JPH08310865A - ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド焼結体及びその製造方法Info
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- JPH08310865A JPH08310865A JP7141316A JP14131695A JPH08310865A JP H08310865 A JPH08310865 A JP H08310865A JP 7141316 A JP7141316 A JP 7141316A JP 14131695 A JP14131695 A JP 14131695A JP H08310865 A JPH08310865 A JP H08310865A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度で耐欠損性に優れたダイヤモンド焼結
体を提供する。 【構成】 リンと酸素の化合物からなる物質を、ダイヤ
モンド焼結体中に 0.1〜30体積％含有させたことを特徴
とする。そしてこれを製造する方法として、焼結助材に
酸化リンを用いることを今一つの特徴とする。
体を提供する。 【構成】 リンと酸素の化合物からなる物質を、ダイヤ
モンド焼結体中に 0.1〜30体積％含有させたことを特徴
とする。そしてこれを製造する方法として、焼結助材に
酸化リンを用いることを今一つの特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はダイヤモンド焼結体およ
びその製造方法に関するものである。本発明のダイヤモ
ンド焼結体は非鉄金属やセラミックス等の切削、研削工
具用素材および石油掘削用途等のドリルビットの刃先素
材として有効に使用できるものである。
びその製造方法に関するものである。本発明のダイヤモ
ンド焼結体は非鉄金属やセラミックス等の切削、研削工
具用素材および石油掘削用途等のドリルビットの刃先素
材として有効に使用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のダイヤモンド焼結体としては、焼
結助材あるいは結合材としてＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅなどの鉄
族金属を用いたものや、ＳｉＣなどのセラミックスを用
いたものが知られており、非鉄金属の切削工具や、掘削
ビットなどに工業的に利用されている。また、焼結助材
として炭酸塩を用いることも特開平 4-74766号、特開平
4-114966号によって提案されている。その他、天然のダ
イヤモンド焼結体（カーボナード）があるが、材質のバ
ラツキが大きく、また産出量も極少であるため、ほとん
ど工業的には使用されていない。
結助材あるいは結合材としてＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅなどの鉄
族金属を用いたものや、ＳｉＣなどのセラミックスを用
いたものが知られており、非鉄金属の切削工具や、掘削
ビットなどに工業的に利用されている。また、焼結助材
として炭酸塩を用いることも特開平 4-74766号、特開平
4-114966号によって提案されている。その他、天然のダ
イヤモンド焼結体（カーボナード）があるが、材質のバ
ラツキが大きく、また産出量も極少であるため、ほとん
ど工業的には使用されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｃｏなどの鉄族金属を
焼結助材としたダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンド粒
の粒界にＣｏなどの金属が連続相として存在するため焼
結体の強度はあまり高くなく、欠損しやすい。耐熱性を
上げる目的で上記の粒界の金属を酸処理により除去され
たものも知られているが、焼結体が多孔質となるため強
度がさらに大幅（30％程度）に低下する。ＳｉＣを結合
材としたダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンド粒同士の
結合がほとんどなく、そのため強度は低い。
