄ） Ｕ ・ ・ ・収縮速度 μ。 ・ ・ ・真空の透磁率 ■ ・ ・ ・全電流 ｍ ・ ・ ・単位長さ当たりの金属製容器１２の質量 ｄ ・ ・ ・金属製容器１２の初期肉厚ｒ ・ ・
・金属製容器１２の初期内径ここで例えば、Ｉ＝３Ｘ１
０’Ａ。
ｍ＝１ｇ／ｍ、ｒ＝２ｃｍ、ｄ＝１ｍｍに１−ると、完
全収縮時の速度Ｕは１１００ｋ／秒となる。この値は爆
薬を用いた場合の速度１ ｋｍ／秒と比較して非常に大
きい値となっており、こねにより金属製容器１２の内部
を１０００気圧以−トの圧力とすることができる。こう
することによって、金属製容器１２内部の黒鉛１６がほ
ぼ全部ダイヤモンドとなり、円筒状に成形されたダイヤ
モンドが得られる。なお、金属製容器１２の急激な圧縮
後はこれを水中に落下させて直ちに冷却を行なうのは、
爆薬を用いた方法の場合と同様である。また、円柱状の
ダイヤモンドを合成する場合には丸軸２０は不要である
。
全収縮時の速度Ｕは１１００ｋ／秒となる。この値は爆
薬を用いた場合の速度１ ｋｍ／秒と比較して非常に大
きい値となっており、こねにより金属製容器１２の内部
を１０００気圧以−トの圧力とすることができる。こう
することによって、金属製容器１２内部の黒鉛１６がほ
ぼ全部ダイヤモンドとなり、円筒状に成形されたダイヤ
モンドが得られる。なお、金属製容器１２の急激な圧縮
後はこれを水中に落下させて直ちに冷却を行なうのは、
爆薬を用いた方法の場合と同様である。また、円柱状の
ダイヤモンドを合成する場合には丸軸２０は不要である
。
（ト）発明の詳細
な説明してきたように、本発明によると、瞬間大電流に
よって得られる電磁相互作用に基づいて金属製容器を急
激に圧縮することにより超高圧力を実現し、ダイヤモン
ドを合成するようにしたので、爆薬を用いた場合には実
現することができない１０００万気圧を超える超高圧力
が実現され、黒鉛などの原料から筒型、棒型又は大粒の
粒状のダイヤモンドを合成することができる。
よって得られる電磁相互作用に基づいて金属製容器を急
激に圧縮することにより超高圧力を実現し、ダイヤモン
ドを合成するようにしたので、爆薬を用いた場合には実
現することができない１０００万気圧を超える超高圧力
が実現され、黒鉛などの原料から筒型、棒型又は大粒の
粒状のダイヤモンドを合成することができる。
第１図は本発明の実施例を示す図である。
１０・・・ソレノイド、１２・・・金属製容器、１６・
・・黒鉛、３０・・・電源装置。
・・黒鉛、３０・・・電源装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ダイヤモンドの原料が封入された円筒状の金属製容
器及びこれの外周に配置したソレノイドに大電流を短時
間供給し、これによって発生する電磁相互作用によって
金属製容器を圧縮し、原料に１０００万気圧以上の圧力
を作用させてダイヤモンドを製造するダイヤモンドの製
造方法。 ２、内部にダイヤモンドの原料を充てん可能な円筒状の
金属製容器と、金属製容器と同心にこれを包囲するよう
に設けられたソレノイドと、金属製容器及びソレノイド
に大電流を供給可能な電源装置と、を有するダイヤモン
ドの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1249888A JPH03109932A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | ダイヤモンドの製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1249888A JPH03109932A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | ダイヤモンドの製造方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03109932A true JPH03109932A (ja) | 1991-05-09 |
Family
ID=17199703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1249888A Pending JPH03109932A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | ダイヤモンドの製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03109932A (ja) |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP1249888A patent/JPH03109932A/ja active Pending
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