1995 Fiscal Year Annual Research Report
衝撃・気相・静的高圧合成ダイヤモンドの微細組織と地球外ダイヤモンドの成因
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06640612
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
八木 寿子 (平井 寿子) 東京工業大学, 工業材料研究所, 助手 (60218758)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 建一 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (50111670)
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| Keywords | 地球外ダイヤモンド / 合成ダイヤモンド / 微細組織 / 衝撃法 / 静的高圧法 / 気相法 |
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| Research Abstract |
宇宙起源ダイヤモンドは、その多様な履歴を反映して、複雑な内部組織を有している。ダイヤモンド形成に関わる重要な現象として隕石の衝撃があげられ、グラファイトからダイヤモンドへの衝撃一誘起転換に関しては、従来、マルテンサイト的転換機構と拡散的転換機構が提案され、議論は混乱していた。これは、ダイヤモンド転換に関わる外的(実験)パラメータと内的(材料)パラメータと分離せずに議論していたことが主要な原因であった。本年度の研究では、ダイヤモンド転換に関与する実験パラメータと材料パラメータの両者の効果を明らかにし、優先的パラメータを明確にした。さらに、隕石内には、ダイヤモンドとグラファイトが共存している場合があり、また、短時間(マイクロ秒以下)の衝撃圧縮から回収した試料ではグラファイトの量がダイヤモンドに卓越している場合が一般的である。この問題に関して、衝撃圧縮下での2つの転換経路(ダイヤモンド転換とグラファイト化の進行)の振り分けの説明を行った。すなわち、この転換経路の分別は、オストワルド・ステップ・ルールと準安定代替挙動の概念との組合わせによって説明することができる。個々のグラファイト材料は異なる結晶子サイズと結晶性をもっており、それらの材料パラメータに依存して初期のエネルギーレベルがかさ揚げされており、幾つかのステップを形成している。個々のステップの高さは構造の類似性を反映して、比較的小さな活性化エネルギーの差異(ΔE_g)しかない。個々の初期状態からダイヤモンドへの変換は、高い活性化エネルギーの障壁(ΔES_d)によって遮られている。これらの活性化エネルギーの障壁(ΔE_d)は、ΔE_gよりはるかに高いものであるが、その値は初期状態が高ければそれだけ小さいものとなり、ダイヤモンド転換はより容易に起きることになる。また、ステップに沿った変化(グラファイト化の進行)が、よりカイネティック的に好都合である。
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[Publications] Hirai,H.,and Kondo,K.: "Changes in elctrionic state and strycture from C_<60> fullerene to sp3 amorphous" Phys. Rev. B,. 51. 15555-15558 (1995)
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[Publications] Hirai,H.,Tabira,Y.: "Radial distribution function of amorphous diamond shock-induced from C_<60> fullerene." Phys. Rev. B. 52. 6162-6165 (1995)
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[Publications] Hirai,H.,Kukino,S.: "Predominant Prameters in Shock-Induced Transition from Graphite to Diamond" J. Appl. Phys.78. 3052-3059 (1995)
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[Publications] Hirai,H.,Kukino,S.,: "Dependence of diamond reansition on microtexture in starting materials under shock compression." J. Am. Ceram. Soc.78. 2079-2084 (1995)
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[Publications] Hirai,H.,Kondo,K.: "Diamond synthesis by shock compression from a thin graphite plate with suppressed regrahitization." Carbon. 33. 203-208 (1995)
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[Publications] Hirai,H.,Ohwada,T.: "Shock compression of graphite materials bering different microextures and their relations to diamond transition." J. Mat. Res.10. 175-182 (1995)