焼結助材としたダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンド粒
の粒界にＣｏなどの金属が連続相として存在するため焼
結体の強度はあまり高くなく、欠損しやすい。耐熱性を
上げる目的で上記の粒界の金属を酸処理により除去され
たものも知られているが、焼結体が多孔質となるため強
度がさらに大幅（30％程度）に低下する。ＳｉＣを結合
材としたダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンド粒同士の
結合がほとんどなく、そのため強度は低い。
【０００４】また、焼結助材として炭酸塩を用いたダイ
ヤモンド焼結体も提案されているが、炭酸塩は従来の鉄
族金属に比べ触媒能が低く、ダイヤモンドの溶解析出作
用が不十分なため、ダイヤモンド同士の結合が十分でな
く、強度上、耐欠損性上なお充分とは言い難い。また、
その製造には 7.7ＧＰａ、2000℃以上と厳しい圧力、温
度条件を要するため、工業生産上の難しさがある。本発
明は以上の問題点を解決して、高強度で耐欠損性に優れ
た、かつ、工業生産の容易な製造条件でできるダイヤモ
ンド焼結体とその製造方法を提供することを意図したも
のである。
ヤモンド焼結体も提案されているが、炭酸塩は従来の鉄
族金属に比べ触媒能が低く、ダイヤモンドの溶解析出作
用が不十分なため、ダイヤモンド同士の結合が十分でな
く、強度上、耐欠損性上なお充分とは言い難い。また、
その製造には 7.7ＧＰａ、2000℃以上と厳しい圧力、温
度条件を要するため、工業生産上の難しさがある。本発
明は以上の問題点を解決して、高強度で耐欠損性に優れ
た、かつ、工業生産の容易な製造条件でできるダイヤモ
ンド焼結体とその製造方法を提供することを意図したも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、本発明は、リンと酸素の化合物からな
る物質を 0.1〜30体積％含み残部がダイヤモンドである
焼結体を提供する。また、このダイヤモンド焼結体の製
造方法として、焼結助材として酸化リンを用い、この粉
末と、ダイヤモンド粉末または非ダイヤモンド炭素粉末
またはダイヤモンドと非ダイヤモンド炭素の混合粉末と
を混合し、これをその儘、または圧縮成形してダイヤモ
ンドの熱力学的安定領域の圧力、温度条件で保持し、焼
結する方法を提供する。
めの手段として、本発明は、リンと酸素の化合物からな
る物質を 0.1〜30体積％含み残部がダイヤモンドである
焼結体を提供する。また、このダイヤモンド焼結体の製
造方法として、焼結助材として酸化リンを用い、この粉
末と、ダイヤモンド粉末または非ダイヤモンド炭素粉末
またはダイヤモンドと非ダイヤモンド炭素の混合粉末と
を混合し、これをその儘、または圧縮成形してダイヤモ
ンドの熱力学的安定領域の圧力、温度条件で保持し、焼
結する方法を提供する。
【０００６】このダイヤモンド焼結体の別の製造方法と
して、焼結助材として用いる酸化リンの粉末の成形体
と、ダイヤモンド粉末の成形体または非ダイヤモンド炭
素粉末の成形体またはダイヤモンドと非ダイヤモンド炭
素の混合粉末の成形体、を積層し、これをダイヤモンド
の熱力学的安定領域の圧力、温度条件で保持し、焼結す
る方法を提供する。また、このダイヤモンド焼結体の製
造のための、別の焼結助材として酸化リンの水和物、ま
たはリン酸、またはリン酸の水和物を用いる方法を提供
する。
して、焼結助材として用いる酸化リンの粉末の成形体
と、ダイヤモンド粉末の成形体または非ダイヤモンド炭
素粉末の成形体またはダイヤモンドと非ダイヤモンド炭
素の混合粉末の成形体、を積層し、これをダイヤモンド
の熱力学的安定領域の圧力、温度条件で保持し、焼結す
る方法を提供する。また、このダイヤモンド焼結体の製
造のための、別の焼結助材として酸化リンの水和物、ま
たはリン酸、またはリン酸の水和物を用いる方法を提供
する。
【０００７】
【作用】本発明の特徴は、ダイヤモンド焼結体の焼結助
材として酸化リンやその水和物あるいはリン酸やその水
和物を用いた点にある。従来、酸化リンやリン酸、また
はそれらの水和物がダイヤモンドの触媒として働くこと
が知られておらず、そのためダイヤモンド焼結体の焼結
