化学気相成長法によるダイヤモンド高速合成装置の試作

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03555024
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉川 昌範 東京工業大学, 工学部, 教授 (30016422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平田 敦 東京工業大学, 工学部, 助手 (50242277)
• Keywords: 化学気相成長法 / ダイヤモンド / 高速合成 / 切削工具 / 研削工具

Research Abstract

これまでに,ダイヤモンドの高速気相合成を目的に,1つの陰極と3つの陽極を独立に配置したダイヤモンド合成装置を試作し、ダイヤモンドの合成を行った.本年度は,ダイヤモンドの合成面積の拡大および合成されたダイヤモンドの機械的・結晶学的評価を行った.
アルゴンの水素のプラズマジェットを発生させ,電極位置,基板温度,原料ガスと水素ガスの流量化,基板の位置,陽極の位置などの主要な合成条件と,合成速度,合成面積,結晶学的性質との関係を調べ,大面積への高速合成に最適な合成条件を検討した.
機械的性質については,ダイヤモンド薄板をYAGレーザにより平坦化および切断加工して切削工具を作製し,A1-12%Si合金の切削実験を行い,耐摩耗性について検討した.その結果,結晶間の空隙部においては切削距離の増加にともなって欠けが生じるが,結晶の連続した部分では認められず良好な耐摩耗性を示すことがわかった.また,スカイフ研磨法により作製した切削工具は天然単結晶ダイヤモンドに比べてシャープな切れ刃は得られないが,アルミニウム合金の切削実験の結果,単結晶ダイヤモンド切削バイトに比べて耐摩耗性に優れ,加工状態が安定していることがわかった.
また,気相合成ダイヤモンド薄板を粉砕して得られた気相合成粉を用いて砥石を作製し,ジルコニアと窒化けい素の研削切断実験を行い,研削工具としての機械的特性を評価した.

Research Products

• [Publications] 吉川 昌範: "1陰極-3陽極アーク放電プラズマジェットCVD装置の試作-プラズマジェット流におよぼす電極形状・位置の影響-" 第5回ダイヤモンドシンポジウム講演要旨集. 122-123 (1991)
• [Publications] 吉川 昌範: "気相合成ダイヤモンド薄板による切削工具の試作及びその性能" 精密工学会誌. 58. 797-802 (1992)
• [Publications] 吉川 昌範: "気相合成ダイヤモンド薄板による精密切削工具の試作" 精密工学会誌. 58. 1880-1882 (1992)
• [Publications] 吉川 昌範: "気相合成ダイヤモンド粉の研削工具としての評価" 精密工学会誌. 58. 277-282 (1992)