JPH0753263A - 被覆ダイヤモンド焼結体及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以
下のダイヤモンドの微粒子からなる芯粒子粉体を気中に
分散させ、この分散した芯粒子粉体の粒子を分散度βが
７０％以上である分散状態で被覆形成物質前駆体と接触
又は衝突させることによって、単一粒子の表面を被覆形
成物質で被覆した被覆ダイヤモンドを結合材と共に、２
０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えないダイヤ
モンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力、温度
の焼結条件下で焼結する、ダイヤモンド焼結体の製造方
法。 【効果】 本方法により、均一で、緻密で、且つ強固に
焼結された、高度に制御された微組織を有する高性能な
被覆ダイヤモンド焼結体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンドの微粒子
からなる、芯粒子粉体の粒子又は主に同粒子からなる芯
粒子粉体の粒子を含有する、均一で、緻密で且つ高硬度
な微組織が制御された高性能な被覆ダイヤモンド焼結体
及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイヤモンドは、強い共有結合性に基づ
き、多くの非常に優れた性質を有するが、反面、その共
有結合性に起因して、自己拡散係数が非常に小さいため
に極めて難焼結性であり、しかもダイヤモンドは熱力学
的には超高圧力下でのみ安定で、高温下では圧力が不十
分な場合には黒鉛に相移転する。ダイヤモンドを含有す
る緻密で高硬度なダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンド
のグラファイト相への相転移を防止し、且つこのダイヤ
モンド焼結体を緻密に焼結するために、ダイヤモンドが
熱力学的に安定な２０００MPaを越える超高圧力及び高
温度下で製造していた。例えば、T. NOMAらの報告（J.
Mater. Scie. 19(1984) 2319−2322）によれば、ダイヤ
モンドは、６０００MPa（６０kb）、１３００℃以上で
焼結される。これらの焼結条件は、極限状態として大変
厳しいもので、例えばガードル型或はベルト型等の超高
圧力装置を使用しなければ発生し得なかった。それが
為、２０００MPaを越える超高圧力を発生させる、ガー
ドル型或はベルト型等の超高圧力装置を使用する制約に
より、ダイヤモンド焼結体は多量生産が困難で製造コス
トが高く、また大型形状品を製造できなかった。

【０００３】しかしHallは、ダイヤモンドについて、超
高圧力下での実験により、ダイヤモンドが熱力学的には
安定な状態でなくとも、熱力学的に準安定である場合、
相転移に要する時間が極めて長いために事実上安定に存
在し、その事実上安定に存在する上限として図１の線
を示して報告している（H.T. Hall, Science, 169 (197
0) 868−869）。従って、これによれば、図１の熱力学
的平衡線に対して安定ではない低圧力・高温度下の条
件でも、図１の線を越えない温度、例えば圧力が約３
５kbまでの場合、約１４００Ｋ（約１１００℃）までで
あれば、ダイヤモンドが事実上安定に存在する。この事
実に基づき、この条件下で、ダイヤモンド焼結体の製造
が可能であれば、２０００MPa未満の比較的緩い超高圧
力を発生可能の超高圧力装置、例えばピストン・シリン
ダー（ＰＣ）型超高圧力装置、又は公知の技術として１
０００MPaまで加圧が可能な超高圧ＨＩＰ装置、或は超
高圧ＨＩＰ装置を除く熱間静水圧加圧（HIP：Hot Isost
atic Press）装置、若しくはホットプレス（HP：Hot Pr
ess）装置を使用して製造することが可能となる。これ
により、前記ガードル型やベルト型等の、２０００MPa
を越える超高圧力を発生させる超高圧力装置の場合と異
なり、多量生産が容易で、且つ大型形状の焼結体が製造
可能となる。

【０００４】近年、このような２０００MPa未満の比較
的緩い超高圧力を作用可能の超高圧力装置、例えばピス
トン・シリンダー(ＰＣ）型超高圧力装置、又は１００
０MPaまで加圧が可能な超高圧ＨＩＰ装置、或はこの超
高圧ＨＩＰ装置を除く熱間静水圧加圧（HIP：Hot Isost
atic Press）装置、若しくはホットプレス（HP：Hot Pr
ess）装置を使用した、ダイヤモンドの微粒子からな
り、これを比較的多く含有する緻密で高性能なダイヤモ
ンド焼結体の多量生産や大型形状品の製造が強く求めら
れている。

【０００５】しかし、このように制限された圧力下でダ
イヤモンドを比較的多く含有するダイヤモンド焼結体を
効果的に緻密化せしめるのは容易ではない。すなわちダ
イヤモンド焼結体を焼結するときに、結合材の原料粉体
の形態で加えられる結合材物質が変形乃至移動してダイ
ヤモンド粒子間間隙を充填し、結合材物質及びダイヤモ
ンド粒子によって囲まれる空隙や気孔の排除及び消滅に
対して効果的に圧力が作用して初めて緻密化は可能とな
る。そのためには結合材、及び／又はダイヤモンドと反
応して結合材を生成する結合材の原料粉体が、ダイヤモ
ンド粉体粒子に接してその周りに存在しなければならな
い。特に、圧力が２０００MPa未満で、ダイヤモンドが
熱力学的には安定ではないが、準安定な圧力・温度の焼
結条件においては、ダイヤモンドは直接の結合は殆ど期
待できないので、得られるダイヤモンド焼結体中の結合
材の原料粉体の存在しないダイヤモンド粒子部分は未焼
結となり、これが原因でダイヤモンド焼結体の性能は著
しく低下する。そして結合材物質の原料粉体だけでの添
加では、この結合材物質の原料粉体が微細であっても理
想的な均一な添加、即ち個々のダイヤモンド粒子の周り
にむらなく均一に分布させることは極めて困難である。
仮にこの均一な分布が実現したとしても結合材物質の原
料粉体を粒子単位で添加するために均一の意味にも限界
がある。従って、ダイヤモンドを多く含有するダイヤモ
ンド焼結体の製造に大変な問題となる。

【０００６】それがため、微粒子からなるダイヤモンド
粉体粒子に結合材の原料粉体を混合するだけでは不十分
であるので、用いる微粒子からなるダイヤモンド粉体粒
子として、これに結合材の原料粉体と同種及び／又は異
種の結合材となる物質を被覆形成物質としてその表面に
被覆した、被覆ダイヤモンド粉体粒子を用いることによ
りこの結合材の分布をむらなく均一にすることができる
ことになるので、この被覆されたダイヤモンド粉体粒子
を作製する被覆法が重要な技術となる。

【０００７】つまり、別に添加する結合材の他に、結合
材及び／又はダイヤモンドと反応して結合材となる物質
を微粒子のダイヤモンド粒子の表面に被覆させて存在さ
せることにより、２０００MPa未満の比較的緩い超高圧
力を作用可能の超高圧力装置、例えばピストン・シリン
ダー（ＰＣ）型超高圧力装置、又は１０００MPaまで加
圧が可能な超高圧ＨＩＰ装置、或は超高圧ＨＩＰ装置を
除く熱間静水圧加圧（HIP：Hot Isostatic Press）装
置、若しくはホットプレス（HP：Hot Press）装置を使
用して、ダイヤモンドの微粒子からなりこれを比較的多
くの含有する緻密で高性能なダイヤモンド焼結体の多量
生産や大型形状品の製造が初めて可能となるのである。

【０００８】このダイヤモンド粉体粒子への被覆形成物
質の被覆法としては気相法、湿式メッキ法など種々の方
法があるが、中でも気相法は、原理的に、（１）雰囲気
の制御が容易である、（２）基本的に結合材及び／又は
焼結助剤としての物質の選択に制限がなく、活性金属を
始めとする金属単体物質、窒化物、炭化物、硼化物、酸
化物など、いろいろな種類の物質を被覆出来る、（３）
結合材及び／又は焼結助剤として目的物質を高純度に被
覆できる、（４）結合材となる物質及び／又は焼結助剤
となる物質の被覆量を任意に制御できるなど、他の被覆
法では成し得ない大きな利点がある。

【０００９】しかし気相法による結合材となる物質及び
／又は焼結助剤となる物質の、ダイヤモンド粉体粒子へ
の被覆は、ダイヤモンド粉体粒子が微粒子である場合又
は主に微粒子からなる粒子である場合に個々のダイヤモ
ンド粉体粒子への被覆は、以下の理由により不可能であ
った。即ち、被覆されるべきダイヤモンド粉体粒子が、
微粒子である場合の、この被覆されるべき芯粒子粉体の
粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、粉体
粒子同士の付着力が強いため凝集性が高く、殆どの単一
粒子が凝集体を形成している。そしてこの凝集体は、そ
の凝集力を上回る特別な作用を加えない限り崩し壊すこ
とができないために凝集体をそのままで被覆しても、一
個一個の粒子表面への結合材及び／又は焼結助剤による
被覆は不可能で、結局この凝集体の表面が結合材及び／
又は焼結助剤で被覆された被覆凝集体が生成することに
なる。これにより凝集体を形成する個々のダイヤモンド
粒子は、凝集体表面に位置する粒子ではその粒子表面は
被覆量は多いものの、被覆むらが生じたり凝集体内部に
位置する粒子では全く被覆されないという問題があっ
た。

【００１０】上記の問題を解決しようとして、被覆され
るべきダイヤモンド芯粒子粉体粒子が微粒子である場合
のこの被覆されるべき芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子
からなる芯粒子粉体の個々の粒子を被覆する目的でこの
粒子を分散させて被覆する試みは既にあった。例えば、
特開昭５８−３１０７６号公報に開示されている装置・
方法によれば、ＰＶＤ装置内に設置された容器の中に芯
粒子粉体の粒子を入れ、容器を電磁気的な方法により振
動させ、前記容器内の芯粒子を転動させながらＰＶＤ法
により被覆する。又、特開昭６１−３０６６３号公報に
開示されている装置によれば、ＰＶＤ装置内に設置され
た容器の中に芯粒子粉体の粒子を入れ、容器を機械的な
方法により振動させ、前記容器内の芯粒子をは転動させ
ながらＰＶＤ法により被覆するとされている。しかし、
これらの容器の振動により芯粒子粉体の粒子を転動させ
ながら被覆する装置或いは方法では、実際には、微粒子
芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の
粒子であるダイヤモンド粉体粒子の凝集体を崩すのに要
する凝集力を上回る作用を加えることができないため、
この凝集体を崩すことができずむしろ造粒作用が働き、
容器内に導入する前以上に、より多く、或いはより大き
な凝集体を形成するだけであった。特開平３−１５３８
６４号公報に開示されている装置及び方法は、内面に障
壁及び／又は凹凸を備えた回転容器内に粒子を入れ、こ
の回転容器を回転させながら蒸着法により芯粒子表面に
被覆を行うことを目的とするものであるが、このような
装置或いは方法においては、微粒子の芯粒子粉体の粒子
又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であるダイヤ
モンド粉体粒子の凝集体を崩すのに要する凝集力を上回
る作用を加えることができないため、この凝集体を壊す
ことができないばかりか、より多く、或いはより大きな
凝集体を形成するだけであった。

【００１１】特開昭５８−１４１３７５号公報には、反
応ガス雰囲気中に置かれた粉体を反応ガスの流れと重力
の作用とによって浮遊させて、反応ガスの化学反応によ
り生成される析出物質によって粉体の表面を被覆する装
置が開示されている。又、特開平２−４３３７７号公報
には、微粒子を減圧下において流動化させながら、熱化
学反応処理を行い被覆を行う方法が開示されている。こ
れらの気流による流動層を利用する装置或いは方法で
は、微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯
粒子粉体の粒子であるダイヤモンド粉体粒子の一個一個
を流動化させることが事実上不可能で、このダイヤモン
ド粉体粒子の凝集体を崩せなかった。特開昭５４−１５
３７８９号公報には、金属の蒸気を発生させた真空容器
内を粉末材料を落下させ金属を被覆する装置が開示され
ている。又、特開昭６０−４７００４号公報には真空槽
中の高周波プラズマ領域にモノマーガスと粉体粒子を導
入し、プラズマ重合により有機物の被覆膜を形成させる
方法が開示されている。これらの装置或いは方法の如
く、単に導入するだけでは微粒子芯粒子粉体の粒子又は
主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であるダイヤモン
ド粉体粒子の凝集体を壊せなかった。

【００１２】特開昭６４−８０４３７号公報には、低・
高周波合成音波により芯粒子粉体の凝集体を崩して流動
化させ被覆する方法が開示されている。しかし、流動層
に振動を与えるこの方法では、微粒子芯粒子粉体の粒子
又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であるダイヤ
モンド粉体粒子の凝集体を崩せなかった。特開昭６２−
２５０１７２号公報には、前処理として、ジェットミル
処理した粉体を、減圧加熱処理室に滞留させ、ここで加
熱処理を施した後、粉体フィーダーでスパッタリング室
に自然落下で導入し、ターゲットを垂直に設けた円筒状
のスパッタリング室に自然落下させて被覆する装置及び
方法が開示されている。又特開平２−１５３０６８号公
報には、前処理としてジェットミル処理した粉体を、減
圧加熱処理室で滞留させ、ここで加熱処理を施した後、
粉体フィーダーでスパッタリング室のスパッタリング源
を納めた回転容器に粉体状で導入し、容器を回転さた状
態でスパッタリングする装置及び方法が開示されてい
る。これらの装置では、ジェットミル処理によりその時
だけ粉体は一時的に分散されるが、被覆前の加熱工程
で、この粉体を滞留させる構造であり、そのような方法
のため、仮にジェットミル処理で一時的に一次粒子状態
に分散してもこの加熱工程でのこの粉体の滞留のため再
凝集し、結局、被覆工程に導入される時には凝集したま
まである。

【００１３】以上のように、これまでのものでは、いず
れも微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯
粒子粉体の粒子であるダイヤモンド粉体粒子に被覆する
装置或いは方法としての問題解決はなされておらず、そ
のため、ダイヤモンド粉体粒子一個一個に結合材となる
物質及び／又は焼結助剤となる物質を被覆法により均一
に被覆を施した被覆されたダイヤモンド粉体粒子が作製
できなかった。そのために、前記ダイヤモンドの微粒子
からなり、これを比較的多く含有する緻密で高性能なダ
イヤモンド焼結体の多量生産や大型形状の製造ができな
かった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従って、現実に、被覆
されるべきダイヤモンド粉体粒子であって、例えば１０
μｍ以下の平均粒子径の粒子である、微粒子芯粒子粉体
の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を単一
粒子単位で、結合材となる物質及び／又は焼結助剤とな
る物質を被覆形成物質として被覆を施した被覆されたダ
イヤモンド粉体粒子と、別に添加される結合材との混合
物からの、ダイヤモンドが熱力学的には安定ではないが
準安定な圧力、温度における焼結による高性能なダイヤ
モンド焼結体及びその製造方法の解明が強く求められて
いる。