助材として用いられたことはなかった。今回、本発明者
らにより、これらの酸化リンやリン酸やその水和物は、
ダイヤモンドに対して強い触媒作用を示すことが見い出
された。そしてこれらを焼結助材とすることで、ダイヤ
モンド粒子同士が極めて強固に結合したマトリックスが
形成されることがわかった。その結果、従来にない高強
度で耐欠損性に優れたダイヤモンド焼結体が得られるこ
とがわかり、本発明に至った。
材として酸化リンやその水和物あるいはリン酸やその水
和物を用いた点にある。従来、酸化リンやリン酸、また
はそれらの水和物がダイヤモンドの触媒として働くこと
が知られておらず、そのためダイヤモンド焼結体の焼結
助材として用いられたことはなかった。今回、本発明者
らにより、これらの酸化リンやリン酸やその水和物は、
ダイヤモンドに対して強い触媒作用を示すことが見い出
された。そしてこれらを焼結助材とすることで、ダイヤ
モンド粒子同士が極めて強固に結合したマトリックスが
形成されることがわかった。その結果、従来にない高強
度で耐欠損性に優れたダイヤモンド焼結体が得られるこ
とがわかり、本発明に至った。
【０００８】本発明における酸化リンとしては、Ｐ4
Ｏ，Ｐ2 Ｏ，Ｐ2 Ｏ3 ，ＰＯ，Ｐ4 Ｏ 7 ，ＰＯ2 ，Ｐ4
Ｏ9 ，Ｐ2 Ｏ5 ，ＰＯ3 などが上げられる。酸化リンの
水和物Ｐ2 Ｏ5 ・ｎＨ2 Ｏとしてはポリリン酸（２＞ｎ
＞１）、ウルトラリン酸（１＞ｎ＞０）などが上げられ
る。リン酸としてはメタリン酸（ＨＰＯ3 ）、オルトリ
ン酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）、ペルオキソリン酸（Ｈ3 ＰＯ
5 ）、ペルオキソ二リン酸（Ｈ4 Ｐ2 Ｏ8 ）など、リン
酸の水和物としてたとえばＨ3 ＰＯ4 ・ 0.5Ｈ2 Ｏなど
が上げられる。
Ｏ，Ｐ2 Ｏ，Ｐ2 Ｏ3 ，ＰＯ，Ｐ4 Ｏ 7 ，ＰＯ2 ，Ｐ4
Ｏ9 ，Ｐ2 Ｏ5 ，ＰＯ3 などが上げられる。酸化リンの
水和物Ｐ2 Ｏ5 ・ｎＨ2 Ｏとしてはポリリン酸（２＞ｎ
＞１）、ウルトラリン酸（１＞ｎ＞０）などが上げられ
る。リン酸としてはメタリン酸（ＨＰＯ3 ）、オルトリ
ン酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）、ペルオキソリン酸（Ｈ3 ＰＯ
5 ）、ペルオキソ二リン酸（Ｈ4 Ｐ2 Ｏ8 ）など、リン
酸の水和物としてたとえばＨ3 ＰＯ4 ・ 0.5Ｈ2 Ｏなど
が上げられる。
【０００９】これらの酸化リンやリン酸やその水和物
は、ダイヤモンドに対して強い触媒作用を示すため、こ
れらを焼結助材とすることでダイヤモンド粒子同士が極
めて強固に結合した、高強度で耐欠損性に優れたダイヤ
モンド焼結体が得られる。こうして得られるダイヤモン
ド焼結体はリンと酸素からなる物質を含むのが特徴であ
る。また、酸化リンやリン酸あるいはこれらの水和物は
比較的低温で触媒作用が働くため、これらを焼結助材と
した場合、例えば特開平 4-74766号に示されるようなＭ
ｇやＣａなどの炭酸塩を焼結助材とした場合より低圧、
低温の圧力温度条件で製造が可能である。すなわち、こ
の場合には６ＧＰａ、1500℃程度でも十分強固な焼結体
が得られる。
は、ダイヤモンドに対して強い触媒作用を示すため、こ
れらを焼結助材とすることでダイヤモンド粒子同士が極
めて強固に結合した、高強度で耐欠損性に優れたダイヤ
モンド焼結体が得られる。こうして得られるダイヤモン
ド焼結体はリンと酸素からなる物質を含むのが特徴であ
る。また、酸化リンやリン酸あるいはこれらの水和物は
比較的低温で触媒作用が働くため、これらを焼結助材と
した場合、例えば特開平 4-74766号に示されるようなＭ
ｇやＣａなどの炭酸塩を焼結助材とした場合より低圧、
低温の圧力温度条件で製造が可能である。すなわち、こ
の場合には６ＧＰａ、1500℃程度でも十分強固な焼結体
が得られる。
【００１０】本発明のダイヤモンド焼結体において、リ
ンと酸素の化合物からなる物質の含有量は 0.1〜30体積
％が好ましいが、この理由は 0.1体積％未満ではダイヤ
モンド粒子間の結合性、すなわち焼結性が低下し、30体
積％を越えると過剰のリンと酸素の化合物の影響で、強
度、耐摩耗性が低下する。
