JPH0323517B2 - - Google Patents
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- JPH0323517B2 JPH0323517B2 JP58041037A JP4103783A JPH0323517B2 JP H0323517 B2 JPH0323517 B2 JP H0323517B2 JP 58041037 A JP58041037 A JP 58041037A JP 4103783 A JP4103783 A JP 4103783A JP H0323517 B2 JPH0323517 B2 JP H0323517B2
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- B01J3/062—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/04—Diamond
-
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- C30—CRYSTAL GROWTH
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- C30B9/00—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はダイヤモンド合成法に関し、さらに詳
しくは包有不純物が少なく結晶粒形の良いダイヤ
モンドを合成する方法に関する。
しくは包有不純物が少なく結晶粒形の良いダイヤ
モンドを合成する方法に関する。
ダイヤモンドは工業的に主として研磨、研削、
切削等に使用されるが、この場合ダイヤモンドの
粒形が問題で、砥粒として優れたものは、粒形が
多面体であるいわゆる自形粒でかつ大粒のもので
ある。
切削等に使用されるが、この場合ダイヤモンドの
粒形が問題で、砥粒として優れたものは、粒形が
多面体であるいわゆる自形粒でかつ大粒のもので
ある。
大粒、良質のダイヤモンド結晶を得るために
は、ダイヤモンドの結晶該の発生を抑制して少な
くし、かつその少ない該をもとに相平衡線近傍の
ダイヤモンド安定領域で徐々に結晶を成長させる
必要がある。
は、ダイヤモンドの結晶該の発生を抑制して少な
くし、かつその少ない該をもとに相平衡線近傍の
ダイヤモンド安定領域で徐々に結晶を成長させる
必要がある。
一般に該の数を制限して大粒のダイヤモンドを
合成する場合には種子法が用いられる。この方法
で用いられる種子には、ダイヤモンド粒子そのま
ま、或いは溶媒金属で被覆したものがあるが通常
後者が多く用いられる。上記方法において反応物
質に加える種子の数を減らし、如何に該の数を制
限しても、炭素濃度の過飽和度の高い領域でダイ
ヤモンド結晶を成長させた場合には、良質の結晶
は得られず結晶の形も悪く、不純物の包有も多く
なる。したがつて第１図に示すようにダイヤモン
ド安定領域１内でかつ相平衡線２近傍のＡ点の条
件において結晶を成長させなければならない。
合成する場合には種子法が用いられる。この方法
で用いられる種子には、ダイヤモンド粒子そのま
ま、或いは溶媒金属で被覆したものがあるが通常
後者が多く用いられる。上記方法において反応物
質に加える種子の数を減らし、如何に該の数を制
限しても、炭素濃度の過飽和度の高い領域でダイ
ヤモンド結晶を成長させた場合には、良質の結晶
は得られず結晶の形も悪く、不純物の包有も多く
なる。したがつて第１図に示すようにダイヤモン
ド安定領域１内でかつ相平衡線２近傍のＡ点の条
件において結晶を成長させなければならない。
ところで、反応物質を第１図でＡ点の条件とす
るには、Ｂ点より反応物質の圧力をＣ点の圧力と
した後温度を上げてＡ点の条件とする。この場合
温度を上げ、次いで圧力を上昇させることは困難
が多い。したがつてＡ点の条件とするには、反応
物質が相平衡線２より離れたダイヤモンド安定領
域であるＤ部分を通ることとなる。上記反応物質
中の種子は単に溶媒金属で被覆されているので、
炭素が溶媒金属に溶解し、種子表面にダイヤモン
ドが成長するが、この成長はＤ部分を通過する際
に急速に進むので、そのあとでＡ点の条件として
も良い結晶が得られいない不都合がある。
るには、Ｂ点より反応物質の圧力をＣ点の圧力と
した後温度を上げてＡ点の条件とする。この場合
温度を上げ、次いで圧力を上昇させることは困難
が多い。したがつてＡ点の条件とするには、反応
物質が相平衡線２より離れたダイヤモンド安定領
域であるＤ部分を通ることとなる。上記反応物質
中の種子は単に溶媒金属で被覆されているので、
炭素が溶媒金属に溶解し、種子表面にダイヤモン
ドが成長するが、この成長はＤ部分を通過する際
に急速に進むので、そのあとでＡ点の条件として
も良い結晶が得られいない不都合がある。
本発明は上記の事情に鑑み、反応物質をダイヤ
モンドと黒鉛の相平衡線近傍の条件とする過程
で、種子に対する結晶の成長を抑えたダイヤモン
ド合成法を提供することを目的とするもので、そ
の要旨は、非ダイヤモンド炭素、溶媒金属及び種