【００１５】本発明は、微粒子芯粒子粉体の粒子又は主
に微粒子からなる芯粒子粉体粒子がダイヤモンド粉体粒
子である単一粒子単位に、結合材及び／又は焼結助剤と
なる物質にとどまらず、粒界制御が可能な可能な表面改
質剤となる物質を被覆形成物質としてを被覆を施した被
覆されたダイヤモンド粒子と、結合材との混合物を２０
００MPa未満の圧力、及び１８５０℃を越えない温度に
おいて、ダイヤモンドが熱力学的に準安定な圧力・温度
で焼結することからなる、均一で、緻密で、且つ強固に
焼結された、微組織が制御された高性能な微粒子からな
るダイヤモンド粒子を比較的多く含有するダイヤモンド
焼結体及びその製造法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子か
らなる芯粒子粉体がダイヤモンド粉体粒子であるダイヤ
モンド粉体粒子の単一粒子単位に結合材及び／又は焼結
助剤を被覆するためには、体積基準頻度分布で平均粒子
径が１０μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状
態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物中の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上であ
る高い分散状態の被覆空間の被覆開始領域で、被覆を開
始しなければならないことを見い出した。

【００１７】より詳しくは、（I）ダイヤモンド芯粒子
粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散
芯粒子粉体の粒子・気体混合物の状態に分散させたこの
芯粒子粉体の粒子は、滞留させなくとも、時間の経過と
共にブラウン凝集、乱流凝集、音波凝集等により再凝集
する傾向にあり、一旦再凝集すると、特別に高い分散性
能を有する分散処理手段により分散させなければ、再凝
集の状態を崩して再分散させることが困難であり、この
ため、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の
芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉
体の粒子を、分散度βが７０％以上である高い分散状態
で被覆空間の被覆開始領域に導く必要があること、また
そのためには、（II）この芯粒子粉体の粒子からなる凝
集体を崩し、且つ主に単一粒子状態で気中に存在する高
分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒
子を高い分散状態に分散させる、一以上からなる特別に
高い分散性能を有する分散処理手段群が必要であること
を見い出したのである。

【００１８】そしてこのようにして得られた被覆された
ダイヤモンド粉体粒子を、２０００ＭＰａ未満の圧力及
び１８５０℃を越えない温度において密度が８５％以上
に焼結できる結合材とともにダイヤモンドが熱力学的に
安定ではないが準安定である２０００MPa未満の圧力お
よび１８５０℃を越えない温度において焼結することに
より、均一で、緻密で、且つ強固に焼結された、微組織
が制御された高性能なダイヤモンド焼結体が得られたの
である。

【００１９】すなわち、本発明によれば２０００MPa未
満の比較的緩い超高圧力を発生可能なＰＣ型超高圧力装
置、又は１０００MPaまで加圧が可能な超高圧ＨＩＰ装
置、或は上記の超高圧ＨＩＰ装置以外のＨＩＰ装置、若
しくはＨＰ装置を使用して、各々の焼結環境下におい
て、ダイヤモンドをグラファイト相に相転移させること
なく緻密で、且つ強固に焼結された焼結体となしうるの
である。更にまた、この被覆されたダイヤモンド粉体粒
子が、恰も前記被覆物質そのものの粒子の如き焼結挙動
を示すことを見い出し、これにより、被覆ダイヤモンド
焼結体の強化が可能な、短径が５００μｍ以下で、この
短径に対する長径との比が２以上の形状の金属又は化合
物の一種類以上からなる繊維状物質を添加して焼結可能
であることも、見い出し、本発明に至った。

【００２０】即ち、本発明は、ダイヤモンドの微粒子か
らなる芯粒子粉体の粒子、又は主に同微粒子からなる芯
粒子粉体の粒子であって、その表面が被覆形成物質で被
覆されたものと、結合材との混合物を焼結してダイヤモ
ンド焼結体を製造するに当り、この被覆形成物質で被覆
されたダイヤモンド粒子は、芯粒子粉体を被覆空間に投
入し、気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又
は気相状態の被覆形成物質前駆体を、芯粒子粉体の粒子
に接触及び／又は衝突させて、芯粒子粉体の粒子の表面
を被覆形成物質で被覆したものであって、 （Ａ） 微粒子高分散処理手段群の最終処理手段が、
（ａ） この芯粒子粉体の粒子を気中に分散させる分散
手段、および（ｂ） 芯粒子粉体の粒子を気中に分散さ
せた芯粒子粉体の粒子と気体との混合物において低分散
芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一
粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気
体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物選択手段とこの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物
選択手段により選択分離された低分散芯粒子粉体部分を
微粒子高分散処理手段群中の分散手段の内の最終分散手
段及び／又は最終分散手段以前の処理手段に搬送するフ
ィードバック手段とを備えた高分散芯粒子粉体の粒子・
気体混合物選択手段、から選ばれる微粒子高分散処理手
段群により、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ
以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる
芯粒子粉体の粒子を、気中に分散させて高分散芯粒子粉
体の粒子・気体混合物とする分散工程、 （Ｂ） この分散工程で分散させた芯粒子粉体の粒子
を、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被
覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又
は衝突させて被覆を開始する被覆工程、からなる被覆手
段によって調製されたものとし、また結合材は２０００
MPa未満で１８５０℃を越えないダイヤモンド粒子が熱
力学的に準安定な条件で密度８５％以上に焼結されるも
のとし、そして、この被覆されたダイヤモンド粒子と結
合材との体積で１〜９０：９９〜１０の割合の混合物を
２０００MPa未満の圧力、及び１８５０℃を越えないダ
イヤモンドが熱力学的に安定ではないが、準安定な圧力
及び温度の焼結条件において焼結することを特徴とする
被覆ダイヤモンド焼結体の製造法を提供するものであ
る。

【００２１】更に本発明は、上記したダイヤモンド焼結
体を製造する方法において、被覆形成物質で被覆された
ダイヤモンド粒子が、被覆されたダイヤモンド粒子の被
覆形成物質を介して接触状態で集合塊を形成した被覆さ
れたダイヤモンド粒子の集合塊を、解砕及び／又は破砕
する被覆されたダイヤモンド粒子集合塊の解砕・破砕工
程、及び／又はこの被覆ダイヤモンド粒子集合塊と一次
粒子単位の被覆されたダイヤモンド粒子とを選択分離す
る選択分離工程を更に経て調製されたものであり、そし
てこの被覆されたダイヤモンド粒子と結合材との混合物
を、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な
２０００MPa未満の圧力、及び１８５０℃を越えない温
度において焼結する上記焼結体の製造法にも関する。

【００２２】更に本発明は、上記したダイヤモンド焼結
体を製造する方法において、その表面を被覆形成物質で
被覆するべきダイヤモンドの微粒子からなる芯粒子粉体
の粒子又は主に同粒子からなる芯粒子粉体の粒子が、溶
融塩浴を用いる浸漬法により、浸漬法に由来する被覆物
質で一層以上被覆された微粒子芯粒子粉体の粒子又は主
に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であり、これを被覆
形成物質で被覆して得られた被覆されたダイヤモンド粒
子と結合材と共にダイヤモンドが熱力学的に安定ではな
いが準安定な２０００MPa未満の圧力、及び１８５０℃
を越えない温度において焼結する上記焼結体の製造法に
も関する。

【００２３】更にまた本発明は、上記したダイヤモンド
焼結体を製造する方法において、被覆形成物質で被覆さ
れたダイヤモンド粒子が、体積基準頻度分布で平均粒子
径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手
段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉
体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分
散度βを７０％以上とする分散性能を有する微粒子高分
散処理手段群による分散工程を設け、微粒子高分散処理
手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体
混合物を被覆工程に直接放出するか、又は分散工程と被
覆工程の間に、微粒子高分散処理手段群により分散させ
た高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する放出
部から、搬送に不可避の、中空部材、中空を形成せしめ
る部材からなる中間部材、及びパイプから選択される一
種類またはそれ以上の部材を介して搬送するか，及び／
又は前記分散性能で気中に分散させた高分散芯粒子粉体
の粒子・気体混合物中の粒子の気中分散状態を維持する
気中分散維持手段、前記分散性能で気中に分散させた高
分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の粒子の気中分散
状態を高める気中分散促進手段、芯粒子粉体の粒子と気
体との混合物の内の、低分散芯粒子粉体部分を分離し、
芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散
芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の一種またはそ
れ以上を介して搬送して調製されたものであり、そし
て、この被覆されたダイヤモンド粒子と結合材との混合
物を、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定
な２０００MPa未満の圧力、及び１８５０℃を越えない
温度において焼結する上記焼結体の製造法にも関する。

【００２４】更にまた本発明は、上記したダイヤモンド
焼結体を製造する方法において、被覆形成物質で被覆さ
れたダイヤモンド粒子が、体積基準頻度分布で平均粒子
径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手
段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉
体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分
散度βを７０％以上とする分散性能を有する微粒子高分
散処理手段群による分散工程の一部以上と前記被覆工程
の一部以上とを、空間を一部以上共有して行うことによ
り調製されたものであり、そして、この被覆されたダイ
ヤモンド粒子と結合材との混合物を、ダイヤモンドが熱
力学的に安定ではないが準安定な２０００MPa未満の圧
力、及び１８５０℃を越えない温度において焼結する上
記焼結体の製造法にも関する。

【００２５】更にまた本発明は、上記したダイヤモンド
焼結体を製造する方法において、被覆形成物質で被覆さ
れたダイヤモンド粒子が、体積基準頻度分布で平均粒子
径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手
段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉
体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分
散度βを７０％以上とする空間領域の内の、高分散芯粒
子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子のすべ
ての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被
覆開始領域を位置せしめるか、又は体積基準頻度分布で
平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分
散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散
芯粒子粉体の粒子・気体混合物中とし、その芯粒子粉体
の粒子の分散度βを７０％以上とする空間領域の内の、
回収手段の回収部に回収する全ての粒子が通過する面を
含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置せしめ
ることにより調製されたものであり、そしてこの被覆さ
れたダイヤモンド粒子と結合材との混合物を、ダイヤモ
ンドが熱力学的に安定ではないが準安定な２０００MPa
未満の圧力、及び１８５０℃を越えない温度において焼
結する上記焼結体の製造法にも関する。

【００２６】更にまた本発明は、上記したダイヤモンド
焼結体を製造する方法において、被覆形成物質で被覆さ
れたダイヤモンド粒子が、粒度分布が、平均粒子径をＤ
_Mとしたとき、体積基準頻度分布で(〔Ｄ_M／５，５
Ｄ_M〕，≧９０％）である芯粒子粉体に被覆形成物質を
被覆して調製されたものであり、そして、この被覆され
たダイヤモンド粒子と結合材との混合物を、ダイヤモン
ドが熱力学的に安定ではないが準安定な２０００MPa未
満の圧力、及び１８５０℃を越えない温度において焼結
する、上記焼結体の製造法にも関する。そして本発明
は、上記した製造法によって製造される被覆ダイヤモン
ド焼結体にも関するものである。

【００２７】而して、本発明によれば、ダイヤモンドの
微粒子からなる芯粒子粉体の粒子又は主に同微粒子から
なる芯粒子粉体の粒子であって、その表面が被覆形成物
質で被覆されたものと結合材とを、２０００MPa未満の
圧力及び１８５０℃を越えない温度において焼結してダ
イヤモンド粒子の焼結体を製造するに際して、上記した
表面が被覆形成物質で被覆されたダイヤモンド粒子とし
て、気相法により気相を経て生成する被覆形成物質前駆
体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体と、微粒子
高分散処理手段群の最終処理手段により気中に分散させ
た平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子からなる高分散芯
粒子粉体の粒子・気体混合物とを、被覆空間の被覆開始
領域で、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒
子粉体の粒子の分散度がβ≧７０％である分散状態で合
流させ、接触及び／又は衝突させてダイヤモンド粒子の
表面を被覆形成物質で被覆したものを用いることによ
り、これまでに得られなかったダイヤモンドの粒子表面
の未焼結部のない、均一で、緻密で且つ強固に焼結され
た制御された微組織を有する高性能なダイヤモンド焼結
体を２０００MPa未満の比較的緩い超高圧力を発生可能
な圧力装置を用いて得ることができた。そして、上記し
た被覆芯粒子の調製に際して、被覆形成物質前駆体は、
原子、分子、イオン、クラスター、原子クラスター、分
子クラスター、クラスターイオン等からなる気相状態
の、或いは気相を経て生成したばかりのもので、高分散
状態のダイヤモンド芯粒子と接触及び／又は衝突を始め
ることにより、一次粒子状態の個々の芯粒子の表面に被
覆形成物質は強固に結合し、その結果、この芯粒子の表
面を被覆形成物質により単一粒子単位で被覆を施した被
覆されたダイヤモンド粒子が製造できるのである。以下
に本発明を詳細に説明する前に、本明細書中に使用する
用語をはじめに定義することにし、そして必要によって
その用語の具体的内容を説明し、次いで被覆形成物質で
被覆されたダイヤモンド粒子の調製がどのような技術的
手段によって行なわれるものであるのかの説明を行うこ
とにする。

【００２８】被覆されたダイヤモンド粒子 被覆されたダイヤモンド粒子とは、被覆が施された下記
するダイヤモンド粒子をいう。例えば、具体的には、被
覆形成物質が超微粒子状、島状、連続質状、一様な膜
状、突起物状等の内の一種以上の形態で芯粒子としてダ
イヤモンド粒子に被覆を施した被覆された粒子をいう。

【００２９】ダイヤモンド原料粉体粒子 本発明に係る、微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子
からなる芯粒子粉体の粒子であるダイヤモンド粒子の表
面に、被覆形成物質を被覆した被覆ダイヤモンド粒子を
製造するためのダイヤモンド粒子の原料粒子には、天然
及び／又は人工のダイヤモンド粉体粒子がある。天然品
の場合は、超高純度のものを選択できるので好適であ
る。合成品の場合は、合成時に触媒として使用された物
質を可能な限り取り除いたものが好ましい。合成品で特
に好適な例として、例えば物理蒸着法（ＰＶＤ法）或い
は化学蒸着法（ＣＶＤ法）による、気相を介して合成さ
れて触媒物質を含まない超高純度なダイヤモンドが選択
可能である。薄膜状に合成される場合は、不純物の混入
に注意しながら粉砕して使用する。粒状或いは粉体状に
合成される場合は、そのまま使用することができる。こ
れ以外の高純度な例として単結晶からなるものが選択可
能である。或いは、積極的に不純物を除去したものが選
択できる。

【００３０】高性能な被覆ダイヤモンド焼結体を製造す
るためのダイヤモンド原料粉体としては、その平均粒子
径が１０μｍ以下のダイヤモンド粒子が用いられる。具
体的には、ダイヤモンドは平均粒径Ｄ_Mが１０μｍ以下
で体積基準頻度分布が（〔Ｄ_M／５，５Ｄ_M〕，≧９０
％）のダイヤモンド粉体粒子が一般に流通しているので
これを適用できる。用途に応じて、比較的分布の幅の狭
い平均粒径Ｄ_Mが１０μｍ以下で体積基準頻度分布が
（〔Ｄ_M／３，３Ｄ_M〕，≧９０％）のダイヤモンド粉体
粒子、或いは分級等によりダイヤモンド粒子の粒径が管
理され更に分布の幅の狭い平均粒径Ｄ_Mが１０μｍ以下
で体積基準頻度分布が（〔Ｄ_M／２，３Ｄ_M／２〕，≧９
０％）のダイヤモンド粉体粒子を選択できる。