ンと酸素の化合物からなる物質の含有量は 0.1〜30体積
％が好ましいが、この理由は 0.1体積％未満ではダイヤ
モンド粒子間の結合性、すなわち焼結性が低下し、30体
積％を越えると過剰のリンと酸素の化合物の影響で、強
度、耐摩耗性が低下する。
【００１１】原料としては合成ダイヤモンド粉末、天然
ダイヤモンド粉末、多結晶ダイヤモンド粉末などを用い
ることができる。粉末の粒径は0.01〜 200μｍで、用途
によって微粒または粗粒に粒径を揃えたもの、もしくは
微粒、粗粒の混合物を用いる。また、これらのダイヤモ
ンドに代えて黒鉛やグラッシーカーボン、熱分解黒鉛な
どの非ダイヤモンドも原料とすることができる。また、
ダイヤモンドとこれら非ダイヤモンド黒鉛の混合物を用
いることもできる。
ダイヤモンド粉末、多結晶ダイヤモンド粉末などを用い
ることができる。粉末の粒径は0.01〜 200μｍで、用途
によって微粒または粗粒に粒径を揃えたもの、もしくは
微粒、粗粒の混合物を用いる。また、これらのダイヤモ
ンドに代えて黒鉛やグラッシーカーボン、熱分解黒鉛な
どの非ダイヤモンドも原料とすることができる。また、
ダイヤモンドとこれら非ダイヤモンド黒鉛の混合物を用
いることもできる。
【００１２】本発明のダイヤモンド焼結体の製造方法と
しては、ダイヤモンド粉末や非ダイヤモンド粉末と、酸
化リンやリン酸あるいはこれらの水和物を混合したも
の、またはこの混合物を圧縮成形したものを、ダイヤモ
ンドが熱力学的に安定な圧力、温度条件下で保持する方
法と、ダイヤモンド粉末や非ダイヤモンド黒鉛の成形体
と、酸化リンやリン酸あるいはこれらの水和物の成形体
を積層したものを原料として、上記の圧力、温度条件下
で保持する方法がある。
しては、ダイヤモンド粉末や非ダイヤモンド粉末と、酸
化リンやリン酸あるいはこれらの水和物を混合したも
の、またはこの混合物を圧縮成形したものを、ダイヤモ
ンドが熱力学的に安定な圧力、温度条件下で保持する方
法と、ダイヤモンド粉末や非ダイヤモンド黒鉛の成形体
と、酸化リンやリン酸あるいはこれらの水和物の成形体
を積層したものを原料として、上記の圧力、温度条件下
で保持する方法がある。
【００１３】原料と焼結助材を混合する方法において
は、原料と焼結助材を、機械的に乾式または湿式混合し
た粉末を圧縮成形したもの、もくしくはＭｏ等のカプセ
ルに充填したものを高圧高温焼結する。原料粉末が微粒
でも焼結助材を均一に分散でき、また、厚い形状のダイ
ヤモンド焼結体の製造が可能である。例えば、良好な仕
上げ面が必要な切削工具（微粒焼結体）の製造や、ダイ
スなどの厚い形状を必要とする焼結体の製造に適する。
ただし、粗粒の原料を用いた場合、均一に焼結助材を混
合するのに困難を要す。一方、原料と焼結助材を積層配
置する方法は、原料と焼結助材の板状の成形体をそれぞ
れ製作し、これらを積層して接触させ、高圧高温処理す
る。このとき、焼結助材が原料層に拡散含浸し、ダイヤ
モンド粒子が焼結する。この方法は、粗粒の原料を用い
ても焼結助材を均一に添加できるため、より高強度で耐
摩耗性のあるダイヤモンド焼結体を安定して得ることが
でき、耐摩耗工具やドリルビットなどの焼結体の製造に
適する。
は、原料と焼結助材を、機械的に乾式または湿式混合し
た粉末を圧縮成形したもの、もくしくはＭｏ等のカプセ
ルに充填したものを高圧高温焼結する。原料粉末が微粒
でも焼結助材を均一に分散でき、また、厚い形状のダイ
ヤモンド焼結体の製造が可能である。例えば、良好な仕
上げ面が必要な切削工具（微粒焼結体）の製造や、ダイ
スなどの厚い形状を必要とする焼結体の製造に適する。
ただし、粗粒の原料を用いた場合、均一に焼結助材を混
合するのに困難を要す。一方、原料と焼結助材を積層配
置する方法は、原料と焼結助材の板状の成形体をそれぞ
れ製作し、これらを積層して接触させ、高圧高温処理す
る。このとき、焼結助材が原料層に拡散含浸し、ダイヤ
モンド粒子が焼結する。この方法は、粗粒の原料を用い
ても焼結助材を均一に添加できるため、より高強度で耐
摩耗性のあるダイヤモンド焼結体を安定して得ることが
でき、耐摩耗工具やドリルビットなどの焼結体の製造に
適する。
【００１４】
実施例１ 焼結助材として五酸化リン（Ｐ2 Ｏ5 ）を用いた。平均
粒径 3.5μｍの合成ダイヤモンド粉末と、五酸化リンの
