JPH01294599A - ダイヤモンドの合成法 - Google Patents
ダイヤモンドの合成法Info
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- JPH01294599A JPH01294599A JP12457688A JP12457688A JPH01294599A JP H01294599 A JPH01294599 A JP H01294599A JP 12457688 A JP12457688 A JP 12457688A JP 12457688 A JP12457688 A JP 12457688A JP H01294599 A JPH01294599 A JP H01294599A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はダイヤモンドの合成法に関する。
（従来の技術）
研磨材等として用いるダイヤモンドの合成法として従来
から高圧法と低圧法が知られている。
から高圧法と低圧法が知られている。
高圧法は１５００℃以上且つ６万気圧以上の条件下にお
いて行う方法であり、低圧法は特開昭６２−２３５２９
５号或いは特開昭８３−２０４７９号に開示されるよう
に、炭素を含むガスをプラズマ化するとともに高温に加
熱された基板上で合成する方法である。そして、最近で
は設備等の関係から低圧法が主として利用されている。
いて行う方法であり、低圧法は特開昭６２−２３５２９
５号或いは特開昭８３−２０４７９号に開示されるよう
に、炭素を含むガスをプラズマ化するとともに高温に加
熱された基板上で合成する方法である。そして、最近で
は設備等の関係から低圧法が主として利用されている。
（発明が解決しようとする課題）
上述した低圧法によってダイヤモンドを合成するには、
炭化水素を導入し減圧下でプラズマを発生するための容
器が必要となる。
炭化水素を導入し減圧下でプラズマを発生するための容
器が必要となる。
このように容器を用いた閉鎖系の合成装置は装置自体が
複雑になるとともに原料ガスを容器内に多量に導入する
と所定の真空度を保てずプラズマを発生できないので、
原料ガスの導入量も少なくせざるを得す、合成効率を向
上することができない。
複雑になるとともに原料ガスを容器内に多量に導入する
と所定の真空度を保てずプラズマを発生できないので、
原料ガスの導入量も少なくせざるを得す、合成効率を向
上することができない。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決すべく本発明は、炭素又は炭素を含む素
材に直流アーク、プラズマアーク或いはレーザビーム等
の高密度エネルギービームを照射して素材の構造をダイ
ヤモンドの構造に転化し、これを急冷することでダイヤ
モンド構造のまま常温に戻すようにした。
材に直流アーク、プラズマアーク或いはレーザビーム等
の高密度エネルギービームを照射して素材の構造をダイ
ヤモンドの構造に転化し、これを急冷することでダイヤ
モンド構造のまま常温に戻すようにした。
（作用）
高密度エネルギービームを六方晶で電子配置がｓｐ２構
造の炭素素材に照射して高温状態とすると、素材は立方
晶でＳＰ３構造のダイヤモンドとなり、これを急冷する
ことで開放系で目的とするダイヤモンドが得られる。
造の炭素素材に照射して高温状態とすると、素材は立方
晶でＳＰ３構造のダイヤモンドとなり、これを急冷する
ことで開放系で目的とするダイヤモンドが得られる。
（実施例）
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は高密度エネルギービームとして直流アークを用
いた合成方法の概略図であり、図中１は素材、２はアー
クを発生する電極、３は冷却ガスの導入バイブであり、
素材１としては焼結黒鉛、未焼結黒鉛、黒鉛粉、カーボ
ンブラックなどの炭素単体の他に、炭素を含有する化合
物を用いるか、これらの素材をペースト状にして基板等
に塗布するか、更には炭素鋼や鋳鉄等のように炭素を含
む金属材料でもよい。
いた合成方法の概略図であり、図中１は素材、２はアー
クを発生する電極、３は冷却ガスの導入バイブであり、
素材１としては焼結黒鉛、未焼結黒鉛、黒鉛粉、カーボ
ンブラックなどの炭素単体の他に、炭素を含有する化合
物を用いるか、これらの素材をペースト状にして基板等
に塗布するか、更には炭素鋼や鋳鉄等のように炭素を含
む金属材料でもよい。
また、電８ｉ２としては一般的な金属電極でもよいが、
黒鉛電極を用いるのが好ましく、冷却ガスとしてはＡｒ
、Ｎ２．Ｃｏ２．Ｈ，、ＮＨｓ又はこれらの混合ガス等
を用いる。
黒鉛電極を用いるのが好ましく、冷却ガスとしてはＡｒ
、Ｎ２．Ｃｏ２．Ｈ，、ＮＨｓ又はこれらの混合ガス等
を用いる。
以上の直流アークを用いてダイヤモンドを合成するには
、電圧を３０〜２２０Ｖで電流を５０〜３００Ａ例えば
７０ｖで１５ＯＡの条件テアーク径を３ｍｍ程度とし、
電極２を０．１〜１．０ｍ／ｓｅｃの速度で穆動せしめ
、アークによって組材１表面を走査する。
、電圧を３０〜２２０Ｖで電流を５０〜３００Ａ例えば
７０ｖで１５ＯＡの条件テアーク径を３ｍｍ程度とし、
電極２を０．１〜１．０ｍ／ｓｅｃの速度で穆動せしめ
、アークによって組材１表面を走査する。
このように直流アークによって組材１表面を走査するこ
とで、素材が高温状態となる。そして素材が高温状態と
なると、炭素原子同士の結合がＳＦ３からＳ２３へと転
化し、これに伴フて結晶構造が六法晶から立方晶へ変化
し、ダイヤモンド構造になる。
とで、素材が高温状態となる。そして素材が高温状態と
なると、炭素原子同士の結合がＳＦ３からＳ２３へと転
化し、これに伴フて結晶構造が六法晶から立方晶へ変化
し、ダイヤモンド構造になる。
そして、上記の高温状態で安定なダイヤモンド構造は急
冷されることで、ＳＦ３及び立方晶を保ったまま常温に
なり、多結晶ダイヤモンドが得られる。ここで冷却速度
としては１０３℃／ｓｅｃ以上とするのが好ましく、こ
の冷却速度以下であると、グラファイトが多量に生成さ
れる。
冷されることで、ＳＦ３及び立方晶を保ったまま常温に
なり、多結晶ダイヤモンドが得られる。ここで冷却速度
としては１０３℃／ｓｅｃ以上とするのが好ましく、こ
の冷却速度以下であると、グラファイトが多量に生成さ
れる。
第２図は高密度エネルギービームとしてレーザビームを