【００３１】気相被覆法 気相被覆法とは、被覆形成物質の原料が、分子流、イオ
ン流、プラズマ、ガス、蒸気、エアロゾルの一種以上か
らなる気相状態を少なくとも一度は経て被覆する方法、
又は気相状態の被覆形成物質の原料により被覆する方法
をいう。

【００３２】芯粒子 芯粒子とは、被覆を施す対象物となる粒子をいう。これ
はまた、母材粒子、種粒子或は被覆される粒子ともい
う。この芯粒子は、ダイヤモンドからなる。

【００３３】芯粒子粉体 芯粒子粉体とは、芯粒子からなる粉体をいう。芯粒子粉
体の粒子とは、芯粒子粉体を構成する粒子をいう。本発
明で用いる被覆に供する微粒子芯粒子粉体の粒子又は主
に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、平均粒子径が体
積基準頻度分布で１０μｍ以下である。好ましくは、平
均粒子径をＤ_Mとしたとき、Ｄ_Mが１０μｍ以下で、粒度
分布が体積基準頻度分布で（〔Ｄ_M／５，５Ｄ_M〕，≧９
０％）である。このような比較的分布の幅の狭い粉体で
は、平均粒子径で粉体の分散特性又は凝集特性が特徴付
けられ、Ｄ_Mの値に適した条件で微粒子高分散処理手段
群を作動させれば分散できる。平均粒子径が１０μｍ以
下の芯粒子粉体の粒子の粒度分布が、幅広い分布又は互
いに離れた複数のピークを持つ分布の粉体では、好適に
は適当な選択分離処理、例えば分級処理を行ってそれぞ
れ分級された粉体ごとに、被覆処理を施す。これによ
り、それぞれ分級された粉体ごとに上記条件の下で、被
覆空間の被覆開始領域で分散度が分散度βが７０％以上
の状態で被覆が開始され、芯粒子粉体の粒子一つ一つの
粒子に被覆が可能となる。

【００３４】被覆形成物質 被覆形成物質とは、被覆を施す対象物に被覆を形成する
物質をいう。例えば、具体的には、超微粒子状、島状、
連続質状、一様な膜状、突起物状等の一種以上からなる
形態で芯粒子粉体の粒子に被覆を形成する物質をいう。
特に、被覆形成物質の形態が超微粒子状の場合、超微粒
子の粒子径は、例えば０.００５μｍ〜０.５μｍの範囲
のものをいう。この被覆形成物質は、被覆形成物質自体
がそのままで被覆を形成するか、又は被覆形成物質と芯
粒子のダイヤモンドとが反応して及び／又はダイヤモン
ド粒子に固溶して及び／又は二種類以上の被覆形成物質
同志が反応して及び／又は合金化して及び／又は固溶し
て被覆を形成するための目的とする無機化合物、合金、
金属間化合物等の一種類又はそれ以上を生成し、被覆さ
れたダイヤモンド粒子の焼結を促進する焼結助剤及び／
又は結合材となる単体物質及び／又は化合物及び／又は
ダイヤモンド粒子の表面改質剤となる単体物質及び／又
は化合物から選択される。

【００３５】直接ダイヤモンド粒子に被覆する被覆形成
物質は、ダイヤモンドをグラファイト相に相転移を促進
しない被覆形成物質が選択される。このダイヤモンド粒
子の粒界を制御する表面改質剤としても被覆形成物質が
選択可能である。必要に応じて、例えば、ダイヤモンド
粒子と焼結助剤及び／又は結合材との化学結合性を高め
たり、又は個々のダイヤモンド粒子を任意の物質から隔
離し、これにより、ダイヤモンドのグラファイト相への
相転移を抑止したり或いはダイヤモンドと任意の物質と
の反応を抑止したりすることができる。これにより、焼
結助剤及び／又は結合材としての被覆形成物質の選択の
幅が飛躍的に大きく広がり好適である。

【００３６】これらの被覆形成物質は、周期律表１ａ、
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３
ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族の金属、半導体、半
金属、希土類金属、非金属及びその酸化物、窒化物、炭
化物、酸窒化物、酸炭化物、炭窒化物、酸炭窒化物、硼
化物、珪化物の一種類又はそれ以上、例えばＡｌ、Ｂ、
Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｙ、Ｌａ、Ｔ
ｉＡｌ、Ｔｉ₃Ａｌ、ＴｉＡｌ₃、ＴｉＮｉ、ＮｉＡｌ、
Ｎｉ₃Ａｌ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ₄Ｃ、ＷＣ、Ｗ
₂Ｃ、ＨｆＣ、ＶＣ、ＴａＣ、Ｔａ₂Ｃ、ＮｂＣ、Ｍｏ₂
Ｃ、Ｃｒ₃Ｃ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｓｉ₂Ｎ
₂Ｏ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＶｘＮ（ｘ＝１〜３）、Ｎｂ
Ｎ、ＴａＮ、Ｔａ₂Ｎ、ＴｉＢ、ＴｉＢ₂、ＺｒＢ₂、Ｖ
Ｂ、Ｖ₃Ｂ₂、ＶＢ₂、ＮｂＢ、ＮｂＢ₂、ＴａＢ、ＴａＢ
₂、ＭｏＢ、ＭｏＢ₂、ＭｏＢ₄、Ｍｏ₂Ｂ、ＷＢ、Ｗ
₂Ｂ、Ｗ₂Ｂ₅、ＬａＢ₆、Ｂ₁₃Ｐ₂、ＭｏＳｉ₂、ＢＰ、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄（スピネル）、Ａｌ₂Ｓ
ｉＯ₅(ムライト）の一種類又はそれ以上を含む物質であ
ることができる。この被覆されたダイヤモンド粒子表面
を被覆する被覆形成物質の被覆による添加量は、特に制
限はないが、好適には被覆ダイヤモンド焼結体を緻密化
可能な程度の任意の量が選択される。

【００３７】被覆空間に投入の定義 被覆空間に投入とは、例えば、自由落下等の落下によっ
て芯粒子粉体を被覆空間に導入することをいう。搬送ガ
スにより投入する場合には、芯粒子粉体を芯粒子粉体の
粒子・気体混合物の流れの方向に乗せて導入したり、気
体に乗せて流れの方向へ、或いは気体に乗り方向が変え
られて導入することをもいう。または、搬送ガスの作用
を受けて導入することをもいう。例えば、搬送ガスの波
動現象、具体的には非線系波動によって導入することを
もいう。或いは、ガス中の音波、超音波、磁場、電子線
等によって被覆空間に導入することをもいう。また、外
場、例えば電場、磁場、電子線等により導入することを
もいう。具体的には、電場、磁場、電子線等により粉体
粒子を帯電させ、または帯磁させ、引力又は斥力により
被覆空間に導入することをもいう。また、ガスの背圧や
減圧によって吸い込まれ、導入することも含む。

【００３８】被覆空間 被覆空間とは、被覆形成物質の原料から気相を経て生成
する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成
物質前駆体と芯粒子粉体の粒子が接触及び／又は衝突す
る空間をいう。あるいは、芯粒子粉体の粒子の表面を被
覆形成物質で被覆する空間領域をいう。

【００３９】被覆室 被覆室とは、被覆空間を一部以上有する室をいう。より
具体的には、被覆室とは、被覆空間を含む仕切られた、
又は略仕切られた（略閉じた、半閉じた）室であって、
被覆空間を一部以上含む室である。

【００４０】気中 気中とは、真空又は気相状態の空間内をいう。ここで、
本発明において、気相状態とは、分子流、イオン流、プ
ラズマ、ガス、蒸気、エアロゾルなどの状態をいう。真
空とは、技術的には、減圧状態をさす。どんな減圧下で
も、厳密にはガス、分子、原子、イオン等が含まれる。

【００４１】被覆形成物質前駆体 被覆形成物質前駆体とは、被覆形成物質の前駆体であ
る。より詳しくは、気相状態の被覆形成物質の原料がそ
のまま、又は被覆形成物質の原料から気相を経て形成及
び／又は合成され、被覆を施す対象物となる粒子である
芯粒子に被覆を形成する直前までの物質をいう。被覆形
成物質前駆体は、被覆形成物質の原料から、気相を経て
形成及び／又は合成する限り、状態の制限はない。被覆
形成物質の原料が気相の場合、この原料が被覆形成物質
前駆体にもなりうる。被覆形成物質前駆体そのものが気
相であってもよい。また、被覆形成物質前駆体が反応性
物質の場合は、反応前でも良く、反応中でもよく、反応
後でもよい。被覆形成物質前駆体の具体例としては、イ
オン、原子、分子、クラスター、原子クラスター、分子
クラスター、クラスターイオン、超微粒子、ガス、蒸
気、エアロゾル等が挙げられる。

【００４２】被覆形成物質の原料 被覆形成物質の原料とは、気相を経て被覆を形成する物
質となる原料物質をいう。被覆形成物質の原料の形態の
具体例として、塊状の固体、粉体粒子、気体、液体等が
挙げられる。

【００４３】分散度β 分散度βとは、粉体分散装置の分散性能を評価する指数
として増田、後藤氏らが提案（化学工学、第２２回、秋
季大会研究発表講演要旨集、Ｐ３４９（１９８９）参
照）したように、全粒子の重量に対する、見かけの一次
粒子の重量の割合と定義する。ここで、見かけの一次粒
子状態の粒子とは、任意の分散状態の粉体粒子の質量基
準の頻度分布ｆ_m2と完全分散されている粉体粒子の質量
基準の頻度分布ｆ_m1のオーバーラップしている部分の割
合を示し、次の式のβで表される。

【００４４】

【数１】 上式において、粒子径の単位（μｍ）は規定されるもの
ではない。上式は質量基準で表した粒度分布を基にして
分散度を評価しているが、本来分散度は体積基準で表し
た粒度分布を基にして評価されるべきものである。しか
し粉体粒子密度が同じである場合には質量基準で表した
粒度分布と体積基準で表した粒度分布は同じになる。そ
こで実用上測定が容易な質量基準の粒度分布を測定し、
それを体積基準の粒度分布として用いている。従って本
来の分散度βは次の式及び図２(ａ)の斜線部分の面積で
表される。

【００４５】

【数２】 上式において、粒子径の単位（μｍ）は規定されるもの
ではない。そして芯粒子粉体の分布及び平均粒子径は、
特に断らない限り基本的には体積基準を用いることとす
る。

【００４６】体積基準頻度分布 体積基準頻度分布とは、粒子径の分布をある粒子径に含
まれる体積割合をもって表したものをいう。

【００４７】（〔Ｄ₁,Ｄ₂〕，≧９０％）の定義 （〔Ｄ₁,Ｄ₂〕，≧９０％）分布とは、Ｄ₁、Ｄ₂を粒子
径、但しＤ₁＜Ｄ₂とするとき、Ｄ₁以上でＤ₂以下の粒子
が体積で９０％以上含まれる分布を表し、図２(ｂ)のよ
うに斜線の部分の割合が９０％以上である粒子からなる
粉体を表す。

【００４８】体積基準頻度分布（〔Ｄ_M／５，５Ｄ_M〕，
≧９０％）の定義 粒度分布が、体積基準頻度分布で（〔Ｄ_M／５，５
Ｄ_M〕，≧９０％）分布とは、Ｄ_Mを体積基準の平均粒子
径とするとき、Ｄ_Mの１／５倍の粒子径以上、Ｄ_Mの５倍
の粒子径以下の粒子を体積で９０％以上含む分布を表
す。例えば、平均粒子径Ｄ_Mが５μｍで体積基準頻度分
布が（〔Ｄ_M／５，５Ｄ_M〕，≧９０％）とは、体積基準
の平均粒子径が５μｍで、１μｍ以上且つ２５μｍ以下
の粒子径の粒子が体積で９０％以上含まれるような分布
を表す。ここで、体積基準の平均粒子径Ｄ_Mは、

【数３】 又は技術的には、ある粒子径間隔をＤ_i±△Ｄ_i／２（△
Ｄ_iは区分の幅）内にある粒子群の体積をＶ_iとすると、 Ｄ_M＝Σ(ｖ_iＤ_i)／Σｖ_i と表される。

【００４９】被覆開始領域 微粒子高分散処理手段群の最終処理後、初めて被覆が開
始される領域を被覆開始領域という。従って、微粒子高
分散処理手段群の最終処理以前では、初めて被覆が開始
される領域でも、ここでいう被覆開始領域ではない。

【００５０】被覆開始領域での分散度β 本発明では、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ
以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終処
理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気
体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０
％以上とした領域に被覆空間の被覆開始領域を位置せし
める被覆室を設ける。この被覆空間の被覆開始領域にお
ける分散度であれば、体積基準頻度分布で平均粒子径が
１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子
からなる芯粒子粉体の粒子を、実質的に粒子一個一個の
単位に気中に分散して被覆に供することができ、被覆空
間の被覆開始領域を通過する全ての芯粒子粉体の粒子の
表面の少なくとも一部と、被覆形成物質前駆体とは接触
及び／又は衝突するため、必ず粒子一個一個一個の単位
に被覆形成物質を付けることができる。

【００５１】好適には、被覆空間の被覆開始領域におい
て、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯
粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終の分散処理
により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体
混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを８０％
以上とする。この被覆空間の被覆開始領域での分散度で
あれば、芯粒子粉体の粒子が体積基準頻度分布で平均粒
子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に
微粒子からなる芯粒子粉体の粒子に対して事実上芯粒子
同士による閉ざされた部分がなく、一個一個の粒子の表
面のいたるところに被覆形成物質前駆体を接触及び／又
は衝突させることが可能であり、一個一個の粒子表面に
ほぼ一様に被覆できる。

【００５２】より好適には、被覆空間の被覆開始領域に
おいて、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下
の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終の分散
処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・
気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９
０％以上とする。この被覆空間の被覆開始領域の分散度
であれば、芯粒子粉体の粒子が体積基準頻度分布で平均
粒子径が１０μｍ以下の微粒子の芯粒子粉体の粒子又は
主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であっても事実上
凝集しておらず、一個一個の粒子の表面全てに事実上一
様に被覆できる。特に、処理能率が低くてもよいから、
高品位な被覆を行いたいときは、分散度は、９５％以上
がより好ましい。この場合、微量の芯粒子粉体の粒子を
処理して、完全分散の芯粒子粉体の粒子の気中個数濃度
を低くすることにより可能となる。これにより完全に一
個一個の粒子の全表面に一様に被覆できる。

【００５３】微粒子高分散処理手段群 微粒子高分散処理手段群とは、 （Ａ） 少なくとも分散手段を１以上有し、 （Ｂ） 最終の処理手段として、（ａ） 芯粒子粉体の
粒子を気中に分散させる分散手段、又は（ｂ） 芯粒子
粉体の粒子を気中に分散させた芯粒子粉体の粒子と気体
との混合物において低分散芯粒子粉体部分を分離し、芯
粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高
分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯
粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段とこの高分散芯粒
子粉体の粒子・気体混合物選択手段により分離された低
分散芯粒子粉体部分をこの微粒子高分散処理手段群中の
分散手段の内の最終分散手段及び／又は最終分散手段以
前の処理手段に搬送するフィードバック手段とを備えた
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段、を有す
るものである。

