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2018 年度 実績報告書

ウルツ鉱型窒化ホウ素砥粒を固定したソーワイヤによるダイヤモンド基板の精密加工

研究課題

研究課題/領域番号 16K06791
研究機関秋田大学

研究代表者

神谷 修  秋田大学, 理工学研究科, 教授 (60113891)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード固定砥粒型ソーワイヤ / ダイヤモンド砥粒 / 窒化ホウ素砥粒 / 極細ソーワイヤ / ダイヤモンド基板加工
研究実績の概要

研究期間中に、大気中で砥粒を塗布し高真空炉へ連続的にソーワイヤを製造できる実験設備を開発し、タングステン線を心線として50μm以下の高温ろう付け固定砥粒型ソーワイヤを完成することができた。砥粒としては、cBN, hBN,ダイヤモンド、およびフラーレンを用いてソーワイヤを製造し、タングステンカーバイドやダイヤモンド基板を切断できることを確認した。これにより、本研究の目的である、世界で最も細い50μm以下のソーワイヤを製造して、ダイヤモンド基板を切断するということが達成された。心線に関しては、これまで高温に強いタングステン線を使用してきたが、高強度ステンレス鋼でも心線に使用できることが明らかとなった。ウルツ鉱型窒化ホウ素(wBN)の合成を目的に、爆薬メーカーである日本工機と共同研究を続けてきた。hBNを出発物質とする爆発合成を現在も続けているが定常的にwBNを製造するに至って居ない。入手可能でダイヤモンド基板を加工できるツール素材としては、ダイヤモンド微細砥粒であり、これを用いて、本研究の目的を達成することができた。ダイヤモンド表面をCuSnろう材で濡らしてタングステン線に接合するためには、高真空中で強い還元雰囲気を作る必要がある。これは、水素化チタン(TiH2)を900℃まで素早く加熱することにより実現することができた。直径2-3μmのダイヤモンド微細粒を確実にろう材で濡らすための要因は3つある。ダイヤモンド微細砥粒を混合するときに表面に強固な物理吸着酸素を形成しないように混合に注意すること。水素化チタンの昇温速度を高くして、分解温度を高温にシフトすること、そして真空度が10-3Pa以下にすることである。こうして、確実にダイヤモンドを加工できるソーワイヤを製作することができる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] Auckland University of Technology(ニュージーランド)

    • 国名
      ニュージーランド
    • 外国機関名
      Auckland University of Technology
  • [雑誌論文] 燃焼炎法による3段階合成法を用いたダイヤモンド被膜合成に及ぼすダイヤモンド種付け処理の影響2018

    • 著者名/発表者名
      高橋護、大竹可峻、神谷修
    • 雑誌名

      スマートプロセス学会誌

      巻: Vol.7,No.3 ページ: 113-119

    • 査読あり
  • [学会発表] 硬質素材を加工する極細の固定砥粒型ソーワイヤの開発2018

    • 著者名/発表者名
      森春樹、高橋基、田中ひかり、村田健司、岩間祐一、神谷修
    • 学会等名
      日本素材物性学会平成30年度年会講演会

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公開日: 2019-12-27  

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