ホットダイナミックコンパクション技術を利用したダイヤモンド関連物質バルク体の創製

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555201
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 外本 和幸 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 助教授 (70199462)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 氏本 泰弘 旭化成工業(株), 化薬研究所, 主幹研究員 ; 藤田 昌大 崇城大学, 工学部, 教授 (20040389) ; 伊東 繁 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 教授 (80069567)
• Keywords: 粉末成形 / ダイナミックコンパクション / ダイヤモンド / 高温衝撃成形 / ダイヤモンド関連物質

Research Abstract

本研究では、高温衝撃粉末成形(ホットダイナミックコンパクション)技術を用いて、ダイヤモンド等の超硬物質粉末の成形体を得ることを目指している。1100〜1200℃への加熱下、独自に開発した水中衝撃波集束装置を用いて得られる最も高い圧力のもとで粉末の衝撃成形実験を試み、いくつかの回収体が得られた。ダイヤモンド、c-BN粉末成形体は数mmサイズの小片の場合もあったが、その材料の焼結体と同程度の高い硬度値を示すことが知られた。成形体にはグラファイト化のような構造変化は認められなかったが、ダイヤモンドのx線回折ピークは広がりが認められ、激しい変形のもとで成形が行われていることを示していると思われた。
温度を高くすることで材料は軟化するので、良好な成形体がより得やすくなると考えられた。そこで1300℃あるいはそれ以上の温度下で実験をいくつか行った。しかしながら1300℃を超えるような場合の回収実験は、極めて困難であった。最も重要な問題は、容器の強度がもたない点であり、耐熱金属材料で作られていた粉末容器のままでは回収が困難であると判断された。粉末容器をセラミックスに変え、発熱体も従来のカンタル線のままでは加熱温度が限られるため、MoもしくはW線を用いた新しい装置を設計中であり、今後、より高温で行われる実験に供したいと考えている。1500℃までの回収実験が可能な装置が製作できれば、衝撃合成といった未踏新物質の探索に関する研究にも展望が開けるのではないかと期待している。

Research Products

• [Publications] 外本和幸 他: "衝撃粉末成形に及ぼす熱エネルギーの効果とその工業的利用の可能性"第51回塑性加工連合講演会講演論文集. 19-20 (2000)
• [Publications] K.Hokamoto et al.: "The use of high-temperature shock consolidation technique for making various bulk materials"Proc.Thermec'2000. (in Press).