【００５４】好適には、体積基準頻度分布で平均粒子径
が１０μｍ以下の芯粒子粉体を微粒子高分散処理手段群
の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の
粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度
βを７０％以上とする分散性能を有するものである。前
記被覆開始領域における種々の分散度、例えばβ≧７０
％、８０％、９０％に対応してそれらと同等以上の分散
性能の微粒子高分散処理手段群を設けることにより、被
覆開始領域において、各分散度に応じた高品位な被覆を
施すことができる。

【００５５】最終処理手段 微粒子高分散処理手段群の最終の処理手段が分散手段の
場合、この分散処理手段を微粒子高分散処理手段群の最
終処理手段という。又、微粒子高分散処理手段群の最終
の処理手段が、微粒子高分散処理手段の最終の分散手段
へ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択処理工程
時に於いて低分散状態であったために選択分離された部
分を搬送するフィードバック手段を備えた高分散芯粒子
粉体の粒子・気体混合物選択手段、又は最終の分散手段
より前の処理手段に、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混
合物選択処理工程時に於いて低分散状態であったために
選択分離された部分を搬送するフィードバック手段を備
えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の場
合、この高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段
を微粒子高分散処理手段群の最終処理手段という。尚、
この、微粒子高分散処理手段群の最終処理手段であるフ
ィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気
体混合物選択手段より前に設ける（例えば、このフィー
ドバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混
合物選択手段と最終分散手段の間、或いは最終分散手段
より前）高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段
は、フィードバック手段の有無にかかわらず微粒子高分
散処理手段群の構成要素である。

【００５６】分散手段 微粒子を分散するために用いる手段を分散手段という。
この分散手段は少しでも或いは僅かでも分散効果を有す
るものは分散手段として使用可能であり、これを分散手
段とする。例えば、一般に供給手段として用いる空気輸
送用のロータリーフィーダーやインジェクションフィー
ダー（粉体工学会編：“粉体工学便覧”、日刊工業新聞
社（１９８６）Ｐ５６８、Ｐ５７１）は、分散効果も有
するので、分散目的の手段として使用する場合は分散手
段である。後述の分散維持・促進手段も分散目的で（β
を高める目的で）使用する場合は分散手段となる。そし
てこの分散手段は単一の装置、機器である場合も、複合
された装置、機器である場合もあり、これらを総称して
微粒子高分散処理手段群と呼ぶ。この微粒子高分散処理
手段群は、芯粒子粉体の粒子の加速及び／又は速度勾配
に置く気流による分散、この芯粒子粉体の粒子の静止障
害物及び／又は回転体でなる障害物への衝突による分
散、芯粒子粉体の粒子の流動層及び／又は脈流及び／又
は回転ドラム及び／又は振動及び／又は掻取りからなる
機械的解砕による分散等の内の選択された一種類以上の
分散の機構を備えたものをいう。

【００５７】具体的には、微粒子高分散処理手段群は、
エジェクタ型分散機、ベンチュリ型分散機、細管、撹拌
機、気流中の障害物を利用した分散機、ジェットの吹付
けを利用した分散機、螺旋管、回転羽根を利用した分散
機、回転するピンを利用した分散機（ケージミル）、流
動層型分散機、脈流を利用した分散機、回転ドラムを利
用した分散機、振動を利用した分散機、振動ふるい、ス
クレーパによる掻き取りを利用した分散機、SAEI、Gone
ll式分散機、中条式分散機、Roller式分散機、オリフィ
ス型分散機、B.M式分散機、Timbrell式分散機、Wright
式分散機等の選択された一種以上からなる分散手段を備
えたものである（粉体工学会編：“粉体工学便覧”、日
刊工業新聞社（１９８６）Ｐ４３０）。

【００５８】また、特開昭５６−１３３６号に記載の撹
拌羽根を利用した分散機、特開昭５８−１６３４５４号
に記載の高速気流と分散ノズルを利用した分散機、特開
昭５９−１９９０２７号に記載の回転羽根による分散作
用とプラズマイオンによる分散作用を利用した分散機、
特開昭５９−２０７３１９号に記載のプラズマイオンに
よる分散作用を利用した分散機、特開昭５９−２１６６
１６号に記載のエジェクタとプラズマイオンによる分散
作用を利用した分散機、特開昭５９−２２５７２８号に
記載のエジェクタとイオン流の分散作用を利用した分散
機、特開昭５９−１８３８４５号に記載のプラズマイオ
ンの分散作用を利用した分散機、特開昭６３−１６６４
２１号に記載の分散羽根と圧力気体による分散作用を利
用した分散機、特開昭６２−１７６５２７号に記載のラ
イン状又はリング状スリット型噴出口を用いた分散機、
特開昭６３−２２１８２９号に記載の網状羽根を利用し
た分散機、特開昭６３−１６２９号に記載の噴射ノズル
からの高速気流による分散作用を利用した分散機、実開
昭６３−９２１８号に記載の多数の細孔を利用した分散
機、実開昭６２−１５６８５４号に記載のエジェクタ型
分散機、実開昭６３−６０３４号に記載の細孔とオリフ
ィスを利用した分散機等の公報に記載のものも使用可能
である。微粒子高分散処理手段群に好適な分散手段とし
て、特願昭６３−３１１３５８号、特願平１−７１０７
１号、特願平２−２１８５３７号等に記載の装置が挙げ
られる。

【００５９】高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択
手段 高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段とは、芯
粒子粉体の粒子・気体混合物から、低分散芯粒子粉体の
粒子・気体混合物を分離し、主に単一粒子状態の粒子を
含む高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する手
段をいう。一次粒子の集合体である凝集粒子は、見かけ
の粒子径が一次粒子の粒子径に比べ大きくなることか
ら、例えば乾式分級手段により分離が可能である。この
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の例とし
ては、重力を利用した分級手段、慣性力を利用した分級
手段、遠心力を利用した分級手段、静電気を利用した分
級手段、流動層を利用した分級手段等から一種以上選択
された乾式分級手段が挙げられる。高分散芯粒子粉体の
粒子・気体混合物選択手段の例としては、重力分級機、
慣性分級機、遠心分級機、サイクロン、エアセパレー
タ、ミクロンセパレータ、ミクロプレックス、ムルチプ
レックス、ジグザグ分級機、アキュカット、コニカルセ
パレータ、ターボクラシファイア、スーパセパレータ、
ディスパージョンセパレータ、エルボジェット、流動層
分級機、バーチュアルインパクタ、O-Sepa、ふるい、バ
イブレーティングスクリーン、シフタ（粉体工学会編：
“粉体工学便覧”日刊工業新聞社、Ｐ５１４（１９８
６））等が挙げられる。

【００６０】芯粒子粉体の粒子・気体混合物 芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは、(ａ)芯粒子粉体の
粒子が気中に一様に浮遊した均質流れ（一様な浮遊流
れ）、(ｂ)芯粒子粉体の粒子が気中のある領域で非一様
な分布を示す不均質流れ（非均質浮遊流れ）、(ｃ)芯粒
子粉体の粒子の摺動層を伴う流れ（摺動流れ）、又は
(ｄ)芯粒子粉体の粒子の静止層を伴う流れをいう。

【００６１】低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物 低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは、芯粒子粉体
の粒子・気体混合物の内、芯粒子粉体の粒子が主に単一
粒子状態以外の状態で気中に存在する芯粒子粉体の粒子
・気体混合物をいう。

【００６２】高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物 高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは、芯粒子粉体
の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する芯粒子粉体
の粒子・気体混合物をいう。高分散芯粒子粉体の粒子・
気体混合物は、極めて高分散であっても、実際には凝集
粒子を含む。低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物は、
実際には、凝集していない単粒子を含み、選択分離して
低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物と高分散芯粒子粉
体の粒子・気体混合物に分けられる。低分散芯粒子粉体
の粒子・気体混合物は、凝集粒子の選択分離及び／又は
再分散により、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物と
なる。

【００６３】回収手段 被覆空間で被覆した被覆粒子を取り出す手段を回収手段
という。回収手段の内で回収処理の行われる部分を回収
部という。被覆空間の被覆開始領域を通過して被覆した
被覆粒子は、気中から直接取り出して回収するか、又は
気中から取り出して一時的に蓄えてから回収するか、又
は、気体と共に回収される。回収手段の回収部として
は、隔壁（障害物）を利用した回収手段の回収部、重力
を利用した回収手段の回収部、慣性力を利用した回収手
段の回収部、遠心力を利用した回収手段の回収部、帯電
による引力を利用した回収手段の回収部、熱泳動力を利
用した回収手段の回収部、ブラウン拡散を利用した回収
手段の回収部、ガスの背圧や減圧等による吸引力を利用
した回収手段の回収部等が利用可能である。回収手段の
回収部の好適な例として、重力集塵機、慣性集塵機、遠
心力集塵機、濾過集塵機、電気集塵機、洗浄集塵機、粒
子充填層、サイクロン、バグフィルター、セラミックス
フィルター、スクラバー等が挙げられる。

【００６４】結合材 本発明のダイヤモンド含有高硬度高密度複合焼結体の製
造に用いる結合材としては、圧力が２０００MPa未満
で、１８５０℃を越えない温度で焼結することにより、
密度８５％以上に緻密に焼結される結合材が選択され
る。好適には、更に、ダイヤモンドをグラファイト相に
相転移するのを促進しない結合材が選択される。或い
は、圧力が２０００MPa未満で、１８５０℃を越えない
温度で焼結することにより、ダイヤモンドと反応して生
成する反応生成物の密度が８５％以上である緻密な結合
材となるものが選択される。より好ましくは、圧力が２
０００MPa未満で、１８５０℃を越えない温度で焼結し
て、密度が９０％以上の緻密で、及び／又はビッカース
硬度が６００以上の高硬度の結合材となるものが選択さ
れる。圧力が２０００MPa未満で、１８５０℃を越えな
い温度で焼結することにより、密度８５％以上の緻密な
結合材となる原料粉体は、周期律表第１ａ、２ａ、３
ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３ｂ、４
ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族金属、半導体、半金属、希
土類金属の内の一種類以上及び／又はこれらの内の一種
類以上を含む化合物の少なくとも一種類を含む粉体又は
粒子から選択される。より具体的には、この粉体又は粒
子が、Ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｓｉ
Ｃ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ₄Ｃ、ＷＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、
ＮｂＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、
ＴａＮ、ＴｉＢ、ＴｉＢ₂、ＺｒＢ₂、ＨｆＢ、Ｈｆ
Ｂ₂、ＬａＢ₆、ＭｏＳｉ₂、ＢＰ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｓｉ
Ｏ₅（ムライト）、ＺｒＯ₂（Ｙ₂Ｏ₃、ＭｇＯ又はＣａＯ
安定剤を添加したジルコニア：ＰＳＺ又は正方晶ジルコ
ニア多結晶体：ＴＺＰ）、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄（スピネル）の
内の少なくとも一種類から選ばれる粉体又は粒子であり
うる。好適な例として、例えばアルミナでは、高純度で
易焼結性の微細な原料、例えば、特開昭６３−１５１６
１６号公報に記載のアンモニウム・アルミニウム炭酸塩
熱分解法によるアルミナであれば、常圧の普通焼結でも
１４００℃程度の温度で緻密化するので好適である。更
に、アルミナの焼結を促進する効果のあるマグネシア
（ＭｇＯ）及び／又はチタニア（ＴｉＯ_x、ｘ＝１〜
２）を体積で１０％まで含有する微細で高純度なアルミ
ナ粉体であれば、前記特開昭６３−１５１６１６号公報
に記載のアルミナ以外の高純度アルミナ、例えばバイヤ
ー法、有機アルミニウム加水分解法、及びアルミニウム
ミョウバン熱分解法、エチレンクロルヒドリン法、水中
火花放電法等による、１μｍ以下の微細な粒子からなる
純度９９％以上の高純度・易焼結性アルミナでも差し支
えない。

【００６５】前記アルミナ以外ではジルコニウムの酸化
物、好適には、共沈法によって製造される易焼結性のイ
ットリア添加部分安定化ジルコニア（２−４mol％Ｙ₂Ｏ
₃−ＺｒＯ₂）粉体、或いはアルミナ−ジルコニア系粉体
（ＦＣレポート、１〔５〕（１９８３） １３−１７）
や、チタン酸化物であるチタニア粉体（ＴｉＯ₂：第１
５回高圧討論会講演要旨集、（１９７３）Ｐ１７４）が
選択される。また、チタンの窒化物として、窒化チタン
（ＴｉＮ：山田外、窯業協会誌、８９、（１９８１）６
２１〜６２５）も選択可能である。

【００６６】次に、本発明で用いる被覆されたダイヤモ
ンド粒子を調製する場合に採用される微粒子高分散処理
手段群を添付の図面に基づいて説明することにする。

【００６７】微粒子高分散処理手段群の図の説明 図３(ａ)は被覆されたダイヤモンド粒子を調製する際の
微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の一例を表すブ
ロック図である。芯粒子粉体の粒子を分散させる最終の
分散手段Ａ、最終の分散手段以前の分散処理手段群の構
成要素ｄで構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の
内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉
体の粒子・気体混合物である。構成要素ｄとしては、分
散手段、供給手段、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使
用できる。構成要素ｄは、必ずしも設けなくとも良い。
微粒子高分散処理手段群は、好適には最終の処理手段で
ある分散手段Ａの処理後、体積基準頻度分布で平均粒子
径が１０μｍ以下の芯粒子粉体に対し、分散度が分散度
βで７０％以上を実現できる構成のものである。

【００６８】図３(ｂ)は、被覆されたダイヤモンド粒子
を調製する際の微粒子高分散処理手段群の基本的な構成
の第２の他の一例を表すブロック図である。芯粒子粉体
の粒子を分散させる最終の分散手段Ａ、最終の分散手段
Ａへ芯粒子粉体の粒子が、主に単一粒子状態で気中に存
在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低
分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηをフィードバック
させるフィードバック手段Ｃを備えた最終の高分散芯粒
子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂ、最終の分散手段
以前の分散処理手段群の構成要素ｄ、最終分散手段と最
終選択手段の間の微粒子高分散処理手段群の構成要素ｅ
で構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に
単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子
・気体混合物である。構成要素ｄとしては、分散手段、
供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合
わせて使用できる。構成要素ｅとしては、分散手段以外
の処理手段、例えば供給手段、選択手段等任意の処理手
段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄ及び
ｅは、必ずしも設けなくとも良い。微粒子高分散処理手
段群は好適には、最終の処理手段である選択手段Ｂによ
る処理後、前記分布の芯粒子粉体に対し分散度が分散度
βで７０％以上を実現できる構成である。

