| 研究概要 |
酸素-アセチレン燃焼炎によるダイヤモンド合成法を応用して、金属の表面にダイヤモンドの薄い層を付着させることを目的として実験を行った.また,接合されたダイヤモンド被膜の接合機構と接合強度を検討して以下のような結果が得られた。はじめに、鏡面状に研摩したMo基板温度が1200Kより低い場合,合成されたダイヤモンドはMo基板から剥離する.このときのダイヤモンドの結晶形態は,(100)方向に伸長した8面体構造であった.また、Mo基板を1400K以上に加熱すると,合成されたダイヤモンドはMo基板に強固に接合する.またこのときのダイヤモンドは,数ミクロンの球状形態であった.X線回折の結果から,ダイヤモンドを接合させる物質は現段階では,MoO_3と判断される.シミュレーションにより,ダイヤモンドと基板の界面で、熱ひずみによって発生するせん断応力が計算された。この計算結果から、MoO_3の存在は、せん断応力の緩和と親和力の増加の両方の効果であると推測された。
赤外線吸収ピークから、合成されたダイヤモンドのほとんどは、窒素や空孔などの不純物を含むIa型ならびにIb型と分類されるダイヤモンドであった。
次に、鏡面研摩したステンレス鋼基板へのダイヤモンド合成とその接合が確認された.このときのダイヤモンド形態は球状であった.
最後に、表面の仕上げ状態の影響を検討し、アルミナ、SiC,と比較するとダイヤモンドペースト仕上げの基板表面が、もっともダイヤモンド合成密度が高い。表面粗さを粗くするほど基板温度が低くても接合するようになり、Ra=0.82μmでは、1323Kの合成温度でも純度の高い八面体構造のダイヤモンドを合成・接合することが可能となった。
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