JPH0775662B2 - 水中爆発によるダイヤモンド合成方法 - Google Patents

水中爆発によるダイヤモンド合成方法

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JPH0775662B2
JPH0775662B2 JP63295802A JP29580288A JPH0775662B2 JP H0775662 B2 JPH0775662 B2 JP H0775662B2 JP 63295802 A JP63295802 A JP 63295802A JP 29580288 A JP29580288 A JP 29580288A JP H0775662 B2 JPH0775662 B2 JP H0775662B2
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仙三 生沼
良男 中山
猛裕 松永
光明 飯田
克己 田中
一三 田田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/06Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
    • B01J3/08Application of shock waves for chemical reactions or for modifying the crystal structure of substances

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、ダイヤモンドの爆発合成方法に関するもので
ある。
(従来技術及びその問題点) 爆薬の爆発を利用した従来のダイヤモンドの合成方法に
は、(1)グラファイトまたはこれと冷却添加物の混合
物に、爆発によって加速した物体を衝突させてグラファ
イトをダイヤモンドに変換する方法や、(2)グラファ
イトを爆薬の爆発で加速し水面等に衝突させ水中等から
ダイヤモンド回収する方法、(3)高性能爆薬をグラフ
ァイトの混合物を爆発させてグラファイトをダイヤモン
ドに変換する方法等がある。
これらの方法のうち、(1)の方法は原料入り容器に爆
薬で加速した物体を衝突させた後、空中または水中でそ
の容器を拾い、容器内からダイヤモンドを回収する方式
があるが、その物体の加速に必要な装置は1回の爆発加
速で破壊される1回作動かぎりのものであり、またその
ダイヤモンドの原料を入れた容器はこの衝突処理により
二度と使用できなくなる。また使用爆薬量もダイヤモン
ドの原料とするグラファイトの数十倍を必要とする。従
って、この方法でダイヤモンドを合成するには多大の労
力と、多量の製造用材料及び爆薬のために費用がかかる
欠点がある。(2)の方法も加速装置の作成に多大な労
力を要し、また1回作動かぎりで破壊してしまうもので
あるので、同様に多大な費用を要する欠点がある。
(3)の方法には、このような1回作動かぎりの装置は
ないが、その代わりに爆発容器を使い、その中で爆薬と
グラファイトの混合物等を爆発させ、爆発容器の内壁等
に付着した生成物をかき集め、これを精製しダイヤモン
ドを得る方法であるから、爆発容器はその爆発時には密
閉する必要があり、また反応生成物の取り出し等のため
開閉できるようになっている必要がある。そして爆発に
耐え得る強度が必要であり、また爆発時に反応生成物が
燃焼しないように容器内の空気を不活性なガスで置換す
るか、減圧にする必要がある。このように1回の爆発処
理毎に爆発容器の開閉その他の操作を行わねばならない
ので、この方法でも前述の方法と同様に多大な労力を要
しているのが現状である。
(発明の課題) 本発明は、従来技術に見られる前記問題点を解決し、何
度でも容易に所望回数の爆発を繰返し行うことができ、
かつ反応生成物の回収が容易なダイヤモンドの爆発合成
法を提供し、これによりダイヤモンド合成に要する労力
の低減をはかることをその課題とする。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに到った。
即ち、本発明は、水槽内の水中において爆薬とグラファ
イトからなる1.4g/cm3以上の密度の原料混合物の成形物
を複数回繰り返し爆発させた後、水槽内の水中に生成す
るダイヤモンドを回収することを特徴とするダイヤモン
ド合成方法を提供するものである。
本発明において、爆薬とグラファイト等の混合物を爆発
させる水深は、目的とする反応生成物のダイヤモンドが
水槽外に飛散しないような水深のところで行う必要があ
り、これは使用爆薬量や水槽の大きさ等に異なり一定し
ないが、一応の目安としては50cm以上の水深のところが
好ましい。この爆発処理によりダイヤモンドは水中に生
成する。ダイヤモンドの密度は水に比し非常に大きいの
で、水槽底に容易に沈殿する。従って、所望回数のその
爆発処理を行った後、上澄液を取り去る方式や水槽底を
さらう方式により、沈殿物を容易に回収することができ
る。
また、水槽内に両端開放または一端開放の管を爆薬とグ
ラファイトからなる原料混合物が水中に存在するように
吊るし、その管内で爆薬とグラファイトからなる原料混
合物を爆発させる方式でもよい。この方式では、爆発音
を減少させることができる上、所望の多数回の爆発を行
うことにより反応生成物は主に管外の水槽底に沈殿する
ようになる。従って、上述の方式により反応生成物は容
易に回収できる。また、生成した反応生成物を管内に回
収したい時は、一端を封じた管、即ち一端が開口した密
封管をその長軸がほぼ水平になるように水槽内に吊り下
げ、その管内で爆発させた後、開口部が上を向くように
水槽から吊り上げる。そして静置後、沈殿物を回収す
る。
このようにして得られる反応生成物を、通常のダイヤモ
ンド合成方法の場合と同様にまず硝酸で金属類を溶解除
去してから、塩素酸と硝酸の混合液でグラファイトがな
くなるまで処理し、最後にフッ化水素酸と硝酸の混合液
で処理することにより純度の高いダイヤモンドが得られ
る。
