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2013 年度 実績報告書

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

研究課題/領域番号 23760640
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)

キーワード六方晶ダイヤモンド / 高温高圧 / 直接変換
研究概要

平成25年度は,前年度に引き続き,マルチアンビル高圧発生装置を用いて,単相バルク体の合成に必要な条件,(前年度に検討した温度圧力条件に加えて)特に加熱保持時間について検討を行った.25GP,1500℃の条件では,加熱保持時間20分の場合,X線回折的にはほぼ六方晶ダイヤモンド単相に近い試料が合成されることを突き止めたが,合成試料は黒色不透明で,また高分解能透過電子顕微鏡観察においても,ナノスケールでわずかにグラファイトの積層を残している部分も認められ,厳密な意味で100%純粋な六方晶ダイヤ単相試料ではないことが明らかとなった.そこで,温度圧力条件はそのままに,保持時間を1時間,3時間,10時間と変化させて,わずかに残留している未反応グラファイトを除去することは可能かどうか検討を行った.結果として,加熱保持1時間,および3時間の試料も黒色を呈し,透過電顕観察の結果,やはり極微量のグラファイトの残留が認めれた.一方,10時間加熱保持の実験回収物では,立方晶ダイヤモンドが生成し始める様子が観察され,厳密に100%純粋な六方晶ダイヤ(準安定多形)を得るのは困難であることが分かった.
一方,合成されたほぼ純粋な六方晶ダイヤの1気圧における高温安定性(耐性)について,窒素およびアルゴン雰囲気下でのアニーリング実験を通して検討を行った.その結果,六方晶ダイヤは,300℃を超えたあたりで徐々にグラファイト化の兆候を示し,立方晶ダイヤに比べて高温耐性が低いことが分かった.
また,ほぼ純粋な六方晶ダイヤ試料のヌープ硬度測定試験を行い,部分的に極めて高い硬度値(~160GPa)が得られたものの,全体としては,100-110GPa程度と,立方晶ダイヤのナノ焼結体(130-140GPa)に比べて低いことが分かった.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Nano-layered diamond sintered compact obtained by direct conversion from highly oriented graphite under high pressure and high temperature2013

    • 著者名/発表者名
      F. Isobe, H. Ohfuji, H. Sumiya, T. Irifune
    • 雑誌名

      Journal of Nanomaterials

      ページ: 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 K2013

    • 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 powder2013

    • 著者名/発表者名
      L. Fang, H. Ohfuji, T. Irifune
    • 雑誌名

      Journal of Nanomaterials

      ページ: 201845

    • DOI

      10.1155/2013/201845

    • 査読あり
  • [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] 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

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公開日: 2015-05-28  

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