Research on the direct conversion method of amorphous diamond by nano-defect engineering

纳米缺陷工程直接转化非晶金刚石方法研究

• 批准号: 21K04905
• 负责人: 庭瀬 敬右
• 金额: $ 1.58万
• 依托单位: Hyogo University of Teacher Education
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04905/
• 关键词: 黒鉛; ダイヤモンド; 欠陥; 中性子照射; ボールミリング; 高圧高温; 衝撃圧縮; アモルファスダイヤモンド; 変換; 欠陥エンジニアリング; 照射

物質が照射欠陥を含むような不安定な非平衡状態にある場合は，圧力や温度の外的な環境変化によって，より安定な方向に変化するポテンシャルをもっている。このことは，照射欠陥を含むような非平衡状態にある物質は新たな物質を創り出す可能性を秘めているといえる。本研究の目的は，高エネルギー粒子線照射やボールミリングによる機械的破壊によって，非平衡状態を創り出し，それらの試料がもつ不安定な欠陥を用いて新たな物質創製の方法を見出すことである。また，そのようなプロセスで導入された欠陥がどのような特徴を持つかを明らかにすることである。これまで我々は，中性子照射黒鉛を用いた衝撃圧縮や高圧高温下での実験によって，アモルファスダイヤモンドや多結晶ダイヤモンド，圧縮黒鉛などの新たな炭素系物質が生成されることを見出している。一方，新たな炭素系物質創製のための原料として用いられる中性子照射黒鉛での欠陥導入は原子炉内で行われるために，試料の取り扱いやその生成が容易ではない。そのため，現在，ボールミリングによって中性子照射試料と同様な試料が形成される可能性を調べている。特にミリング条件への依存性を調べるために，ボールの種類を変えて系統的に調べている。また，熱的に安定した欠陥の生成条件を明らかにするために，密度の異なるボールを用いた実験を行っており，窒化ケイ素のボールが安定な欠陥生成の境界条件の密度と予測されるので，その実験を進めている。今年度は，これまでに得られた結果を，日本物理学会と日本金属学会，ダイヤモンドに関する材料の国際会議で発表した。

Contains material が irradiation owe 陥 を む よ う な non-equilibrium state unrest な に あ は る situations, pressure や な environment variations of the outside temperature の に よ っ て, よ り settle な direction に variations change す る ポ テ ン シ ャ ル を も っ て い る. こ の こ と は, irradiation owe 陥 を containing む よ う な non-equilibrium state に あ る material は new た な material を gen り the possibility す を secret め て い る と い え る. は の purpose, this study high エ ネ ル ギ ー や particles irradiation ボ ー ル ミ リ ン グ に よ る mechanical broken 壊 に よ っ て, non-equilibrium state を gen り し, そ れ ら の sample が も つ unrest な owe 陥 を with い て new た な material created の way を see out す こ と で あ る. ま た, そ の よ う な プ ロ セ ス で import さ れ た owe 陥 が ど の よ う な, 徴 を hold つ か を Ming ら か に す る こ と で あ る. こ れ ま で I 々 は, black lead を temper exposure in い た blunt shock 圧 high shrinkage や 圧 high temperature で の be 験 に よ っ て, ア モ ル フ ァ ス ダ イ ヤ モ ン ド more や crystallization ダ イ ヤ モ ン ド, 圧 shrinkage black lead な ど の new た な department of carbon material が generated さ れ る こ と を shows し て い る. One party, the new た な department of carbon material created の た め の materials と し て in い ら れ る temper irradiation in black lead で の owe 陥 import は atomic furnace line で わ れ る た め に, sample の take り Cha い や そ の generated が easy で は な い. そ の た め, now, ボ ー ル ミ リ ン グ に よ っ て in temper irradiation sample と with others な sample が form さ れ る possibility を adjustable べ て い る. Trevor に ミ リ ン グ conditions へ の dependency を adjustable べ る た め に, ボ ー ル の kinds を - え に て system tuning べ て い る. ま た, hot に stable し た owe 陥 の generated conditions を Ming ら か に す る た め に, density の different な る ボ ー ル を with い た be 験 を line っ て お り, smothering the ケ イ element の ボ ー ル が settle な owe 陥 generated の boundary conditions と の density can be さ れ る の で, そ の be 験 を into め て い る. Our は, "こ れ ま で に have ら れ を た results, と metal institute in Japan, the Japanese institute of physics ダ イ ヤ モ ン ド に masato す る material で の international conference 発 table し た.

项目成果

The Modifications of Metallic and Inorganic Materials by Using Energetic Ion/ Electron Beams

高能离子/电子束对金属和无机材料的改性

• 发表时间: 2022
• 作者: Akihiko Iwase;Keisuke Niwase et al.
• 通讯作者: Keisuke Niwase et al.

In situ X-ray diffraction study on structural changes of neutron-irradiated highly oriented pyrolytic graphite under room-temperature compression and decompression

中子辐照高取向热解石墨室温压缩和减压结构变化的原位X射线衍射研究

• DOI: 10.1016/j.diamond.2022.108828
• 发表时间: 2022
• 期刊: Diamond and Related Materials
• 影响因子: 4.1
• 作者: Nakamura Syusaku;Nakamura Wataru;Fujii Shunjiro;Honda Shin-ichi;Niibe Masahito;Terasawa Mititaka;Higo Yuji;Niwase Keisuke
• 通讯作者: Niwase Keisuke

中性子照射された黒鉛の室温での加圧・減圧下における構造変化

室温加压和减压下中子辐照石墨的结构变化

• 发表时间: 2023
• 作者: 庭瀬敬右，中村航，北詰崇，藤井俊治郎，本多信一，新部正人;寺澤倫孝，肥後祐司;佐藤庸平
• 通讯作者: 佐藤庸平

In situ observation of transformation of neutron-irradiated highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) by X-ray diffraction under high-pressure and high-temperature treatment

X射线衍射原位观察中子辐照高取向热解石墨（HOPG）高压高温处理下的转变

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac14a4
• 发表时间: 2021
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Honda Shin-ichi;Higo Yuji;Niwase Keisuke;Niibe Masahito;Terasawa Mititaka;Taguchi Eiji;Nakamura Syusaku
• 通讯作者: Nakamura Syusaku

中性子照射した黒鉛の高圧・高温下での相変化のその場 X線回折

高压高温下中子辐照石墨相变的原位X射线衍射

• 发表时间: 2022
• 作者: Suzuki Yoshihisa;Fujiwara Shiori;Ueta Shoko;Sakai Takashi;庭瀬敬右，本多信一，肥後祐司， 新部正人，寺澤倫孝，田口英次，中村航
• 通讯作者: 庭瀬敬右，本多信一，肥後祐司， 新部正人，寺澤倫孝，田口英次，中村航