本発明で用いる爆薬とグラファイトからなる原料混合物
は、前記した従来の方法(3)において用いられている
のと同様のものを用いることができる。本発明では爆薬
とグラファイトからなる原料混合物は、成形物として用
いるのが有利である。この場合、成形物の密度はできる
だけ高密度であるのが好ましく、通常、1.4g/cm3以上の
密度になるように加圧成形するのが有利である。その形
状は特に制約されないが、通常は、円柱状成形体として
用いられる。また、この成形物には、成形助剤としてパ
ラフィン等を用いるのが好ましい。
本発明において、爆薬とグラフィイトからなる原料混合
物の爆発は、水槽内の水中で行うが、この場合、水槽の
大きさや強度は、その爆発により破壊されないように設
計する。また、水槽の底部の形状は、反応生成物が沈降
しやすく、またその外部への回収が容易なように、逆円
錐形にするのが有利である。
(実施例) 以下実施例に基づき、本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 爆薬(ヘキソーゲン)80%、グラファイト14.2%、パラ
フィン5.8%の混合物10gを直径2cmの円柱状に圧填成形
した。この成形物の密度は1.47g/ccである。これにヘキ
ソーゲン1.5gと6号電圧雷管を装着し、直径1.5m、高さ
2mの底が逆円錐形状の水槽の水深1mのところで爆発させ
た。この爆発処理を10回繰り返した。爆発処理した成形
物の全量は100gである。目的とする反応生成物は密度が
大きく、水槽の円錐状の底に容易に沈殿したので、吸引
ポンプで回収した。そして通常のダイヤモンド合成の場
合と同様に、反応生成物を硝酸で処理し、次いで塩素酸
と硝酸の混合物で処理した後、フッ化水素酸と硝酸の混
合物で処理し、水洗、乾燥した。得られた粉末をX線回
折法(Cu Kα線、管電圧30kV、管電流15mA)で走査した
回折線ピークはダイヤモンドの単一相を示した。ダイヤ
モンドの収率は使用したグラファイトの11.5%であっ
た。
このように本発明によれば、従来のダイヤモンド合成方
法のように爆発容器の開閉や反応生成物の回収を爆発処
理毎に行う労力を必要せず、ダイヤモンドが容易に合成
できることが判った。
実施例2 ヘキソーゲン85%、グラファイト10%、パラフィン5%
の混合物10gを直径2cmの円柱状に成形した。成形物の密
度は1.65g/ccである。これにヘキソーゲン1.5gと6号電
気雷管を取り付けたものを、内径27cm、長さ150cmの肉
厚1cmの一端が開放した円筒の内部にセットした。この
とき、針金状部材を用い成形物が円筒の長さ方向のほぼ
中央位置でかつ円筒内のほぼ中央に位置するように固定
支持した。そして、水深1mのところにその円筒が水平に
なるように吊るし、実施例1のように通電によりその成
形物を爆発させた。そして円筒の開口部が上を向くよう
にして水中から引き上げ、静置し、沈殿を分離した後、
実施例1のように硝酸で処理し、次いで塩素酸と硝酸の
混合物で処理した後、フッ化水素酸と硝酸で処理し、乾
燥した。得られた粉末を実施例1で述べたようにしてX
線回折した結果、これはダイヤモンドの単一相であるこ
とを示した。ダイヤモンドの収率は使用したグラファイ
トの13.5%であった。
実施例1の場合も、大気中の爆発時と比べると爆発音等
は極めて弱いが、実施例2の方式即ち上述の円筒方式で
は更に弱くなる。これは爆発エネルギの大部分が水中に
吊るした円筒の運動エネルギに変換されるからであると
思われる。
また、この円筒方式で上述組成の爆薬成形物の爆発を繰
り返し行い、円筒の外即ち水槽底に沈殿した生成物を実
施例1のようにして回収した。その結果、従来のダイヤ
モンド合成方法とくらべ、爆発容器の開閉の必要がな
く、また反応生成物の回収が容易であり、従って実施例
1と同様に労力が著しく省けることが判った。
(発明の効果) 以上のように、本発明の方法では、従来の飛翔体衝突方
式のダイヤモンド合成方法のように1回限りで破壊する
装置がなく、また従来の爆発容器によるダイヤモンド合
成のように1回の爆発処理毎に爆発容器の開閉を行い、
またそのつど反応生成物を回収するような大変な労力を
必要とする工程がない。即ち、本発明で使う容器その他
は繰り返し使用することができ、目的とする反応生成物
も一度にまた連続的に回収できる。即ち、本発明の方法
は非常に省力的であり、これにより簡単容易にダイヤモ
ンドを得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 光明 茨城県つくば市東1丁目1番地 工業技術 院化学技術研究所内 (72)発明者 田中 克己 茨城県つくば市東1丁目1番地 工業技術 院化学技術研究所内 (72)発明者 田田 一三 茨城県つくば市東1丁目1番地 工業技術 院化学技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水槽内の水中において爆薬とグラファイト
    からなる1.4g/cm3以上の密度の原料混合物の成形物を複
    数回繰り返し爆発させた後、水槽内の水中に生成するダ
    イヤモンドを回収することを特徴とするダイヤモンド合
    成方法。
  2. 【請求項2】上記原料混合物の成形物を逆円錐形状の水
    槽内の水中の適当位置に固定支持した状態で爆発処理を
    行うことを特徴とする請求項1に記載のダイヤモンド合
    成方法。
  3. 【請求項3】上記原料混合物の成形物を一端又は両端開
    口した管体内の適当位置に固定支持し、該成形物を固定
    支持した該管体を水槽内の水中に静置した状態で爆発処
    理を行うことを特徴とする請求項1に記載のダイヤモン
    ド合成方法。
JP63295802A 1988-11-22 1988-11-22 水中爆発によるダイヤモンド合成方法 Expired - Lifetime JPH0775662B2 (ja)

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