【００６９】図３(ｃ)は、被覆されたダイヤモンド粒子
を調製する際の微粒子高分散処理手段群の基本的な構成
の第３の例を表すブロック図である。芯粒子粉体の粒子
を分散させる最終の分散手段Ａ、最終の分散手段Ａより
前の処理手段へ芯粒子粉体の粒子が、主に単一粒子状態
で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηをフ
ィードバックさせるフィードバック手段Ｃを備えた高分
散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂ、最終の分
散手段以前の微粒子高分散処理手段群の構成要素ｄ、最
終の分散手段と最後の選択手段の間の微粒子高分散処理
手段群の構成要素ｅで構成されている。εは、芯粒子粉
体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分
散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。構成要素ｄと
しては、分散手段、供給手段、選択手段等任意の処理手
段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄとし
ては、分散手段以外の処理手段、例えば供給手段、選択
手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用でき
る。構成要素ｄ及びｅは、必ずしも設けなくとも良い。
微粒子高分散処理手段群は、好適には、最終の処理手段
である選択手段Ｂによる処理後、前記分布の芯粒子粉体
に対し分散度が分散度βで７０％以上を実現できる構成
である。

【００７０】なお、以上のような構成であるから、供給
槽、芯粒子生成手段等の粉体の供給源も本微粒子高分散
処理手段群の構成に含めてもよい。例えば図３(ｃ)の場
合、フィードバック手段Ｃのフィードバック先を供給槽
とする構成も高分散処理手段群の構成として良いことは
言うまでもない。又、微粒子高分散処理手段群の分散工
程の前に、芯粒子粉体の粒子を解砕及び／又は粉砕する
解砕工程を入れても良いことは言うまでもない。

【００７１】上記した微粒子高分散処理手段群の基本的
な構成の具体的な代表例をより詳細にしたブロック図に
基づいて更に詳しく説明することにする。 構成１ 図４(ａ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を調製する際
の微粒子高分散処理手段群の第１の構成を説明するブロ
ック図であって図３(ａ)に対応するものである。本例
は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被
覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａから構
成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一
粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気
体混合物である。

【００７２】構成２ 図４(ｂ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を調製する際
の微粒子高分散処理手段群の第２の構成を説明するブロ
ック図であって図３(ａ)に対応するものである。本例
は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被
覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆され
る芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａから構成され
ている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状
態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物である。

【００７３】構成３ 図４(ｃ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を調製する際
の微粒子高分散処理手段群の第３の構成を説明するブロ
ック図であって図３(ａ)に対応するものである。本例
は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被
覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、分散手段
ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちか
ら主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体
の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・
気体混合物ηを分散手段ａへフィードバックさせるフィ
ードバック手段Ｃ、主に高分散芯粒子粉体の粒子・気体
混合物を最終の分散手段Ａへ導入する高分散芯粒子粉体
の粒子・気体混合物選択手段ｂ、被覆される芯粒子粉体
を分散させる最終分散手段Ａ、から構成されている。ε
は、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に
存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。

【００７４】構成４ 図４(ｄ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を調製する際
の微粒子高分散処理手段群の第４の構成を説明するブロ
ック図であって図３(ｂ)に対応するものである。本例
は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被
覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終
分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物
のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯
粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体
の粒子・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバックす
るフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気
体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気
体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子
粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高
分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。

【００７５】構成５ 図４(ｅ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を調製する際
の微粒子高分散処理手段群の第５の構成を説明するブロ
ック図であって図３(ｂ)に対応するものである。本例
は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被
覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆され
る芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手
段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうち
から主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉
体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子
・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバックするフィ
ードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の
粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯
粒子粉体の粒子・気体混合物である。

【００７６】構成６ 図４(ｆ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を調製する際
の微粒子高分散処理手段群の第６の構成を説明するブロ
ック図であって図３(ｂ)に対応するものである。本例
は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、芯
粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に低分散芯粒
子粉体の粒子・気体混合物を取り除き、主に高分散芯粒
子粉体の粒子・気体混合物を分散手段Ａへ導入する高分
散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段ｂ、選択分離
された芯粒子粉体の粒子を分散させる最終分散手段Ａ、
最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混
合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分
散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子
粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバッ
クさせるフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒
子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒
子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、
芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在
する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。

【００７７】構成７ 図４(ｇ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を調製する際
の微粒子高分散処理手段群の第７の構成を説明するブロ
ック図であって図３(ｃ)に対応するものである。本例
は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被
覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆され
る芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手
段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうち
から主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉
体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子
・気体混合物ηを分散手段ａへフィードバックするフィ
ードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の
粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯
粒子粉体の粒子・気体混合物である。

【００７８】このようにして達成された微粒子の高分散
状態を維持するために、気中分散維持手段を微粒子高分
散処理手段群と被覆室の間に付加することもできる。こ
こでいう気中分散維持手段とは、気中に分散担持された
芯粒子粉体の粒子の再凝集を防止して分散度βを維持す
る手段をいう。又、このようにして達成された芯粒子の
高分散状態を促進するために、気中分散促進手段を微粒
子高分散処理手段群と被覆室の間に付加することもでき
る。ここでいう気中分散促進手段とは、気中に分散担持
された芯粒子粉体の粒子のうち主に再凝集した粒子の再
分散を促進し、分散状態の低下を鈍らせたり、一旦低下
した分散状態を元の高分散の状態まで回復するように再
分散を促す手段をいう。

【００７９】この気中分散維持手段又は気中分散促進手
段の好適な例としては、パイプ振動装置、パイプ加熱装
置、プラズマ発生装置、荷電装置等が挙げられる。パイ
プ振動装置は、発振器を設置したパイプの振動により、
気中に分散している粒子に分散機とは言えない振動を与
えることで、再凝集を抑制し高分散状態を維持する手段
又は再凝集した粒子の分散を促進する手段である。パイ
プ加熱装置は、加熱したパイプにより搬送気体の外側か
ら熱を加えて搬送気体を膨張させ、分散機とは言えない
ほどに流速を加速して再凝集を抑制し、再凝集した粒子
の分散を促進する手段である。プラズマ発生装置は、芯
粒子粉体を分散担持している気中にプラズマを発生さ
せ、そのプラズマイオンと芯粒子との衝突により、再凝
集を抑制し高分散状態を維持する手段又は再凝集した粒
子の分散を促進する手段である。荷電装置は、芯粒子粉
体を分散担持している気中に、コロナ放電、電子ビー
ム、放射線等の方法で単極イオンを発生させ、単極イオ
ン雰囲気中を通過させることで粒子を単極に帯電させ、
静電気の斥力により再凝集を抑制し高分散状態を維持す
る手段又は再凝集した粒子の分散を促進する手段であ
る。

【００８０】このようにして形成された微粒子の高分散
状態の芯粒子粉体は粒子の表面を被覆形成物質で被覆す
るために被覆室に送られる。この被覆室には被覆開始領
域を含む被覆空間が設けられている。微粒子高分散処理
手段群と被覆室とは直結することが望ましいが、搬送に
不可避の中空部材及び／又はパイプを使って接続しても
良い。この場合にも、被覆開始領域でのβ≧７０％を実
現することが不可欠である。微粒子高分散処理手段群と
被覆室を別々に置いてその間を連結する場合は、芯粒子
粉体をその分散状態のまま被覆室へ導入してやれば良
い。そのためには、この間に芯粒子粉体の分散状態を維
持するための装置である気中分散維持手段及び／又は分
散状態を高めるための装置である気中分散促進手段及び
／又は芯粒子粉体の粒子・気体混合物から、低分散芯粒
子粉体部分を分離し、主に単一粒子状態の粒子を含む高
分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯
粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段を設けることもで
きる。

【００８１】又、被覆されたダイヤモンド粒子を調製す
るに際して、微粒子高分散処理手段群が、(１)被覆室、
又は(２)被覆空間、又は(３)被覆開始領域と一部以上空
間を共有することもできる。例えば、微粒子高分散手段
群中の分散空間と被覆室とを、又は微粒子高分散手段群
中の分散空間と被覆開始領域を有する被覆空間とを、又
は微粒子高分散手段群中の分散空間と被覆開始領域と
を、空間的に共有することもできる。ここで被覆開始領
域とは、β≧７０％の分散状態で搬送された高分散状態
の芯粒子粉体に気相を経て生成する被覆形成物質前駆体
及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体が接触及び／
又は衝突し、被覆を開始する領域を指し、次の図５(ａ)
〜(ｅ)で示される態様が考慮される。すなわち、図５
(ａ)〜(ｅ)において被覆開始領域は２で示される領域で
ある。

【００８２】図５(ａ)において粉体に対してβ≧７０％
の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域２を
微粒子高分散処理手段群又は微粒子高分散処理手段群の
放出部１を覆って設ける。図５(ｂ)において微粒子高分
散処理手段群又は微粒子高分散処理手段群の放出部１か
ら放出される芯粒子粉体の粒子４が全て通る前記β≧７
０％の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域
２を設ける。上記の構成により、全ての芯粒子粉体の粒
子はβ≧７０％の分散状態で被覆が始められる。図５
(ｃ)において微粒子高分散処理手段群又は微粒子高分散
処理手段群の放出部１から放出される芯粒子粉体の粒子
４の内、回収部５に入る粒子が必ず通過する前記β≧７
０％の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域
２を設ける。

【００８３】図５(ｄ)において回収部５を囲む前記β≧
７０％の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領
域２を設ける。図５(ｅ)において高分散芯粒子粉体の粒
子・気体混合物の粒子のみが到達可能な位置に回収部５
を設ける。従って、ここでの領域６は重力を利用した選
択手段となる。回収部に入る高分散芯粒子粉体の粒子・
気体混合物の粒子が、必ず通過する前記β≧７０％の分
散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域２を図の
斜線部のように設ける。β≧７０％の分散状態で被覆始
めた芯粒子のみ回収でき、被覆開始領域を通っていない
芯粒子と被覆開始領域を通過した被覆粒子とは混ざるこ
とはない。上記したところから、被覆されたダイヤモン
ド粒子を製造するための装置は、微粒子高分散処理手段
群と被覆室又は微粒子高分散処理手段群と被覆室と回収
手段から構成されるものであるが、これらの装置の構成
要素は、種々の組み合わせ方をすることが可能で、これ
らの装置の構成例を図面にもとづいて説明するとつぎの
とおりである。

【００８４】装置の構成１ 図６(ａ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を製造するた
めの第一の装置の構成を説明するブロック図である。本
例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆
室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ
３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄ
から構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１
は、被覆室２−Ｂ１に直結してある。

【００８５】装置の構成２ 図６(ｂ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を製造するた
めの第二の装置の構成を説明するブロック図である。本
例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆
室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ
３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、不可避の中空部
材２−Ｃ２、回収手段２−Ｄから構成されている。微粒
子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１に不可
避の中空部材２−Ｃ２を介して接続してある。

【００８６】装置の構成３ 図６(ｃ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を製造するた
めの第三の装置の構成を説明するブロック図である。本
例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆
室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ
３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、気中分散維持手
段２−Ｃ３、回収手段２−Ｄから構成されている。微粒
子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１に気中
分散維持手段２−Ｃ３を介して接続してある。

【００８７】装置の構成４ 図６(ｄ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を製造するた
めの第四の装置の構成を説明するブロック図である。本
例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆
室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ
３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄ
から構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１
は、被覆室２−Ｂ１と空間を共有している。

【００８８】装置の構成５ 図６(ｅ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を製造するた
めの第五の装置の構成を説明するブロック図である。本
例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆
室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ
３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄ
から構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１
は、被覆室２−Ｂ１中に設けている。

【００８９】装置の構成６ 図６(ｆ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を製造するた
めの第六の装置の構成を説明するブロック図である。本
例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆
室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ
３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄ
から構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１
の分散空間中に、被覆室２−Ｂ１を設けている。

【００９０】装置の構成７ 図６(ｇ)は、被覆されたダイヤモンド粒子を製造するた
めの第七の装置の構成を説明するブロック図である。本
例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆
室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ
３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−
Ｄ、再被覆供給手段２−Ｅから構成されている。回収手
段２−Ｄから被覆後の被覆粒子を高分散処理手段群２−
Ｃ１に再被覆供給手段２−Ｅにより搬送して、繰り返し
て被覆処理が行える。かかる構成の装置のいずれかによ
り、被覆されたダイヤモンド粒子が製造されるものであ
る。

【００９１】上記のようにしてダイヤモンド粒子である
芯粒子粉体を被覆形成物質で被覆した被覆粒子につい
て、再び被覆形成物質で被覆すること、またはこの再被
覆を反復することもできる。この場合、被覆粒子は再被
覆供給手段に送られる。ここで、再被覆供給手段とは、
再被覆を行うために被覆後の被覆粒子を微粒子高分散処
理手段群へ搬送する手段をいう。具体的には、(ａ)被覆
粒子を回収する回収手段、及び(ｂ)この回収手段から微
粒子高分散処理手段群に被覆粒子を搬送する被覆粒子搬
送手段を備えた手段である。または、(ａ)被覆粒子を回
収する回収手段、(ｂ)この回収手段から微粒子高分散処
理手段群に被覆粒子を搬送する被覆粒子搬送手段、(ｃ)
及び被覆後の被覆粒子を分級する被覆粒子分級手段を備
えた手段である。被覆量が多い場合、被覆前の芯粒子粉
体の粒子の粒度分布と被覆後の被覆粒子の粒度分布は変
わってしまう。そこで、被覆後の被覆粒子の粒度分布を
被覆粒子分級手段により調整し、再被覆処理を行えば効
果的である。この再被覆処理は、必要によって繰り返す
ことができ、そして被覆形成物質の被覆量を所望のもの
に設定することができる。更に、この被覆形成物質の種
類を変えてこの被覆処理を繰り返すことができ、このよ
うにして複数成分の物質を被覆形成物質として多重被覆
することもできる。

【００９２】本発明で用いる被覆粒子の製造装置は、被
覆形成物質が、気相を経る気相法によって、芯粒子粉体
の粒子表面に被覆される被覆粒子の製造装置であれば制
限はない。例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）装置としては、
熱ＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置、電磁波を利用した
ＣＶＤ（可視光線ＣＶＤ、レーザＣＶＤ、紫外線ＣＶ
Ｄ、赤外線ＣＶＤ、遠赤外線ＣＶＤ）装置、ＭＯＣＶＤ
装置等、或いは、物理蒸着（ＰＶＤ）装置としては、真
空蒸着装置、イオンスパッタリング装置、イオンプレー
ティング装置等が適用可能である。より具体的には、例
えば、特開平３−７５３０２号公報の超微粒子で表面が
被覆された粒子およびその製造方法に記載の被覆粒子製
造装置が好適である。

【００９３】以上述べた通り、本発明ではダイヤモンド
粒子である微粒子芯粒子粉体、又は主に微粒子からなる
芯粒子粉体の粒子を被覆空間に投入し気相を経て生成す
る被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物
質前駆体をこの芯粒子粉体の粒子に接触及び／又は衝突
させてこの芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被
覆する被覆ダイヤモンド粒子が製造されるが、本発明の
基本的な工程を要約すると次の通りである。

【００９４】Ｉ （Ａ） 微粒子高分散処理手段群により、体積基準頻度
分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の
粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、気中
に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とす
る分散工程、（Ｂ） この分散工程で分散させた高分散
芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、
分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開
始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝
突させて被覆を開始する被覆工程を設けた被覆法。

【００９５】II （Ａ） 体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下
の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒
子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散さ
せた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体
の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散
処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体・
気体混合物とする分散混工程、（Ｂ） この分散工程で
分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒
子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上の分散状態で、
被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と
接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程を設
けた被覆法。

