2001 年度実績報告書

ダイヤモンド-炭化珪素複合焼結体のHIP焼結と超硬工具への応用

研究課題

研究課題/領域番号	12555182
研究機関	龍谷大学
研究代表者	和田隆博龍谷大学, 理工学部, 教授 (20309115)
研究分担者	細見暁トーメイダイヤ(株), 小山工場, 工場長大高理大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40213748) 下埜勝龍谷大学, 理工学部, 実験講師 (30319496)
キーワード	ダイヤモンド / 炭化珪素 / SiC / Si / 複合焼結体 / HIP / 反応焼結 / 超硬工具
研究概要	[I]HIP合成法の検討現在市販されているダイヤモンド/SiC複合焼結体はベルト型装置等の固体圧縮装置を用いダイヤモンドの熱力学的安定領域(1500℃・5GPa近傍)で合成されている。我々はこれと同等の機能を持つ焼結体のHIP合成を試みた。出発原料は粒径25μmのダイヤモンドと13μmのSiを重量比80:20で混合した粉末で、これを1400℃・200MPa・30分間HIP処理することでダイヤモンド、SiC、Siからなる複合焼結体を作成した。得られた焼結体は見掛け密度:3.159/cm^3、抗折強度:542MPa、圧縮破壊強度:3.1GPa、遊離Si:17.6v%であった。今回はこれより優れた機械的性質を有する焼結体の合成を目的に実験した。合成方法は、Siを主成分とするカプセルに25μmのダイヤモンド粉末のみを緻密に充填し、ホウケイ酸ガラス管内に真空封入後上記の条件でHIP処理を行った。処理中にカプセルのSiがダイヤモンド粒子間に溶浸して生成するSiCをバインダーとすることで、緻密で遊離Siの少ない焼結体の合成を目指した。その結果得られた焼結体は、見掛け密度:3.36g/cm^3、抗折強度:739MPa、圧縮破壊強度:3.6GPa、遊離Si:2.7v%と評価された。同様に18、12、3μmのダイヤモンド粉末についても行った結果、見掛け密度:3.35〜3.37g/cm^3。抗折強度:862〜1029MPa。圧縮破壊強度:3.4〜3.9GPa。遊離Si:0〜0.9v%を得た。これらのことからダイヤモンドとSiの混合粉末を使用するより、ダイヤモンド粉末のみを緻密に充填した方が優れた機械的性質をもち遊離Siの少ない焼結体の合成が可能となることが判った。 [II]超高圧発生用アンビルの試作と実用化の検討分割球6-8型超高圧発生装置用に、ダイヤモンド/SiC複合焼結体を用いて1辺10mmで3mmのトランケーションをもつアンビルを試作し、大阪大学のダイヤ機、及び文部科学省エネルギー加速研究機構放射光共同利用施設の同形機を用いて圧力発生試験を行った。その結果、17GPaまでの圧力発生が確認できた。またこの本アンビルはX線の透過度の高いことも確認出来た。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] T.Wada, K.Toyoike, Y.Imanaka, Y.Matsuo: "Dielectric and Piezoelectric Properties of (A_<0.5>Bi_<0.5>)TiO_3-ANbO_3 (A = Na, K) Systems"Jpn. J. Appi. Phys.. 40・9B. 5703-5705 (2001)
[文献書誌] S.Nishiwaki, T.Satoh, Y.Hashimoto, T.Negami, T.Wada: "Preparation of Cu(In, Ga)Se_2 Thin Films at Low Substrate Temperatures"J. Mater. Res.. 16・2. 394-399 (2001)
[文献書誌] T.Wada, S.Nishiwaki, Y.Hashimoto, T.Negami: "Physical Vapor Deposition of Cu(In, Ga)Se_2 Films for Industrial Application"Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. 668. H2.1.1-H2.1.12 (2001)
[文献書誌] O.Ohtaka et al.: "Phase Relations and Equations of State of Zirconia under High-Pressure and High-Temperature"Phys. Rev.. B63. 174108-1-104108-8 (2001)
[文献書誌] O.Ohtaka et al.: "Phase Relations and Volume Changes of Hafnia under High-Pressure and High-Temperature"J. Am. Ceram. Soc.. 84・6. 1369-1373 (2001)
[文献書誌] O.Ohtaka et al.: "Structural changes of quartz-type crystalline and vitreous GeO_2"J. Synchrotron Rad.. 8. 791-793 (2001)

2001 年度 実績報告書

ダイヤモンド-炭化珪素複合焼結体のHIP焼結と超硬工具への応用

研究代表者

和田 隆博 龍谷大学, 理工学部, 教授 (20309115)

研究成果

[文献書誌] T.Wada, K.Toyoike, Y.Imanaka, Y.Matsuo: "Dielectric and Piezoelectric Properties of (A_<0.5>Bi_<0.5>)TiO_3-ANbO_3 (A = Na, K) Systems"Jpn. J. Appi. Phys.. 40・9B. 5703-5705 (2001)

[文献書誌] S.Nishiwaki, T.Satoh, Y.Hashimoto, T.Negami, T.Wada: "Preparation of Cu(In, Ga)Se_2 Thin Films at Low Substrate Temperatures"J. Mater. Res.. 16・2. 394-399 (2001)

[文献書誌] T.Wada, S.Nishiwaki, Y.Hashimoto, T.Negami: "Physical Vapor Deposition of Cu(In, Ga)Se_2 Films for Industrial Application"Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. 668. H2.1.1-H2.1.12 (2001)

[文献書誌] O.Ohtaka et al.: "Phase Relations and Equations of State of Zirconia under High-Pressure and High-Temperature"Phys. Rev.. B63. 174108-1-104108-8 (2001)

[文献書誌] O.Ohtaka et al.: "Phase Relations and Volume Changes of Hafnia under High-Pressure and High-Temperature"J. Am. Ceram. Soc.. 84・6. 1369-1373 (2001)

[文献書誌] O.Ohtaka et al.: "Structural changes of quartz-type crystalline and vitreous GeO_2"J. Synchrotron Rad.. 8. 791-793 (2001)

2001 年度実績報告書

和田隆博龍谷大学, 理工学部, 教授 (20309115)