1995 Fiscal Year Annual Research Report
超高圧衝撃波による岩盤堀削用多結晶体ダイヤモンドの試作
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07505018
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
澤岡 昭 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (40029468)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
明石 保 住友石炭鉱業(株), 北海道技術研究所, 主任研究員
田村 英樹 東京工業大学, 工業材料研究所, 助教授 (30188437)
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| Keywords | ダイヤモンド / 掘削ビット / 衝撃固化 / ダイナミックコンパクション / 超硬合金 |
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| Research Abstract |
本研究は表面の厚さ数ミリメートルのダイヤモンド層をもつ超硬合金製の岩盤堀削用ビットの開発に関するものである。本年度は3年間の研究プロジェクトの初年度である。得られた研究成果を箇条書きに述べる。
(1)衝撃固化に使用されるダイヤモンド粉末はシリコンの添加物が加えられている。衝撃波通過時に発熱化学反応をダイヤモンド表面で均一に励起させるために、ダイヤモンド粒子にシリコンを均一にプラズマコーティングさせる方法を確立した。
(2)粒径2〜4mmのダイヤモンド粉末とシリコン粉末の混合物と、コーティングした粉末について平面法によって同一条件で衝撃圧縮実験を行った結果、コーティング材が、固化物の硬さと均一性においてはるかに優れていることが明らかになった。
(3)粒径2〜4mmのダイヤモンド粉末の場合、約7%のシリコンコーティングが衝撃固化に最適であることを見いだした。
内径40mmの鋼製円筒衝撃アセンブリーについて、爆薬、外筒の大きさ、冬の衝撃条件を変えて回収実験を行ったが、予想以上に高い圧力が内部に発生した結果、試料の吹き出しが起こり回収が困難になったので、衝撃圧縮の詳細な計算機シミュレーションを行い、衝撃アセンブリーの最適形状と条件を設定した。
(5)最適密度をもつ堀削ビットの心材となる、超硬合金を放電焼結法によって作製できることを確認し、目的の形状をもつ超硬合金材の放電焼結についての最適条件を求めた。
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