【００９６】III （Ａ） 体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下
の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒
子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散さ
せた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体
の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散
処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体・
気体混合物とする分散混工程、（Ｂ） この分散工程で
分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒
子粉体の粒子を、被覆工程に直接搬送する搬送工程、
（Ｃ） この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体の粒
子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０
％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において
被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を
開始する被覆工程を設けた被覆法。

【００９７】IV （Ａ） 体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下
の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒
子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散さ
せた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体
の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散
処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体・
気体混合物とする分散混工程、（Ｂ） この分散工程で
分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒
子粉体の粒子を、搬送に不可避の、中空部材、中空を形
成する部材からなる中間部材、及びパイプから選択され
る１種類又はそれ以上の部材を介して搬送する搬送工
程、（Ｃ） この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体
の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが
７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域にお
いて被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被
覆を開始する被覆工程を設けた被覆法。

【００９８】Ｖ （Ａ） 体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下
の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒
子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散さ
せた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体
の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散
処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体・
気体混合物とする分散混工程、（Ｂ） この分散工程で
分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒
子粉体の粒子を、この分散性能で気中に分散させた高分
散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の
気中分散状態を維持する気中分散維持手段、この高分散
芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の気
中分散状態を高める気中分散促進手段、芯粒子粉体の粒
子と気体との混合物において低分散芯粒子粉体の粒子・
気体混合物を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子
状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混
合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選
択手段の１種類又はそれ以上を介して搬送する搬送工
程、（Ｃ） この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体
の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが
７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域にお
いて被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被
覆を開始する被覆工程を設けた被覆法。

【００９９】以上、Ｉ〜Ｖの全てにおいて、好適には、
体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子
芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の
粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分
散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の
分散度βが７０％以上を実現する空間領域の内の、高分
散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子
の全ての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間
の被覆開始領域を位置させるか、又は、体積基準被覆分
布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒
子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、微粒子
高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の
粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βが７０
％以上を実現する空間領域の内の、回収手段の回収部に
回収する全てに粒子が通過する面を含む空間領域に、被
覆空間の被覆開始領域を位置させるか、又は、前記Ｉ及
びIIにおいて、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μ
ｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からな
る芯粒子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により
分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒
子粉体の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子
高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子
粉体の粒子・気体混合物とする分散工程の一部以上と前
記被覆工程の一部以上とを、空間を一部以上共有して行
うものである。

【０１００】本発明によれば、上記のようにして得られ
た被覆されたダイヤモンド粉体粒子を、２０００MPa未
満の圧力及び１８５０℃を越えない温度において密度が
８５％以上に焼結できる結合材とともにダイヤモンドが
熱力学的に安定ではないが準安定である２０００MPa未
満の圧力及び１８５０℃を越えない温度において焼結さ
れてダイヤモンドの焼結体とされる。

【０１０１】ダイヤモンドに、例えば被覆形成物質とし
て結合材を被覆すると、あたかも結合材だけの粒子から
なるものと同様の粒子分布となり、これにより形状に基
づく難焼結性繊維状物質を混合しても緻密に強固に焼結
が可能となり、焼結体の好強度化、高靭化が図れる。こ
の被覆ダイヤモンド粉体粒子に混合する、繊維状物質は
短径が５００μｍ以下で、短径に対する長径との比が２
以上である形状の、金属又は化合物の少なくとも一種類
からなる物質で、短径が５００μｍ以下で、短径に対す
る長径との比が２以上である形状の棒状物質及び／又は
融解紡糸して繊維形状にした連続繊維である長繊維及び
／又は結晶自体が繊維形状をとる自形繊維である短繊維
及び／又は一方向に結晶成長させて繊維形状にしたウィ
スカー（wisker）からなる。このウィスカー（ヒゲ結
晶）には、その形成においては、相変化や体積全体に及
ぼす化学反応という現象は起こらないものと定義されて
いる真性のウィスカー及び／又は相変化とか体積全体に
及ぶ化学変化によって生成する結晶の一つの結晶面のみ
を成長させることにより、長い針状晶となった単結晶を
指す広義のウィスカー及び／又は断面積が８×１０^-5 i
n²以下で、長さが平均直径の１０倍以上の単結晶である
ウィスカーがある。

【０１０２】繊維状物質として、周期律表第１ａ、２
ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３
ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族の金属、半導体、半
金属、希土類金属、非金属の内の一種類以上を含む化合
物の少なくとも一種類を含む。短径が５００μｍ以下
で、短径に対する長径との比が２以上である形状の繊維
状物質が用いられる。具体的には、周期律表第１ａ、２
ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３
ｂ、４ｂ、８族の金属、半導体、半金属、希土類金属、
及びその炭化物、酸化物、窒化物、酸炭化物、酸窒化
物、炭窒化物、酸炭窒化物、硼化物、珪化物の少なくと
も一種類からなる、短径が５００μｍ以下で、短径に対
する長径との比が２以上である形状の繊維状物質が使用
される。好適には、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒ
ｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、ＴｉＡｌ、Ｔｉ₃Ａｌ、ＴｉＡ
ｌ₃、ＴｉＮｉ、ＮｉＡｌ、Ｎｉ₃Ａｌ、ＳｉＣ、Ｂ
₄Ｃ、Ｃｒ₃Ｃ₂、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＷＣ、Ｗ₂Ｃ、Ｈｆ
Ｃ、ＴａＣ、Ｔａ₂Ｃ、ＮｂＣ、ＶＣ、Ｍｏ₂Ｃ、Ｓｉ₃
Ｎ₄、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｓｉ₂Ｎ₂Ｏ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、
Ｖ_xＮ（ｘ＝１〜３）、ＮｂＮ、ＴａＮ、Ｔａ₂Ｎ、Ｔｉ
Ｂ、ＴｉＢ₂、ＺｒＢ₂、ＶＢ、Ｖ₃Ｂ₂、ＶＢ₂、Ｎｂ
Ｂ、ＮｂＢ₂、ＴａＢ、ＴａＢ₂、ＭｏＢ、ＭｏＢ₂、Ｍ
ｏＢ₄、Ｍｏ₂Ｂ、ＷＢ、Ｗ₂Ｂ、Ｗ₂Ｂ₅、ＬａＢ₆、Ｂ
Ｐ、Ｂ₁₃Ｐ₂、ＭｏＳｉ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂（Ｙ
₂Ｏ₃、ＭｇＯ又はＣａＯ安定剤を添加した部分安定化ジ
ルコニア：ＰＳＺ、又は正方晶ジルコニア多結晶体：Ｔ
ＺＰ）、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄（スピネル）、Ａｌ₂ＳｉＯ₅（ム
ライト）の少なくとも一種類からなる、短径が５００μ
ｍ以下で、短径に対する長径との比が２以上の形状の繊
維状物質が選択されうる。

【０１０３】本発明で用いる被覆されたダイヤモンド粒
子は、上記したように気相法によりその表面を被覆する
ので基本的に被覆形成物質に制限はない。被覆ダイヤモ
ンド焼結体を、用途に応じて任意に材料設計する上で必
要に応じて、被覆を施す前に、ダイヤモンド粉体粒子表
面に事前に、同種及び／又は異種の被覆形成物質を同種
及び／又は異種の被覆方法により被覆を施してもよい。
例えば、ダイヤモンド粒子表面に、目的とする金属の炭
化物からなる被覆を形成する場合、事前に炭素を被覆し
た被覆ダイヤモンド粒子を使用すればよい。事前に物質
を被覆する方法は、特に制限するものではないが、例え
ば、特開平２−２５２６６０号公報に記載の溶融塩浸漬
法、特開平１−２０７３８０号公報に記載の溶融塩不均
化反応法を始め、電気メッキ法、無電解メッキ法、クラ
ッド法、物理蒸着法（スパッタリング法、イオンプレー
ティング法等）や化学蒸着法等が好適である。目的とす
る金属化合物の金属の種類は、本発明の結合材及び／又
は焼結助剤として適用可能の範囲であれば特に制限され
ない。

【０１０４】上記溶融塩を用いる浸漬法により形成され
る被覆膜は、緻密な高硬度高融点物質であり、ダイヤモ
ンド粒子を他の物質から隔離する作用を有し、結合材の
選択の幅が飛躍的に広がる。この溶融塩を用いる浸漬法
により被覆膜を設けた、ダイヤモンド粉体粒子のみで
は、緻密に焼結することが困難であるが、この溶融塩を
用いる浸漬法により形成された高硬度高融点物質の被覆
膜で被覆されたダイヤモンド粉体粒子に、更に一層以上
の本発明の気相法による被覆法により、十分緻密で高硬
度に焼結可能な結合材として適用可能な物質を適量被覆
すると焼結促進により好適である。

【０１０５】上記、被覆されたダイヤモンド粒子は、被
覆された粒子の被覆形成物質を介して、接触状態で集合
塊を形成する場合がある。この被覆されたダイヤモンド
粒子からなる粉体は、単一粒子状態の被覆された粒子
と、この単一粒子状態の被覆された粒子が数個から数十
個接触した集合塊、更に多数個の単一粒子状態の被覆さ
れた粒子が接触した集合塊から構成され、その形状及び
大きさが不均一で不規則になる。この単一粒子状態の被
覆された粒子からなる集合塊は、解砕及び／又は破砕し
てから成形又は焼結処理に供するのが好ましい。この被
覆されたダイヤモンド粒子の集合塊の解砕及び／又は破
砕には、種々の解砕手段、例えば、ボールミル、振動ボ
ールミル、乳鉢、ジェットミル等が利用可能である。ま
た、単一粒子状態の被覆された粒子と、この単一粒子状
態の被覆された粒子の集合塊とを選択分離して、単一粒
子状態の被覆された粒子のみを成形又は焼結処理に供し
てもよい。

【０１０６】本発明によればダイヤモンド粒子表面に、
気相法により、被覆形成物質を被覆させた被覆ダイヤモ
ンド粒子を結合材と混合して、残部が前記粉体、板状物
質、粒子等及び／又は前記繊維状物質を混合した混合物
を、粉体状で、若しくは成形後焼結する。

【０１０７】特に高純度のダイヤモンド、例えばＰＶＤ
法或はＣＶＤ法による気相を介して合成される超高純度
のダイヤモンド、或は長時間かけて超高圧合成した超高
純度のダイヤモンドを用いれば、圧力を伝達可能なカプ
セルに脱気封入して超高圧ＨＩＰ焼結又はＨＩＰ焼結を
行うか或は真空若しくは不活性ガス中でＰＣによる焼結
又はＨＰ焼結を行うことにより、熱力学的に安定な状態
ではなくとも、前記Hallらの報告の１１００℃よりも遥
かに高い１８５０℃までダイヤモンドが現実上安定に存
在する。しかし、１８５０℃を越えると短時間でグラフ
ァイト相に相転移する。従って、焼結温度の上限は１８
５０℃である。

【０１０８】本発明は前記のように、２０００MPa未満
の比較的緩い超高圧力を作用可能のＰＣ型超高圧力装
置、又は超高圧ＨＩＰ装置、或はＨＩＰ装置、若しくは
ＨＰ装置を使用した被覆ダイヤモンド含有高硬度高密度
複合焼結体の製造に関して、焼結温度の上限が１８５０
℃であることと、この焼結温度範囲で、前記結合材の適
用条件を明らかにし、且つ、ダイヤモンドが熱力学的に
安定な状態となるための圧力を作用させることを必要と
していないということを明示するものである。

【０１０９】従って、ＰＣ型超高圧力装置を使用する場
合は、圧力は２０００MPa未満を適用しても差し支えな
いが、このＰＣ型超高圧力装置の耐久性を考慮すると１
５００MPaを越えないことが好ましい。圧力発生に関す
る従来公知の技術としては、超高圧ＨＩＰ装置の場合１
０００MPaまでＨＩＰ圧力を作用可能であり、この超高
圧ＨＩＰ装置を除くＨＩＰ装置及びＨＰ装置の場合は、
２００MPaまでそれぞれ作動可能である。

【０１１０】以上の方法により焼結させた被覆ダイヤモ
ンド焼結体は、高度に微組織が制御された高性能な焼結
体である。用途として最も一般的な機械部材用に、被覆
ダイヤモンド焼結体でそのビッカース硬度が好適には６
００以上の高硬度で、その密度が８５％以上の緻密な被
覆ダイヤモンド焼結体が製造出来る。好適には、被覆ダ
イヤモンド焼結体でそのビッカース硬度が好適には８０
０以上の高硬度で、及び／又は、その密度が９０％以上
の緻密な被覆ダイヤモンド焼結体が製造出来る。より好
ましくは、例えば、耐摩耗性の高い機械部材への適用を
考慮すると、相対的にダイヤモンドの含有量を増し、且
つ緻密に焼結することにより、ビッカース硬度は１００
０以上の高硬度の被覆ダイヤモンド焼結体が製造出来
る。より一層耐摩耗性を要求される工具用等には、更に
ダイヤモンドの含有量を増し、且つ緻密に焼結すること
により、ビッカース硬度２０００以上の被覆ダイヤモン
ド焼結体が製造出来る。

【０１１１】

【実施例】以下、本発明の被覆ダイヤモンド焼結体及び
その製造法を実施例により説明する。 実施例１ 平均粒子径が１μｍで、体積基準頻度分布が（〔Ｄ_M／
２，３Ｄ_M／２〕，≧９０％）のダイヤモンド粒子を炭
化チタンで被覆した。使用した装置は、図１２及びその
部分拡大図である図１３に示したものであり、図６(ｂ)
に示した構成の具体例である。本例の被覆形成物質前駆
体を生成する装置の構成は実施例１と同一である。微粒
子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機３１
３、分散手段である撹拌式分散機６−Ｆ１、高分散芯粒
子粉体の粒子・気体混合物選択手段であるサイクロン６
−Ｉで構成されており、図３(ｂ)に示したものであり、
図４(ｄ)に示した構成の具体例である。サイクロン６−
Ｉの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の放出部は、
搬送に不可避のパイプ３０７で狭義の被覆室６−ｃへ接
続してあり、低分散芯粒子粉体部分の放出部は、ホッパ
ー６−Ｊ、ロータリーバルブ６−Ｋを介して搬送管３１
０で撹拌式分散機６−Ｆ１へ接続してある。本装置の微
粒子高分散処理手段群によれば、体積基準の粒度分布と
して、平均粒子径Ｄ_Mが１μｍで、体積基準頻度分布が
（〔Ｄ_M／５，５Ｄ_M〕，≧９０％）の芯粒子粉体の粒子
を、最終の処理手段であるサイクロン６−Ｉの高分散芯
粒子粉体の粒子・気体混合物の放出部で、分散度β≧７
５％に分散できる。狭義の被覆室６−ｃに図のごとく被
覆空間６−Ｌ２及び被覆空間の被覆開始領域６−Ｌ１が
設けてある。６−Ｃと６−Ｄを結合するフランジ部の制
約による搬送に不可避のパイプ３０７による分散度βの
低下は少なくとどめられる。したがって、被覆開始領域
において、分散度β≧７０％で被覆が開始される。