粉末をそれぞれ95体積％、５体積％の割合で十分に混合
し、この混合物をＭｏカプセルに入れ、ベルト型の超高
圧高温発生装置を用いて、 6.5ＧＰａ、1700℃の圧力温
度条件で15分間保持し、焼結させた。得られたダイヤモ
ンド焼結体について、Ｘ線回折により組成を同定したと
ころ、ダイヤモンドの他、約５体積％の酸化リンが検出
された。この焼結体の硬度をヌープ圧子により評価した
ところ8000kg／mm2 と高硬度であった。また、破壊靭性
をインデンテーション法により従来の市販のＣｏバイン
ダー焼結体に対し相対比較したところ、従来焼結体の約
1.4倍の相対靭性であった。
粒径 3.5μｍの合成ダイヤモンド粉末と、五酸化リンの
粉末をそれぞれ95体積％、５体積％の割合で十分に混合
し、この混合物をＭｏカプセルに入れ、ベルト型の超高
圧高温発生装置を用いて、 6.5ＧＰａ、1700℃の圧力温
度条件で15分間保持し、焼結させた。得られたダイヤモ
ンド焼結体について、Ｘ線回折により組成を同定したと
ころ、ダイヤモンドの他、約５体積％の酸化リンが検出
された。この焼結体の硬度をヌープ圧子により評価した
ところ8000kg／mm2 と高硬度であった。また、破壊靭性
をインデンテーション法により従来の市販のＣｏバイン
ダー焼結体に対し相対比較したところ、従来焼結体の約
1.4倍の相対靭性であった。
【００１５】実施例２ 焼結助材として、５体積％のメタリン酸（ＨＰＯ3 ）を
用いた他は、実施例１と同様にしてダイヤモンド焼結体
を作製した。得られた焼結体にはリン酸が含まれてお
り、硬度、靭性、耐熱性とも実施例１と同様であった。
用いた他は、実施例１と同様にしてダイヤモンド焼結体
を作製した。得られた焼結体にはリン酸が含まれてお
り、硬度、靭性、耐熱性とも実施例１と同様であった。
【００１６】実施例３ 焼結助材として、５体積％のオルトリン酸（Ｈ3 ＰＯ
4 ）を用いた他は、実施例１と同様にしてダイヤモンド
焼結体を作製した。得られた焼結体にはリン酸が含まれ
ており、硬度、靭性、耐熱性とも実施例１と同様であっ
た。
4 ）を用いた他は、実施例１と同様にしてダイヤモンド
焼結体を作製した。得られた焼結体にはリン酸が含まれ
ており、硬度、靭性、耐熱性とも実施例１と同様であっ
た。
【００１７】実施例４ 焼結助材として、５体積％の含水オルトリン酸（Ｈ3 Ｐ
Ｏ4 ・ 0.5Ｈ2 Ｏ）を用い、焼結圧力温度条件を 6.5Ｇ
Ｐａ、1600℃とした他は、実施例１と同様にしてダイヤ
モンド焼結体を作製した。得られた焼結体にはリン酸が
含まれており、硬度、靭性、耐熱性とも実施例１と同様
であった。
Ｏ4 ・ 0.5Ｈ2 Ｏ）を用い、焼結圧力温度条件を 6.5Ｇ
Ｐａ、1600℃とした他は、実施例１と同様にしてダイヤ
モンド焼結体を作製した。得られた焼結体にはリン酸が
含まれており、硬度、靭性、耐熱性とも実施例１と同様
であった。
【００１８】実施例５ 焼結助材として、５体積％のポリリン酸を用い、焼結圧
力温度条件を 6.5ＧＰａ、1650℃とした他は、実施例１
と同様にしてダイヤモンド焼結体を作製した。得られた
焼結体にはリン酸が含まれており、硬度、靭性、耐熱性
とも実施例１と同様であった。
力温度条件を 6.5ＧＰａ、1650℃とした他は、実施例１
と同様にしてダイヤモンド焼結体を作製した。得られた
焼結体にはリン酸が含まれており、硬度、靭性、耐熱性
とも実施例１と同様であった。
【００１９】実施例６ 焼結助材としてＰ2 Ｏ5 を用いた。平均粒径15μｍの合
成ダイヤモンド粉末と平均粒径10μｍの黒鉛粉末を体積
比で３：２で混合し、厚み２mmに型押し成形したもの
と、Ｐ2 Ｏ5 の粉末を厚み１mmに型押し成形したものを
交互に積層してＭｏカプセルに入れ、ベルト型の超高圧
高温発生装置を用いて、 6.5ＧＰａ、1800℃の圧力温度
条件で15分間保持し、焼結させた。得られたダイヤモン
ド焼結体について、Ｘ線回折により組成を同定したとこ
ろ、ダイヤモンドの他、約２体積％のリン酸が検出され
た。この焼結体の硬度をヌープ圧子により評価したとこ
ろ約8300kg／mm2 と高硬度であった。また、破壊靭性を
インデンテーション法により従来の市販のＣｏバインダ
ー焼結体に対し相対比較したところ、従来焼結体の約1.
