六方晶ダイヤモンドのバルク焼結体合成と物性評価

• 研究課題/領域番号: 23760640
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 大藤 弘明 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (80403864)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 六方晶ダイヤモンド / 高圧実験 / 高温高圧 / 直接変換 / 高温高圧実験 / 物性測定 / 電子顕微鏡観察

研究概要

六方晶ダイヤモンド単相よりなる純粋なバルク焼結体の合成を目指し，主にマルチアンビル高圧装置を用いた実験的研究を展開してきた．出発物質に極めて結晶性・配向性の良いグラファイトを用い，圧力25 GPa，温度1100～1500℃の条件下で直接変換合成を行うと，未反応のグラファイトの残留物や立方晶ダイヤを全く含まない六方晶ダイヤの単相焼結体を得ることに成功した．同試料は，厚さ数～数十nmの層状ユニットよりなる層状組織をなす緻密な焼結体で，立方晶ダイヤと同等かそれを凌ぐ高い圧入硬度を有することから，新規硬質材料として期待される．

研究成果

• [雑誌論文] Nano-layered diamond sintered compact obtained by direct conversion from highly oriented graphite under high pressure and high temperature. (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Isobe, H. Ohfuji, H. Sumiya, T. Irifune
  • 雑誌名: ournal of Nanomaterials 巻: 2013 号: 1 ページ: 380165-380165
  • DOI: 10.1155/2013/380165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and stability of carbon nitride under high pressure and high temperature up to 125 GPa and 3000 K (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kojima, H. Ohfuji
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 39 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2013.07.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel technique for the synthesis of nanodiamond powder (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Fang, H. Ohfuji, T. Irifune
  • 雑誌名: Journal of Nanomaterials 巻: 2013 号: 1 ページ: 201845-201845
  • DOI: 10.1155/2013/201845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of diamond powders from melamine under high pressure and high temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Fang, X. Chen, H. Ohfuji, T. Irifune, G. Sun, B. Chen, S. Peng
  • 雑誌名: Chinese Physics C 巻: 37 号: 8 ページ: 88002-88002
  • DOI: 10.1088/1674-1137/37/8/088002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of diamond powders from melamine under high pressure and high temperature. Chinese Physics C, in press. (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Fang, X. Chen, H. Ohfuji, T. Irifune, G. Sun, B. Chen, S. Peng
  • 雑誌名: Chinese Physics C 巻: NA
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of graphite crystallinity on the microtexture of nano-polycrystalline diamond obtained by direct conversion. (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ohfuji, S. Okimoto, T. Kunimoto, F. Isobe, H. Sumiya, K. Komatsu, T. Irifune
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals, 巻: 39 号: 7 ページ: 543-552
  • DOI: 10.1007/s00269-012-0510-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wear resistance of nano-polycrystalline diamond with various hexagonal diamond contents (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kurio, Y. Tanaka, H. Sumiya, T. Irifune, T. Shinmei, H. Ohfuji, H. Kagi
  • 雑誌名: Journal of Superhard Materials 巻: 34 号: 6 ページ: 3-11
  • DOI: 10.3103/s1063457612060081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on the stability of graphitic C3N4 under high pressure and high temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Fang, H. Ohfuji, T. Shinmei, T. Irifune
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 20 号: 5-6 ページ: 819-825
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2011.03.034
  • 査読あり
• [学会発表] 高温高圧下におけるグラファイト-ダイヤモンド相転移と組織化メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2013-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ多結晶ダイヤモンドの生成メカニズムと微細組織 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明
  • 学会等名: 日本機械学会講習会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-06-28
  • 招待講演
• [学会発表] 六方晶ダイヤモンドの単相バルク焼結体合成と組織評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明,元木健介,磯部太志,入舩徹男,角谷均
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪)
  • 年月日: 2012-11-07
• [学会発表] グラファイト-六方晶ダイヤモンドの相転移メカニズム-グラファイトの結晶性と静水圧性の影響- (2012)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明,山下智晴
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2012年年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] グラファイト→六方晶ダイヤモンドの相転移メカニズムの実験的考察-グラファイトの結晶性と静水圧性の影響- (2012)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明,山下智晴
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉)
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] Phase transition mechanism and microtexture evolution through graphite-diamond transition under high pressure and high temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ohfuji
  • 学会等名: 9th International Workshop on Water Dynamics
  • 発表場所: Tohoku Univ.
  • 年月日: 2012-03-08
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study on the martensite-like phase transition mechanism of graphite to hexagonal diamond (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ohfuji, H. Takeuchi
  • 学会等名: Joint 2012 COMPRES Annual Meeting and High-Pressure Mineral Physics Seminar-8
  • 発表場所: Lake Tahoe, USA
• [学会発表] Phase transition mechanism and microtexture evolution through graphite-diamond transition under high pressure and high temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ohfuji
  • 学会等名: 9th International Workshop on Water Dynamics(招待講演)
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] グラファイトからの六方晶ダイヤモンド直接変換合成と相転移メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明,竹内洋貴
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院(沖縄)
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] グラファイトからの六方晶ダイヤモンド直接変換合成と相転移メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明,竹内洋貴
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2011年年会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] グラファイトからの六方晶ダイヤモンド直接変換と相転移メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明,竹内洋貴
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 高温高圧下直接変換によって合成されたアモルファスダイヤモンド (2011)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明，片桐政人，小竹翔子，角谷均
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院
• [学会発表] グラファイトからの六方晶ダイヤモンド直接変換合成と相転移メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明，竹内洋貴
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院
• [学会発表] グラファイトからの六方晶ダイヤモンド直接変換合成と相転移メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明，竹内洋貴
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉）
• [学会発表] 高温高圧下におけるダイヤモンドナノ粒子の直接焼結
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明，宇田博亮，磯部太志，入舩徹男，角谷均
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟
• [学会発表] 高温高圧下におけるグラファイト－ダイヤモンド相転移と組織化メカニズム
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明
  • 学会等名: 日本結晶学会2013年度年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 招待講演
• [学会発表] グラファイト→六方晶ダイヤモンドの相転移メカニズムの実験的考察－グラファイトの結晶性と静水圧性の影響－
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明，山下智晴
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉）
• [学会発表] グラファイト－六方晶ダイヤモンドの相転移メカニズム－グラファイトの結晶性と静水圧性の影響－
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明，山下智晴
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2012年年会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 六方晶ダイヤモンドの単相バルク焼結体合成と組織評価
  • 著者名/発表者名: 大藤弘明，元木健介，磯部太志，入舩徹男，角谷均
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪大学
• [産業財産権] 六方晶ダイヤモンドの単相バルク焼結体の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 大藤弘明,入舩徹男
  • 権利者名: 大藤弘明,入舩徹男
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-02-06
  • 外国
• [産業財産権] 六方晶ダイヤモンド単相バルク焼結体およびその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 大藤弘明，入舩徹男
  • 権利者名: 大藤弘明，入舩徹男
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-02-06
  • 外国
• [産業財産権] 六方晶ダイヤモンドの単相バルク焼結体の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 大藤弘明,入舩徹男
  • 権利者名: 大藤弘明,入舩徹男
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-180427
  • 出願年月日: 2012-08-16
• [産業財産権] 六方晶ダイヤモンド単相バルク焼結体およびその製造方法 (2012)
  • 発明者名: 大藤弘明，入舩徹男
  • 権利者名: 大藤弘明，入舩徹男
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-180427
  • 出願年月日: 2012-08-16