子よりなる反応物質を高温、高圧に保持するダイ
ヤモンドの合成法において、上記種子としてダイ
ヤモンド粒子を溶媒金属によつて薄く被覆し、さ
らにその外側を非溶媒金属で被覆したものを用い
ることを特徴とするダイヤモンドの合成法にあ
る。
モンドと黒鉛の相平衡線近傍の条件とする過程
で、種子に対する結晶の成長を抑えたダイヤモン
ド合成法を提供することを目的とするもので、そ
の要旨は、非ダイヤモンド炭素、溶媒金属及び種
子よりなる反応物質を高温、高圧に保持するダイ
ヤモンドの合成法において、上記種子としてダイ
ヤモンド粒子を溶媒金属によつて薄く被覆し、さ
らにその外側を非溶媒金属で被覆したものを用い
ることを特徴とするダイヤモンドの合成法にあ
る。
以下本発明の方法を説明する。
本発明で使用する種子は、第２図に示すように
ダイヤモンド粒子１１の表面を薄く溶媒金属１２
で被覆し、さらにその表面を非溶媒金属１３で被
覆したものである。上記構成の種子１４、非ダイ
ヤモンド炭素（以下原料炭素という）および溶媒
金属によつて反応物質を形成し、これを超高圧反
応装置に充填してダイヤモンドを合成する。
ダイヤモンド粒子１１の表面を薄く溶媒金属１２
で被覆し、さらにその表面を非溶媒金属１３で被
覆したものである。上記構成の種子１４、非ダイ
ヤモンド炭素（以下原料炭素という）および溶媒
金属によつて反応物質を形成し、これを超高圧反
応装置に充填してダイヤモンドを合成する。
上記種子１４のダイヤモンド粒子１１を被覆す
る溶媒金属１２としては、Fe、Co、Ni等第８族
のもの、及びCr、Ta等通常ダイヤモンド合成に
使用される溶媒金属が用いられる。その厚さは
0.1〜2μが適当である。またその外側を被覆する
非溶媒金属１３としては、Cu、Ag、Pb、Sn、
Zn、Si、Al、Ge、Ｗ、Mo、Ti等が使用され厚
さは５〜100μが適当である。さらにダイヤモン
ド粒子１１は30μ以上が望ましい。
る溶媒金属１２としては、Fe、Co、Ni等第８族
のもの、及びCr、Ta等通常ダイヤモンド合成に
使用される溶媒金属が用いられる。その厚さは
0.1〜2μが適当である。またその外側を被覆する
非溶媒金属１３としては、Cu、Ag、Pb、Sn、
Zn、Si、Al、Ge、Ｗ、Mo、Ti等が使用され厚
さは５〜100μが適当である。さらにダイヤモン
ド粒子１１は30μ以上が望ましい。
ダイヤモンド粒子１１を溶媒金属１２および非
溶媒金属１３によつて被覆するには、通常セラミ
ツクにメツキをする場合に用いられる周知の電
解、無電解、真空蒸着、化合物の気相、液相分
解、スパツタリング、イオンプレーテイング、溶
射等が、金属の種類に応じて用いられる。
溶媒金属１３によつて被覆するには、通常セラミ
ツクにメツキをする場合に用いられる周知の電
解、無電解、真空蒸着、化合物の気相、液相分
解、スパツタリング、イオンプレーテイング、溶
射等が、金属の種類に応じて用いられる。
ダイヤモンドを合成する場合、種子１４が内蔵
されている反応物質は、従来の合成法と同様、第
１図に示したようにＢ点よりＣ点を通つてＡ点の
条件に到るが、その過程でＤ部分を通過する。し
かし種子１４は外側が非溶媒金属１３で被覆され
ているので、第３図に示すように、周囲に反応物
質を構成する溶媒金属１５に溶解した原料炭素１
６が存在しても、これがダイヤモンド粒子１１と
接触せず、ダイヤモンド粒子１１を核とする結晶
の成長はない。しかし経時的にダイヤモンド粒子
１１の表面の溶媒金属１２と非溶媒金属１３は一
緒になつて薄められ、その中に原料炭素が溶解
し、ダイヤモンド粒子１１の表面に結晶の成長が
始まる。しかし、その時点においては、反応物質
はＡ点の条件下にあり、ダイヤモンドの結晶成長
はゆつくり行なわれ、良質のダイヤモンドが合成
される。
されている反応物質は、従来の合成法と同様、第
１図に示したようにＢ点よりＣ点を通つてＡ点の
条件に到るが、その過程でＤ部分を通過する。し
かし種子１４は外側が非溶媒金属１３で被覆され
ているので、第３図に示すように、周囲に反応物
質を構成する溶媒金属１５に溶解した原料炭素１
６が存在しても、これがダイヤモンド粒子１１と
接触せず、ダイヤモンド粒子１１を核とする結晶
の成長はない。しかし経時的にダイヤモンド粒子
１１の表面の溶媒金属１２と非溶媒金属１３は一
緒になつて薄められ、その中に原料炭素が溶解
し、ダイヤモンド粒子１１の表面に結晶の成長が
始まる。しかし、その時点においては、反応物質
はＡ点の条件下にあり、ダイヤモンドの結晶成長
はゆつくり行なわれ、良質のダイヤモンドが合成
される。
また、ダイヤモンド粒子１１を被覆する溶媒金
属１２はＡ点に到るまでの過程において、ダイヤ
モンド１１の面を僅か溶解し、凹凸のはげしい面
をなめらかにして、これを中心として成長するダ
イヤモンドの形状のよくする。したがつて、上記
方法は、特に複雑な形状のダイヤモンド粒子によ
つて種子を構成する場合に適する。
属１２はＡ点に到るまでの過程において、ダイヤ
モンド１１の面を僅か溶解し、凹凸のはげしい面
をなめらかにして、これを中心として成長するダ
イヤモンドの形状のよくする。したがつて、上記
