JP2022085687A - 炭化物結合多結晶ダイヤモンド電極素材 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) 導電性のバルクダイヤモンド粒子間に遷移金属粉末を配置し、
(2) 全体を加圧加熱処理に供して、ダイヤモンド粒子に接している遷移金属を炭化物に変換すると共に該炭化物を介してダイヤモンド粒子間の接合を行い、
(3) ダイヤモンド粒子間に残留した遷移金属粉末を溶解除去することによって、粒子間に導通した空隙を形成する。
充填順序(底部から上方へ)
Ti基板 厚さ0.5mm
ボロンドープダイヤモンド(BDD) #80/100(180μm)15gとTi粉(45μm以下) 10gとの混合粉末
Nb薄板(厚さ0.15mm)
反応生成物はショットブラストにより、周囲のニオブ板を除去し、約2mm厚さのダイヤモンド焼結層が接合したチタン板を回収した。
顕微鏡観察により、ダイヤモンド粒子が接合して網目構造の組織を呈していることが認められ、焼結物はX線回折により、ダイヤモンドと炭化チタンとで構成されていることが確かめられた。
容積と質量との測定から、ダイヤモンド層の空隙率は約30%と推定した。
焼結条件は6GPa、1400℃とし、この圧力温度条件を10分間保持した。
Claims (7)
- 導電性を持ち顕著な結晶粒界を示す個々のダイヤモンド粒子が相互に結合したダイヤモンド集合体及び粒子間に存在するより小容積の空隙を包含し、かつ全体として一定の導電性を有する多結晶ダイヤモンド電極素材。
- 前記ダイヤモンド集合体において、隣接ダイヤモンド粒子同士がダイヤモンド粒子表面に形成された遷移金属炭化物を介した間接結合によって結合している、請求項1に記載の多結晶ダイヤモンド電極素材。
- 前記空隙が全容積の5%を超える導通した空隙を有する請求項1又は2に記載の多結晶ダイヤモンド電極素材。
- 前記空隙が全容積の20%を超える導通した空隙を有する請求項3に記載の多結晶ダイヤモンド電極素材。
- 前記ダイヤモンド粒子がホウ素を含有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の多結晶ダイヤモンド電極素材。
- 導電性ダイヤモンド粒子の集合体において、ダイヤモンド粒子同士が遷移金属炭化物を介した間接結合によって相互に接合し、かつ集合体が全体として遷移金属の補強材上に化学結合によって固定されている多結晶ダイヤモンド電極素材。
- (1) 導電性のバルクダイヤモンド粒子間に遷移金属粉末を配置し、
(2) 全体を加圧加熱処理に供して、ダイヤモンド粒子に接している遷移金属を炭化物に変換すると共に該炭化物を介してダイヤモンド粒子間の接合を行い、
(3) ダイヤモンド粒子間に残留した遷移金属粉末を溶解除去することによって、粒子間に導通した空隙を形成することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の多結晶ダイヤモンド電極素材の製造方法。
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