用いた合成方法を示す概略図であり、ビーム径を３ｍｍ
以下（例えば０．５ｍｍ）とし、０ 、 １〜１ 、０
ｍ／ｓｅｃｍの速度で素材１表面を走査し、同時に急冷
する。尚、レーザビームを用いる場合には、レーザ出力
を１３０〜１７０ｗａｔｔとして、エネルギー密度が１
００〜２００ ｋｃａｌ／ｃｍ２となるようにする。こ
れは１００ ｋｃａｌ、７ｃｍ２未満であるとＳＦ３か
らＳ２３への転化が起こりにくくダイヤモンドの生成が
できず、２００ ｋｃａｌ／ｃｍ”を超えると、素材が
高温になり過ぎ冷却速度が遅くなり、却って転化効率が
低下することによる。
用いた合成方法を示す概略図であり、ビーム径を３ｍｍ
以下（例えば０．５ｍｍ）とし、０ 、 １〜１ 、０
ｍ／ｓｅｃｍの速度で素材１表面を走査し、同時に急冷
する。尚、レーザビームを用いる場合には、レーザ出力
を１３０〜１７０ｗａｔｔとして、エネルギー密度が１
００〜２００ ｋｃａｌ／ｃｍ２となるようにする。こ
れは１００ ｋｃａｌ、７ｃｍ２未満であるとＳＦ３か
らＳ２３への転化が起こりにくくダイヤモンドの生成が
できず、２００ ｋｃａｌ／ｃｍ”を超えると、素材が
高温になり過ぎ冷却速度が遅くなり、却って転化効率が
低下することによる。
また、レーザビームを用いる場合には、素材１を負極又
は正極に接続しておくのが好ましい。即ち、炭素原子の
結合をｓｐ’からＳＦ３に転化させるには熱的な励起の
他に、電子的な励起も有効であり、素材１を一方の電極
に接続することで一種のコンデンサーが形成され、レー
ザビームを照射することで静電話導により電子励起が生
じ、その結果、熱的励起との相乗効果によってダイヤモ
ンドの合成効率が大巾に向上する。
は正極に接続しておくのが好ましい。即ち、炭素原子の
結合をｓｐ’からＳＦ３に転化させるには熱的な励起の
他に、電子的な励起も有効であり、素材１を一方の電極
に接続することで一種のコンデンサーが形成され、レー
ザビームを照射することで静電話導により電子励起が生
じ、その結果、熱的励起との相乗効果によってダイヤモ
ンドの合成効率が大巾に向上する。
（発明の効果）
以上に説明した如く本発明方法によれば、常圧且つ開放
系でダイヤモンドの合成を行うため、従来法に比べ気密
なチャンバー（容器）や吸引装置が不要となり装置の簡
略化が達成でき、また本発明方法によれば数μｍから１
ｍｍ厚程度のダイヤモンドまで合成でき、従来法による
合成速度が約１８０μｍ／ｈであるのに対し 程
度の速度で合成でき、飛躍的に合成速度が向上する。
系でダイヤモンドの合成を行うため、従来法に比べ気密
なチャンバー（容器）や吸引装置が不要となり装置の簡
略化が達成でき、また本発明方法によれば数μｍから１
ｍｍ厚程度のダイヤモンドまで合成でき、従来法による
合成速度が約１８０μｍ／ｈであるのに対し 程
度の速度で合成でき、飛躍的に合成速度が向上する。
第１図及び第２図はいずれも本発明方法の概略を示す図
である。 尚、図面中１は素材、２は電極、３は冷却パイプである
。
である。 尚、図面中１は素材、２は電極、３は冷却パイプである
。
Claims (1)
- 炭素又は炭素を含む素材に高密度エネルギービームを照
射することで素材の構造をダイヤモンド構造に転化し、
次いで常温まで急冷するようにした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 |
|---|---|---|---|
| JP12457688A JPH01294599A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | ダイヤモンドの合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12457688A JPH01294599A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | ダイヤモンドの合成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294599A true JPH01294599A (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=14888894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12457688A Pending JPH01294599A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | ダイヤモンドの合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01294599A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973490A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶製造方法 |
| JPS60195094A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | ダイヤモンド薄膜の製造方法 |
| JPS60251199A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ダイヤモンド単結晶の製造法 |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP12457688A patent/JPH01294599A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973490A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶製造方法 |
| JPS60195094A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | ダイヤモンド薄膜の製造方法 |
| JPS60251199A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ダイヤモンド単結晶の製造法 |
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