| 研究概要 |
ダイヤモンドは超精密切削工具用の一種の理想材料として良く知られているが,工具材としての限界を決定する損耗特性および損耗機構はほとんど明らかにされていない。本研究では,経験的事実から熱化学的な過程にもとづいていると考えられる,ダイヤモンドの損耗特性およびその機構を解明すめために切削中の切れ刃損耗を模擬する金属との接触加熱モデル実験および熱力学,量子化学的手法にもとづくダイヤモンド表面の熱化学反応過程の解析を試みた結果,次のことが明らかになった。
1.実験および解析結果から,金属材料との接触のもとで加熱されたダテヤモンドの損耗機構は,金属が一度酸化し,その酸化物をダイヤモンドが還元する,いわゆるレドックス機構にもとづいて生じること,また,金属の炭化および金属中ヘのダイヤモンドの拡散も工具損耗を促進させることが明らかになった。
2.熱力学的手法にもとずいて,金属との接触加熱下でダイヤモンドの損耗が生じる温度および酸素分圧の予測が可能になった。また,量子化学的手法にもとづいて,上記の損耗機構が明らかになった。
3.比較的容易に実現できる雰囲気のもとでは,切削中のダイヤモンド工具の損耗を制御することはかなり困難であるが,逆に,雰囲気および接触物質を適当に選べば損耗を促進させ,熱化学的なダイヤモンドの高能率加工が行える可能性があることが明らかになった。
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