【０１１２】プラズマトーチ６−Ａの上部に設けられた
ガス噴出口３０１に供給源３０２からアルゴンガスを２
０リットル／分で供給する。このアルゴンガスは印加さ
れた高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ６
−Ａ内プラズマ室６−ａでプラズマ焔を形成する。被覆
形成物質の原料の供給槽を備えた供給機３１４から０.
４ｇ／分で供給した被覆形成物質の原料である炭化チタ
ンは、５リットル／分のキャリアガス３０３に担持され
て、プラズマトーチ６−Ａの下部に設けられた被覆形成
物質の原料の投入口３０４からプラズマ焔中に導入さ
れ、プラズマ焔の熱により蒸発して気相を経て、被覆形
成物質前駆体生成室６−ｂで被覆形成物質前駆体とな
る。芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機３１３から２.
０ｇ／分で供給されるダイヤモンドの芯粒子は、撹拌式
分散機６−Ｆ１により分散させ、１５リットル／分のキ
ャリアガス３０５により担持されパイプ３０６を介して
サイクロン６−Ｉに搬送される。サイクロン６−Ｉは、
微粉側の最大粒子径が１.５μｍとなるように調節され
ており、主に単一粒子からなるβ＝８５％の分散状態の
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を、搬送に不可避
のパイプ３０７を介し放出口３０８から狭義の被覆室６
−ｃに放出させる。一方、サイクロン６−Ｉにより選択
分離した低分散芯粒子粉体部分は、ホッパー６−Ｊ、ロ
ータリーバルブ６−Ｋを経て、１０リットル／分のキャ
リアガス３０９によりパイプ３１０中を搬送され、撹拌
式分散機６−Ｆ１へフィードバックする。高分散状態の
ダイヤモンドの芯粒子は、被覆空間６−Ｌ２の被覆開始
領域６−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ＝８２％
の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。

【０１１３】このようにして生成した、被覆形成物質で
表面に被覆を施された被覆されたダイヤモンド粒子は、
気体と共に被覆粒子冷却室６−ｄを降下し、被覆粒子回
収部６−Ｇに至る。この被覆されたダイヤモンド粒子か
らなる製品は、フィルター３１２により気体と分離し、
集められ取り出される。このようにしてダイヤモンド粒
子に体積で１０％の炭化チタンが被覆された被覆された
ダイヤモンド粒子が得られた。得られた被覆された粒子
である、炭化チタンで表面を被覆したダイヤモンド微粒
子を、走査型電子顕微鏡で観察したところ、図９に示す
とおり、個々の粒子は、いずれも、一様に０.００５μ
ｍ程度の炭化チタンが超微粒子状に被覆したものであっ
た。この被覆されたダイヤモンド粒子と、結合材とし
て、高純度で易焼結性のアルミナ（特開昭６３−１５１
６１６号公報に記載のアルミナ粉体）を用いたダイヤモ
ンド焼結体を製造した。すなわち、この被覆されたダイ
ヤモンド粒子を体積で５５％、結合材粉体として、平均
粒径が０.２μｍの高純度・易焼結性アルミナ粉体を体
積で４３.４％、及びこのアルミナ粉体の焼結助剤とし
てマグネシア（ＭｇＯ）及びチタニア（ＴｉＯ_x、ｘ＝
１〜２）を体積でそれぞれ０.６％及び１.０％添加し
た。これらをアルミナ製ボールミルを用い、アセトン中
湿式で２時間混合した。その後、１０^-6torr，２００℃
でこの混合粉体を真空乾燥した。次いで、直径１０mm、
厚さ８mmの円盤状に型押し形成し、外側にｈ−ＢＮ成形
体を配置したパイロフィライト圧力媒体に埋め込み、こ
れをピストン・シリンダー（ＰＣ）型超高圧装置にセッ
トし、焼結温度１３００℃、焼結圧力１５００MPaで３
時間保持し、焼結した。しかる後に、降温、降圧して焼
結体を取り出した。

【０１１４】粉末Ｘ線回折により焼結体に、ダイヤモン
ド、炭化チタン及びα型アルミナ以外の回折ピークは認
められなかった。焼結体は、表１に示すように、密度が
９６.０％で大変緻密であり、しかもビッカース微小硬
度は、Ｈｖ（０.５／１０）４１１０と大変高硬度であ
った。得られた焼結体の表面をダイヤモンドペーストで
研磨し、研磨面に観察のための通常の金蒸着を施した研
摩面の電子顕微鏡写真（×５０００）を図１０に示す。
この図から未焼結部や気孔、欠陥等は全くなく、ダイヤ
モンド粒子の周りに結合材のアルミナ及び炭化チタンが
均一に分布した制御された微組織からなることが分か
る。

【０１１５】実施例２ 平均粒子径Ｄ_Mが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔Ｄ_M
／２，３Ｄ_M／２〕，≧９０％）のダイヤモンド粒子を
炭化チタンで被覆した。使用した装置は、図１１及びそ
の部分拡大図である図１２に示したものであり、図６
(ｄ)に示した構成の具体例である。本例の被覆形成物質
前駆体を生成する装置の構成は実施例１と同一である。
微粒子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機２
１４、撹拌式分散機５−Ｆ１、細管分散機２１１及び衝
突板を利用した分散機５−Ｈ２で構成されており、図３
(ａ)に示したものであり、図４(ｂ)に示した構成に属す
る微粒子高分散処理手段群の具体例である。細管分散機
２１１は、内径４mmのステンレス製である。微粒子高分
散処理手段群αの最終分散手段である衝突板を利用した
分散機５−Ｈ２は、ＳｉＣ製の衝突板２１３がステンレ
ス製のホルダー２１２により設置された構成である。こ
の衝突板を利用した分散機５−Ｈ２は狭義の被覆室５−
ｃの中に設けられており、微粒子高分散処理手段群αと
狭義の被覆室５−ｃは共有の空間を有している。また、
被覆空間５−Ｌ１及び被覆空間の被覆開始領域５−Ｌ２
は、狭義の被覆室５−ｃ内に設けてある。本装置の微粒
子高分散処理手段群は、平均粒子径Ｄ_Mが１μｍで、体
積基準頻度分布が（〔Ｄ_M／５，５Ｄ_M〕，≧９０％）の
芯粒子粉体の粒子を、最終の分散処理である衝突板を利
用した分散機５−Ｈ２の衝突板２１５を衝突直後、分散
度β≧７０％に分散できる。したがって、分散度β≧７
０％の状態で被覆が開始される。

【０１１６】プラズマトーチ５−Ａの上部に設けられた
ガス噴出口２０１に供給源２０２から２０リットル／分
のアルゴンガスを供給する。このアルゴンガスは印加さ
れた高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ５
−Ａ内プラズマ室５−ａでプラズマ焔を形成する。被覆
形成物質の原料の供給槽を備えた供給機２１５から０.
４ｇ／分で供給した被覆形成物質の原料である平均粒子
径２μｍの炭化チタンの粉末は、５リットル／分のキャ
リアガス２０３に担持されて、プラズマトーチ５−Ａの
下部に設けられた被覆形成物質の原料の投入口２０４か
ら、プラズマ焔中に導入され、プラズマ焔の熱により蒸
発して気相を経て、被覆形成物質前駆体生成室５−ｂで
被覆形成物質前駆体となる。芯粒子粉体の供給槽を備え
た供給機２１４から２.０ｇ／分で供給されるダイヤモ
ンドの芯粒子は、撹拌式分散機５−Ｆ１により分散さ
せ、２０リットル／分の割合で供給されるキャリアガス
２０５により担持され、細管分散機２１１を経て、被覆
室中に設けた衝突板を利用した分散機５−Ｈ２によっ
て、分散度β＝８２％に気中に分散させる。高分散状態
のダイヤモンドの芯粒子は、被覆空間５−Ｌ２の被覆開
始領域５−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ＝８２
％の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。

【０１１７】このようにして生成した、被覆形成物質で
表面に被覆を施された被覆されたダイヤモンド粒子は、
気体と共に被覆粒子冷却室５−ｄを降下し、被覆粒子回
収部５−Ｇに至る。この被覆されたダイヤモンド粒子か
らなる製品は、フィルター２１０により気体と分離し、
集められ取り出される。このようにしてダイヤモンド粒
子に体積で１０％の炭化チタンが被覆された被覆粒子が
得られた。得られた被覆粒子である、炭化チタンで表面
を被覆したダイヤモンド微粒子を、走査型電子顕微鏡で
観察したところ、個々の粒子は、いずれも、一様に０.
００５μｍ程度の炭化チタンが超微粒子状に被覆したも
のであった。このようにして得た炭化チタンを体積で１
０％被覆を施した被覆されたダイヤモンド粒子を、下記
の表１に示した割合のアルミナ粉体、マグネシア粉体及
びチタニア粉体と湿式混合し、乾燥し、直径１６mm、厚
さ５mmの円盤状に型押し成形し、これを、ｈ−ＢＮ粉体
を充填したパイレックスガラス製のカプセルに配置し、
１０^-6Torr、４００℃、１２時間加熱脱気後、封入し
た。このカプセルを、アルゴンガスを圧力媒体とするＨ
ＩＰ装置に配置し、焼結温度１３００℃、焼結圧力１５
０MPaで３時間保持して焼結した。

【０１１８】粉末Ｘ線回折により実施例２の焼結体の結
晶相を調べたところ、ダイヤモンド、炭化チタンおよび
α型アルミナ以外の回折ピークは認められなかった。焼
結体は、表１に示すように、密度が９８.８％で大変緻
密であり、しかもビッカース微小硬度はＨｖ（０.５／
１０）３１５０と大変高硬度であった。また実施例１と
同様、ダイヤモンドの周りを結合材のアルミナ及び炭化
チタンが均一に分布した制御された微組織の焼結体が得
られた。

【０１１９】実施例３ 実施例２で得られた炭化チタンで表面を被覆したダイヤ
モンド微粒子を下記の表１に示した割合のアルミナ粉
体、マグネシア粉体およびチタニア粉体と湿式混合し、
実施例２と同様に円盤状に型押し成形し、カプセルに封
入した。その後、超高圧ＨＩＰ装置を使用して、焼結温
度１３００℃、焼結圧力１０００MPaで３時間保持して
焼結した。粉末Ｘ線回折により実施例３の焼結体の結晶
相を調べたところ、ダイヤモンド、炭化チタン及びα型
アルミナ以外の回折ピークは認められなかった。焼結体
は、表１に示すように、密度が９８.８％で大変緻密で
あり、しかもビッカース微小硬度は、Ｈｖ（０.５／１
０）３５８０と大変高硬度であった。また、実施例１と
同様、ダイヤモンドの周りを結合材のアルミナ及び炭化
チタンが均一に分布した制御された微組織の焼結体が得
られた。

【０１２０】実施例４ ダイヤモンド粉体粒子として、平均粒子径Ｄ_Mが１μｍ
で、体積基準頻度分布が（〔Ｄ_M／２，３Ｄ_M／２〕，≧
９０％）のダイヤモンド粒子をチタン金属の炭化物であ
る炭化チタンを被覆した。使用した装置は、図１３及び
その部分拡大図である図１４に示したものであり、図６
(ｂ)に示した構成の具体例である。本例の被覆形成物質
前駆体を生成する装置の構成は実施例１と同一である。
微粒子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機３
１３、分散手段である撹拌式分散機６−Ｆ１、高分散芯
粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段であるサイクロン
６−Ｉで構成されており、図３(ｂ)に示したものであ
り、図４（ｄ）に示した構成の具体例である。サイクロ
ン６−Ｉの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の放出
部は、搬送に不可避のパイプ３０７で狭義の被覆室６−
ｃへ接続してあり、低分散芯粒子粉体部分の放出部は、
ホッパー６−Ｊ、ロータリーバルブ６−Ｋを介して搬送
管３１０で撹拌式分散機６−Ｆ１へ接続してある。本装
置の微粒子高分散処理手段群によれば、体積基準の粒度
分布として、平均粒子径Ｄ_Mが１μｍで、体積基準頻度
分布が（〔Ｄ_M／５，５Ｄ_M〕，≧９０％）の芯粒子粉体
の粒子を、最終の処理手段であるサイクロン６−Ｉの高
分散芯粒子粉体流の放出部で、分散度β≧７５％に分散
できる。狭義の被覆室６−ｃに図１３及び図１４のごと
く被覆空間６−Ｌ２及び被覆空間の被覆開始領域６−Ｌ
１が設けてある。６−Ｃと６−Ｄを結合するフランジ部
の制約による搬送に不可避のパイプ３０７による分散度
βの低下は少なくとどめられる。したがって、被覆開始
領域において、分散度β≧７０％で被覆が開始される。

【０１２１】プラズマトーチ６−Ａの上部に設けられた
ガス噴出口３０１に供給源３０２からアルゴンガスを２
０リットル／分で供給する。このアルゴンガスは印加さ
れた高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ６
−Ａ内プラズマ室６−ａでプラズマ焔を形成する。被覆
形成物質の原料の供給槽を備えた供給機３１４から０.
４ｇ／分で供給した被覆形成物質の原料である炭化チタ
ンは、５リットル／分のキャリアガス３０３に担持され
て、プラズマトーチ６−Ａの下部に設けられた被覆形成
物質の原料の投入口３０４からプラズマ焔中に導入さ
れ、プラズマ焔の熱により蒸発して気相を経て、被覆形
成物質前駆体生成室６−ｂで被覆形成物質前駆体とな
る。

【０１２２】芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機３１３
から２.０ｇ／分で供給されるダイヤモンドの芯粒子
は、撹拌式分散機６−Ｆ１により分散させ、１５リット
ル／分のキャリアガス３０５により担持されパイプ３０
６を介してサイクロン６−Ｉに搬送される。サイクロン
６−Ｉは、微粉側の最大粒子径が１.５μｍとなるよう
に調節されており、主に単一粒子からなるβ＝８５％の
分散状態の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を、搬
送に不可避のパイプ３０７を介し放出口３０８から狭義
の被覆室６−ｃに放出させる。一方、サイクロン６−Ｉ
により選択分離した低分散芯粒子粉体部分は、ホッパー
６−Ｊ、ロータリーバルブ６−Ｋを経て、１０リットル
／分のキャリアガス３０９によりパイプ３１０中を搬送
され、撹拌式分散機６−Ｆ１へフィードバックする。高
分散状態のダイヤモンド粒子は、被覆空間の６−Ｌ２の
被覆開始領域６−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ
＝８２％の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。

【０１２３】このようにして生成した、被覆形成物質で
表面に被覆が施された被覆されたダイヤモンド粒子は、
気体と共に被覆粒子冷却室６−ｄを降下し、被覆粒子回
収部６−Ｇに至る。この被覆粒子からなる製品は、フィ
ルター３１２により気体と分離し、集められ取り出され
る。このようにしてダイヤモンド粒子に体積で１０％の
炭化チタンが被覆された被覆粒子が得られた。得られた
被覆されたダイヤモンド粒子である、炭化チタンで表面
に被覆を施したダイヤモンド微粒子を走査型電子顕微鏡
で観察したところ、個々の粒子は、いずれも、一様に
０.００５μｍ程度の炭化チタンが超微粒子状に被覆し
たものであった。これを実施例２と同様に焼結した。但
し結合材と焼結助剤の割合、焼結条件は表１に示すとお
りとした。