5倍の相対靭性であった。
成ダイヤモンド粉末と平均粒径10μｍの黒鉛粉末を体積
比で３：２で混合し、厚み２mmに型押し成形したもの
と、Ｐ2 Ｏ5 の粉末を厚み１mmに型押し成形したものを
交互に積層してＭｏカプセルに入れ、ベルト型の超高圧
高温発生装置を用いて、 6.5ＧＰａ、1800℃の圧力温度
条件で15分間保持し、焼結させた。得られたダイヤモン
ド焼結体について、Ｘ線回折により組成を同定したとこ
ろ、ダイヤモンドの他、約２体積％のリン酸が検出され
た。この焼結体の硬度をヌープ圧子により評価したとこ
ろ約8300kg／mm2 と高硬度であった。また、破壊靭性を
インデンテーション法により従来の市販のＣｏバインダ
ー焼結体に対し相対比較したところ、従来焼結体の約1.
5倍の相対靭性であった。
【００２０】実施例７ 焼結助材としてＰ2 Ｏ5 を用いた。平均粒径３μｍの高
純度等方性黒鉛の厚み２mmの板状焼結体と、Ｐ2 Ｏ5 の
粉末を厚み１mmに型押し成形したものを交互に積層して
Ｍｏカプセルに入れ、ガードル型の超高圧高温発生装置
を用いて、 6.5ＧＰａ、1800℃の圧力温度条件で15分間
保持し、焼結させた。得られたダイヤモンド焼結体につ
いて、Ｘ線回折により組成を同定したところ、ダイヤモ
ンドの他、約３体積％の酸化リンが検出された。この焼
結体の硬度をヌープ圧子により評価したところ約8000kg
／mm2 と高硬度であった。また、破壊靭性をインデンテ
ーション法により従来の市販のＣｏバインダー焼結体に
対し相対比較したところ、従来焼結体の約 1.3倍の相対
靭性であった。
純度等方性黒鉛の厚み２mmの板状焼結体と、Ｐ2 Ｏ5 の
粉末を厚み１mmに型押し成形したものを交互に積層して
Ｍｏカプセルに入れ、ガードル型の超高圧高温発生装置
を用いて、 6.5ＧＰａ、1800℃の圧力温度条件で15分間
保持し、焼結させた。得られたダイヤモンド焼結体につ
いて、Ｘ線回折により組成を同定したところ、ダイヤモ
ンドの他、約３体積％の酸化リンが検出された。この焼
結体の硬度をヌープ圧子により評価したところ約8000kg
／mm2 と高硬度であった。また、破壊靭性をインデンテ
ーション法により従来の市販のＣｏバインダー焼結体に
対し相対比較したところ、従来焼結体の約 1.3倍の相対
靭性であった。
【００２１】比較例１ 焼結助材としてＰ2 Ｏ5 を用いた。平均粒径 3.5μｍの
合成ダイヤモンド粉末に微量のＰ2 Ｏ5 の粉末（約0.05
体積％）添加し、十分に混合したものを原料にした他
は、実施例１と同様にダイヤモンド焼結体の製造を試み
た。しかし、得られた焼結体には、未焼結部が多く残留
していた。
合成ダイヤモンド粉末に微量のＰ2 Ｏ5 の粉末（約0.05
体積％）添加し、十分に混合したものを原料にした他
は、実施例１と同様にダイヤモンド焼結体の製造を試み
た。しかし、得られた焼結体には、未焼結部が多く残留
していた。
【００２２】比較例２ 焼結助材としてＰ2 Ｏ5 を用いた。平均粒径 3.5μｍの
合成ダイヤモンド粉末60体積％と、Ｐ2 Ｏ5 の粉末40体
積％を添加し、十分に混合したものを原料にした他は、
実施例１と同様にダイヤモンド焼結体の製造を試みた。
しかし、得られた焼結体は、粒子同士の結合が十分でな
く、硬度は3500kg／mm2 程度と低かった。
合成ダイヤモンド粉末60体積％と、Ｐ2 Ｏ5 の粉末40体
積％を添加し、十分に混合したものを原料にした他は、
実施例１と同様にダイヤモンド焼結体の製造を試みた。
しかし、得られた焼結体は、粒子同士の結合が十分でな
く、硬度は3500kg／mm2 程度と低かった。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のダイヤモ
ンド焼結体は、従来にない極めて高い強度を有し、耐欠
損性に優れているので、非鉄金属やセラミックス等の切
削、研削工具用素材、および石油掘削用途等のドリルビ
ットの刃先素材として有効に使用できる。しかも比較的
低い圧力、低い温度で焼結できるので経済的効果も大き
い。
ンド焼結体は、従来にない極めて高い強度を有し、耐欠
損性に優れているので、非鉄金属やセラミックス等の切
削、研削工具用素材、および石油掘削用途等のドリルビ
ットの刃先素材として有効に使用できる。しかも比較的
低い圧力、低い温度で焼結できるので経済的効果も大き
い。
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｂ２３Ｂ 27/20 Ｂ２３Ｂ 27/20
