申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
發(fā)明人:佐藤武 山本佳津子 池田和寬 角谷均
摘要:本發(fā)明提供一種多晶金剛石體,在涉及滑動(dòng)的應(yīng)用中,其比常規(guī)的多晶金剛石體壽命更長(zhǎng)。本發(fā)明還提供制備所述多晶金剛石體的方法和工具。在該多晶金剛石體(2)中,添加有至少一種這樣的元素,該元素的硫化物或氯化物的熔點(diǎn)小于或等于1000℃,該多晶金剛石體的平均晶體粒徑小于或等于500nm。由此減小了該金剛石的磨損,從而使得在涉及滑動(dòng)的應(yīng)用中具有更長(zhǎng)的使用壽命。
主權(quán)利要求:1.一種金剛石多晶體,其中添加有至少一種這樣的元素,該元素的硫化物或氯化物的熔點(diǎn)小于或等于1000℃,并且其中晶粒的平均粒徑小于或等于500nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石多晶體,含有選自由所述元素 的單質(zhì)、碳化物和氧化物構(gòu)成的組中的至少一者,并且 包含第二相,該第二相設(shè)置于作為第一相的所述晶粒的晶界處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金剛石多晶體,所述晶界附近的 努氏硬度大于或等于90GPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的金剛石多晶體,其中, 作為所述元素,添加有大于或等于0.5ppm小于或等于70ppm的鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的金剛石多晶體,其中, 作為所述元素,添加有大于或等于40ppm小于或等于80ppm的鍶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的金剛石多晶體,其中, 作為所述元素,添加有總計(jì)大于或等于40.5ppm小于或等于100ppm 的鐵和鍶。
7.一種工具,其使用了根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的 金剛石多晶體。
8.一種制造金剛石多晶體的方法,包括以下步驟: 通過(guò)將石墨原料與混合用原料混合從而制備混合物,其中該混 合用原料含有這樣的元素,該元素的硫化物或氯化物的熔點(diǎn)小于或等 于1000℃; 通過(guò)粉碎并混合所述混合物從而制備碳材料;以及 將所述碳材料直接轉(zhuǎn)化為金剛石多晶體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造金剛石多晶體的方法,其中所述 混合用原料含有選自由所述元素的單質(zhì)、碳化物和氧化物構(gòu)成的組中 的至少一者。
10.一種制造金剛石多晶體的方法,包括以下步驟: 通過(guò)用覆層包覆石墨原料的粉末的表面從而制備具有覆層的碳 材料,其中所述覆層含有這樣的元素,該元素的硫化物或氯化物的熔 點(diǎn)小于或等于1000℃;以及 將所述具有覆層的碳材料直接轉(zhuǎn)化為金剛石多晶體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造金剛石多晶體的方法,其中在 制備所述具有覆層的碳材料的所述步驟中,通過(guò)濺射法用所述元素包 覆所述石墨原料的粉末的表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制造金剛石多晶體的方法,其 中在制備所述具有覆層的碳材料的所述步驟中,所述覆層含有選自由 所述元素的單質(zhì)、碳化物和氧化物構(gòu)成的組中的至少一者。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任意一項(xiàng)所述的制造金剛石多晶體 的方法,其中所述元素包括鐵和鍶中的至少一者。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任意一項(xiàng)所述的制造金剛石多晶體 的方法,其中,在所述直接轉(zhuǎn)化的步驟中,使用了如下條件:壓力大 于或等于10GPa小于或等于30GPa,并且加熱溫度大于或等于1500 ℃小于或等于3000℃。