方法は、特に複雑な形状のダイヤモンド粒子によ
つて種子を構成する場合に適する。
次に実施例を示した本発明を具体的に説明す
る。
る。
約120μのダイヤモンド粒子を用い、先ずこの
表面に無電解メツキ法により、Niを0.5μの厚さ
にメツキする。次いでこの上に硫酸銅を電解液と
して電解し、銅20μの厚さにメツキする。
表面に無電解メツキ法により、Niを0.5μの厚さ
にメツキする。次いでこの上に硫酸銅を電解液と
して電解し、銅20μの厚さにメツキする。
この種子７重量部に原料炭素として黒鉛100重
量部、溶媒金属としてNi粉末100重量部を混合
し、超高圧反応装置に充填し、第１図のＰ−Ｔ図
に示したように昇圧、昇温し、1450℃、5800気圧
のＡ点の条件で合成を行なつた。生成したダイヤ
モンドの粒径は約400μ、形状は６−８面体で、
結晶欠陥のない良質なものであつた。
量部、溶媒金属としてNi粉末100重量部を混合
し、超高圧反応装置に充填し、第１図のＰ−Ｔ図
に示したように昇圧、昇温し、1450℃、5800気圧
のＡ点の条件で合成を行なつた。生成したダイヤ
モンドの粒径は約400μ、形状は６−８面体で、
結晶欠陥のない良質なものであつた。
第１図は反応物質をダイヤモンド合成条件とす
る過程をＰ−Ｔ図によつて示した図、第２図は種
子の図、第３図は種子の周囲を溶媒金属に溶解し
た黒鉛がとり巻いている図である。 １１……ダイヤモンド粒子、１２……溶媒金
属、１３……非溶媒金属、１４……種子。
る過程をＰ−Ｔ図によつて示した図、第２図は種
子の図、第３図は種子の周囲を溶媒金属に溶解し
た黒鉛がとり巻いている図である。 １１……ダイヤモンド粒子、１２……溶媒金
属、１３……非溶媒金属、１４……種子。
Claims (1)
- １ 非ダイヤモンド炭素、溶媒金属及び種子より
なる反応物質を高温、高圧に保持するダイヤモン
ドの合成法において、上記種子としてダイヤモン
ド粒子を溶媒金属によつて薄く被覆し、さらにそ
の外側を非溶媒金属で被覆したものを用いること
を特徴とするダイヤモンドの合成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58041037A JPS59169993A (ja) | 1983-03-12 | 1983-03-12 | ダイヤモンドの合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58041037A JPS59169993A (ja) | 1983-03-12 | 1983-03-12 | ダイヤモンドの合成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169993A JPS59169993A (ja) | 1984-09-26 |
| JPH0323517B2 true JPH0323517B2 (ja) | 1991-03-29 |
Family
ID=12597197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58041037A Granted JPS59169993A (ja) | 1983-03-12 | 1983-03-12 | ダイヤモンドの合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59169993A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6979357B2 (en) | 2000-11-09 | 2005-12-27 | Mehmet Serdar Ozbayraktar | Method of producing ultra-hard abrasive particles |
| CN104607108A (zh) * | 2014-05-08 | 2015-05-13 | 长春师范大学 | 利用鳞片石墨与球状石墨一次到温到压合成优质金刚石 |
| CN104607109A (zh) * | 2014-05-08 | 2015-05-13 | 长春师范大学 | 利用人工石墨与球状石墨一次到温到压合成优质金刚石 |
| CN111270120B (zh) * | 2020-03-25 | 2021-12-14 | 西安工程大学 | 一种切割石料用金刚石颗粒增强复合刀具材料的制备方法 |
| CN114016130B (zh) * | 2021-11-10 | 2022-09-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种单晶金刚石籽晶与样品托焊接方法 |
-
1983
- 1983-03-12 JP JP58041037A patent/JPS59169993A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59169993A (ja) | 1984-09-26 |
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