Claims (4)
- 【請求項１】 リンと酸素の化合物からなる物質を 0.1
〜30体積％含み残部がダイヤモンドであることを特徴と
するダイヤモンド焼結体。 - 【請求項２】 焼結助材として酸化リンを用い、この粉
末と、ダイヤモンド粉末または非ダイヤモンド炭素粉末
またはダイヤモンドと非ダイヤモンド炭素の混合粉末、
を混合し、これをダイヤモンドの熱力学的安定領域の圧
力、温度条件で保持し、焼結することを特徴とする請求
項１記載のダイヤモンド焼結体の製造方法。 - 【請求項３】 焼結助材として酸化リンを用い、この粉
末の成形体と、ダイヤモンド粉末の成形体または非ダイ
ヤモンド炭素粉末の成形体またはダイヤモンドと非ダイ
ヤモンド炭素の混合粉末の成形体を積層し、これをダイ
ヤモンドの熱力学的安定領域の圧力、温度条件で保持
し、焼結することを特徴とする請求項第１記載のダイヤ
モンド焼結体の製造方法。 - 【請求項４】 焼結助材が次のＡ，Ｂ，Ｃの何れかであ
ることを特徴とする請求項２または３記載のダイヤモン
ド焼結体の製造方法。 Ａ．酸化リンの水和物 Ｂ．リン酸 Ｃ．リン酸の水和物
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141316A JPH08310865A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7141316A JPH08310865A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08310865A true JPH08310865A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15289080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7141316A Pending JPH08310865A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ダイヤモンド焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08310865A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009138774A1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Bizesp Limited | A process for the manufacture of a high density ito sputtering target |
| CN116180237A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-05-30 | 四川大学 | 一种n型半导体金刚石材料的制备方法 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP7141316A patent/JPH08310865A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009138774A1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Bizesp Limited | A process for the manufacture of a high density ito sputtering target |
| US8778234B2 (en) | 2008-05-12 | 2014-07-15 | Bizesp Limited | Process for the manufacture of a high density ITO sputtering target |
| CN116180237A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-05-30 | 四川大学 | 一种n型半导体金刚石材料的制备方法 |
| CN116180237B (zh) * | 2023-02-23 | 2024-12-10 | 四川大学 | 一种n型半导体金刚石材料的制备方法 |
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