【０１２４】粉末Ｘ線回折により焼結体に、ダイヤモン
ド、炭化チタン及びα型アルミナ以外の回折ピークは認
められなかった。焼結体は、表１に示すように、密度が
９７.８％で大変緻密であり、しかもビッカース微小硬
度は、Ｈ_V（０.５／１０）２９３０と大変高硬度であっ
た。焼結体は、未焼結部や気孔、欠陥等は全くなく、ダ
イヤモンド粒子の周りに結合材のアルミナ及び炭化チタ
ンが均一に分布した制御された微組織からなることが分
かる。

【０１２５】実施例５〜実施例６ 実施例１の装置により、実施例１と略同様の条件で被覆
を行って得た、炭化チタンを体積で１０％を被覆した被
覆ダイヤモンド粉体粒子を実施例２と同様に、下記の表
１に示した割合のＰＳＺと湿式混合し、乾燥し、直径１
６mm、厚さ５mmの円盤状に型押し成形し、外側にｈ−Ｂ
Ｎ成形体を配置したパイレックスガラス製のカプセルに
配置し、ＨＩＰ装置で焼結温度１３００℃、焼結圧力１
５０MPaで３時間保持し、焼結した。しかる後に降温、
降圧して焼結体を取り出した。粉末Ｘ線回折によりいず
れの焼結体も、ダイヤモンド、炭化チタン及びＰＳＺを
構成する単斜晶酸化ジルコニウム及び正方晶酸化ジルコ
ニウム以外の回折ピークは認められなかった。焼結体
は、表１に示すように、いずれも密度が９８.０％〜９
８.５％で大変緻密であり、しかもビッカース微小硬度
は、Ｈｖ（０.５／１０）１８１０〜１９９０と大変高
硬度であった。また、実施例１と同様、ダイヤモンドの
周りを結合材のＰＳＺ及び炭化チタンが均一に分布した
制御された微組織の焼結体が得られた。

【０１２６】実施例７〜実施例８ 実施例１の装置により、実施例１と略同様の条件で被覆
を行い、金属チタンを体積で１０％を被覆した被覆ダイ
ヤモンド粉体粒子を得た。その後、実施例１と同様に、
但し結合材として窒化チタンを用いて焼結した。結合材
の割合、焼結条件は下記の表１に示すとおりである。粉
末Ｘ線回折により、焼結体の結晶相を調べたところ、被
覆した金属チタンはダイヤモンドと反応してＴｉＣを生
成し、ダイヤモンドとＴｉＣとＴｉＮの回折ピークが認
められたのみで、その外の回折ピークが認められなかっ
た。焼結体は、表１に示すように、密度が、９７.８〜
９９.１％で、大変緻密であり、しかもビッカース微小
硬度は、Ｈｖ（０.５／１０）２８６０〜３４３０と大
変高硬度であった。また、実施例１と同様、ダイヤモン
ドの周りを結合材の炭化チタン、窒化チタンが均一に分
布した制御された微組織の焼結体が得られた。

【０１２７】実施例９ 実施例１の装置により、実施例１と略同様の条件で被覆
を行い、窒化チタンを体積で２０％被覆した被覆ダイヤ
モンド粉体粒子を得た。これを実施例３と同様に、但し
結合材として窒化チタン粉体を用い焼結した。結合材の
割合、焼結条件は下記の表１に示すとおりである。粉末
Ｘ線回折により、焼結体の結晶相を調べたところ、ダイ
ヤモンドと窒化チタンの回折ピークが認められたのみ
で、その外の回折ピークが認められなかった。焼結体
は、表１に示すように、密度が、９９.０％で、大変緻
密であり、しかもビッカース微小硬度は、Ｈｖ（０.５
／１０）２８４０と大変高硬度であった。また、実施例
１と同様、ダイヤモンドの周りを結合材の窒化チタンが
均一に分布した制御された微組織の焼結体が得られた。

【０１２８】実施例１０ 実施例１と略同様に窒化チタンを被覆して得られた窒化
チタンの被覆量が体積で２０％の被覆されたダイヤモン
ド粉体粒子を得た。これを実施例１と同様に、但し結合
材として窒化チタンを用いて焼結した。結合材の割合、
焼結条件は下記の表１に示すとおりである。Ｘ線回折に
より実施例１０の焼結体の結晶相を調べたところ、ダイ
ヤモンド及び窒化チタン以外の回折ピークは認められな
かった。焼結体は、表１に示すように、密度が９９.７
％で大変緻密であり、しかもビッカース微小硬度は、Ｈ
ｖ（０.５／１０）３４００と大変高硬度であった。

【０１２９】実施例１１ 実施例２の構成の混合物を９０％、ＳｉＣウィスカーを
１０％で混合し、これを実施例２と同様に焼結した。焼
結条件は表１に示すとおりとした。粉末Ｘ線回折によ
り、焼結体の結晶相を調べたところ、ダイヤモンド、ア
ルミナ、ＳｉＣが検出され、それ以外の回折ピークは認
められなかった。焼結体は、表１に示すように、密度
が、９９.４％で、大変緻密であり、しかもビッカース
微小硬度は、Ｈｖ(０.５／１０）２８８０と大変高硬度
であった。焼結体は、結合材のアルミナ及び炭化チタン
に更にＳｉＣウィスカーがダイヤモンド粒子の周りに均
一に分布した制御された微組織の焼結体が得られた。

【０１３０】実施例１２ 実施例１の装置により実施例１と略同様の条件で被覆を
行い、炭化チタンを体積で１０％被覆した被覆ダイヤモ
ンド粉体粒子を得た。これを実施例２と同様に焼結し
た。但し結合材と焼結助剤の割合、焼結条件は表１に示
すとおりとした。Ｘ線回折により、焼結体の結晶相を調
べたところ、ダイヤモンド、ＰＳＺを構成する単斜晶酸
化ジルコニウム、正方晶酸化ジルコニウム、炭化チタ
ン、炭化ケイ素以外の回折ピークは認められなかった。
焼結体は、表１に示すように、相対密度が、９９.８％
で、大変緻密であり、しかもビッカース微小硬度、Ｈｖ
(０.５／１０）１８８０と大変高硬度であった。焼結体
は、結合材のＰＳＺ、炭化チタン、炭化ケイ素ウィスカ
ーがダイヤモンドの回りに均一に分布した高度に制御さ
れた微組織の焼結体であった。

【０１３１】

【表１】

【０１３２】

【発明の効果】本発明によれば、体積基準頻度分布で平
均粒子径が１０μｍ以下のダイヤモンドの微粒子からな
る芯粒子粉体を気中に分散させ、この分散した芯粒子粉
体の粒子を分散度βが７０％以上である分散状態で被覆
形成物質前駆体と接触又は衝突させることによって、単
一粒子状態でその表面を被覆形成物質で被覆した被覆ダ
イヤモンドを結合材と共に、２０００MPa未満の圧力及
び１８５０℃を越えないダイヤモンドが熱力学的に安定
ではないが準安定な圧力、温度の焼結条件で焼結するこ
とにより、均一で、緻密で、且つ強固に焼結された、高
度に制御された微組織を有する高性能な被覆ダイヤモン
ド焼結体が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイヤモンドの安定な領域を示す圧力・温度線
図である。

【図２】粉体粒子の分布図であり、(ａ)は本来の分散度
βを表わし、(ｂ)は粒径Ｄ₁〜Ｄ₂の範囲の粒子が体積で
９０％を占める粉体の粒径対体積基準頻度を表わす。

【図３】(ａ)〜(ｃ)は微粒子高分散処理手段群の基本構
成を示すブロック図。

【図４】(ａ)〜(ｇ)は微粒子高分散処理手段群の構成を
より詳細に説明するブロック図。

【図５】(ａ)〜(ｅ)は芯粒子粉体に被覆が開始される態
様を示す図。

【図６】(ａ)〜(ｇ)は被覆されたダイヤモンド粒子を製
造するための装置の構成を説明するブロック図。

【図７】実施例１で用いる装置を示す図。

【図８】実施例１で用いる装置の部分拡大図。

【図９】実施例１で得られた被覆されたダイヤモンド粒
子の走査型電子顕微鏡写真。

【図１０】実施例１の焼結体の研磨面の電子顕微鏡写
真。

【図１１】実施例２で用いる装置を示す図。

【図１２】実施例２で用いる装置の部分拡大図。

【図１３】実施例４で用いる装置を示す図。

【図１４】実施例４で用いる装置の部分拡大図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/645 41/87 Ｓ (72)発明者 吉田 晴男 愛知県名古屋市北区尾上町１番地の２ 尾 上団地第５号棟第1406号室 (72)発明者 粂 正市 愛知県津島市鹿伏兎町字二之割150番地の ２ (72)発明者 山田 幸良 埼玉県比企郡川島町八幡３丁目６番18号 (72)発明者 冬木 正 埼玉県入間郡大井町緑ヶ丘２丁目23番16号 (72)発明者 秋山 聡 埼玉県川越市稲荷町17番22号 (72)発明者 濱田 美明 埼玉県川越市末広町３丁目４番８号 (72)発明者 黒田 英輔 埼玉県川越市西小仙波町２丁目16番４号 (72)発明者 鍋谷 忠克 神奈川県鎌倉市山ノ内1095−21 (72)発明者 隅田 幸雄 宮城県亘理郡亘理町吉田字中原55−520 (72)発明者 木村 健一 宮城県仙台市太白区八木山本町２−33−５ グレイス八木山502号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤモンドの微粒子からなる、芯粒子
   粉体の粒子又は主に同微粒子からなる芯粒子粉体の粒子
   であってその表面が被覆形成物質で被覆されたものと、
   結合材との混合物を焼結してダイヤモンド焼結体を製造
   する方法において、 この被覆形成物質で被覆されたダイヤモンド粒子は、芯
   粒子粉体を被覆空間に投入し、気相を経て生成する被覆
   形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆
   体を、この芯粒子粉体の粒子に接触及び／又は衝突させ
   て、この芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被覆
   したものであって、 （Ａ） 微粒子高分散処理手段群の最終処理手段が、
   （ａ） この芯粒子粉体の粒子を気中に分散させる分散
   手段、および（ｂ） 芯粒子粉体の粒子を気中に分散さ
   せた芯粒子粉体の粒子と気体との混合物において低分散
   芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一
   粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気
   体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
   物選択手段とこの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物
   選択手段により選択分離された低分散芯粒子粉体部分を
   微粒子高分散処理手段群中の分散手段の内の最終分散手
   段及び／又は最終分散手段以前の処理手段に搬送するフ
   ィードバック手段とを備えた高分散芯粒子粉体の粒子・
   気体混合物選択手段、から選ばれる微粒子高分散処理手
   段群により、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ
   以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる
   芯粒子粉体の粒子を、気中に分散させて高分散芯粒子粉
   体の粒子・気体混合物とする分散工程、 （Ｂ） この分散工程で分散させた芯粒子粉体の粒子
   を、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被
   覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又
   は衝突させて被覆を開始する被覆工程、からなる被覆手
   段によって調製されたものとし、 また結合材は２０００MPa未満で１８５０℃を越えない
   ダイヤモンド粒子が熱力学的に準安定な条件で密度８５
   ％以上に焼結されるものとし、 そしてこの被覆されたダイヤモンド粒子と結合材との体
   積で１〜９０：９９〜１０の割合の混合物を２０００MP
   a未満の圧力、及び１８５０℃を越えないダイヤモンド
   が熱力学的に安定ではないが準安定な圧力、温度の焼結
   条件において焼結することを特徴とする被覆ダイヤモン
   ド焼結体の製造法。
2. 【請求項２】 前記被覆されたダイヤモンド粒子が、 被覆されたダイヤモンド粒子の被覆形成物質を介して接
   触状態で集合塊を形成した被覆されたダイヤモンド粒子
   の集合塊を、解砕及び／又は破砕する被覆されたダイヤ
   モンド粒子集合塊の解砕・破砕工程、及び／又はこの被
   覆ダイヤモンド粒子集合塊と一次粒子単位の被覆された
   ダイヤモンド粒子とを選択分離する選択分離工程を更に
   経て調製されたものであることを特徴とする、請求項１
   に記載の被覆ダイヤモンド焼結体の製造法。
3. 【請求項３】 被覆形成物質で被覆するべきダイヤモン
   ドの微粒子からなる芯粒子粉体の粒子又は主に同微粒子
   からなる芯粒子粉体の粒子が、溶融塩浴を用いる浸漬法
   により、浸漬法に由来する被覆物質で一層以上被覆され
   た微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒
   子粉体の粒子であることを特徴とする、請求項１、又は
   請求項２に記載の被覆ダイヤモンド焼結体の製造法。
4. 【請求項４】 被覆されたダイヤモンド粒子が、体積基
   準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体
   を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分
   散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、そ
   の芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする分散
   性能を有する微粒子高分散処理手段群による分散工程を
   設け、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散
   芯粒子粉体の粒子・気体混合物を被覆工程に直接放出す
   るか、又は分散工程と被覆工程の間に、微粒子高分散処
   理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気
   体混合物を放出する放出部から、搬送に不可避の、中空
   部材、中空を形成せしめる部材からなる中間部材、及び
   パイプから選択される１種類又はそれ以上の部材を介し
   て搬送するか、及び／又は、前記分散性能で気中に分散
   させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の粒子の
   気中分散状態を維持する気中分散維持手段、前記分散性
   能で気中に分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混
   合物中の粒子の気中分散状態を高める気中分散促進手
   段、芯粒子粉体の粒子と気体との混合物の内の、低分散
   芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一
   粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気
   体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合
   物選択手段の１種又はそれ以上を介して搬送して調製さ
   れたものであることを特徴とする、請求項１に記載の被
   覆ダイヤモンド焼結体の製造法。
5. 【請求項５】 被覆されたダイヤモンド粒子が、体積基
   準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体
   を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分
   散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、そ
   の芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする分散
   性能を有する微粒子高分散処理手段群による分散工程の
   一部以上と前記被覆工程の一部以上とを、空間を一部以
   上共有して行うことにより調製されたものであることを
   特徴とする、請求項１に記載の被覆ダイヤモンド焼結体
   の製造法。
6. 【請求項６】 被覆されたダイヤモンド粒子が、体積基
   準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体
   を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分
   散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、そ
   の芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする空間
   領域の内の、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の
   芯粒子粉体の粒子の全ての粒子が通過する面を含む空間
   領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置せしめるか、又
   は体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒
   子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気
   中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中
   とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上と
   する空間領域の内の、回収手段の回収部に回収する全て
   の粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆
   開始領域を位置せしめることにより調製されたものであ
   ることを特徴とする、請求項１、請求項４又は請求項５
   に記載の被覆ダイヤモンド焼結体の製造法。
7. 【請求項７】 使用する、芯粒子粉体の粒子の粒度分布
   が、平均粒子径をＤ_Mとしたとき、体積基準頻度分布で
   （〔Ｄ_M／５，５Ｄ_M〕，≧９０％）であることを特徴と
   する、請求項１、請求項４、請求項５又は請求項６に記
   載の被覆ダイヤモンド焼結体の製造法。
8. 【請求項８】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
   ４、請求項５、請求項６又は請求項７に記載の被覆ダイ
   ヤモンド焼結体の製造法により製造た被覆ダイヤモンド
   焼結体。