硼素・炭素・窒素複合六方晶系超硬質砥粒の爆発合成と切削加工への応用

硼碳氮复合六方超硬磨粒的爆炸合成及其在切削加工中的应用

• 批准号: 20K05162
• 负责人: 神谷 修
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05162/
• 关键词: ダイヤモンド基板加工; 固定砥粒型ソーワイヤ; ダイヤモンド砥粒; 窒化ケイ素; 多結晶ダイヤモンド砥粒; ダイヤモンド摩耗機構; ダイヤモンド除去率; 爆発合成; ダイヤモンド基板切削加工; 窒化ボロン砥粒; ダイヤモンド窒化ボロン複合砥粒; ダイヤモンド単結晶の加工; 形状制御加工; 長寿命ソーワイヤ; 切削速度上昇; ダイヤモンドの切削加工; 硬質砥粒; 硼素炭素窒素; ろう接; 固定砥粒

本年度は、新しい固定砥粒型ソーワイヤを製作して、ダイヤモンド基板の機械加工を試み、任意の曲線に沿って切幅0.1mmで全長2mmまで精密切断できることを実証した。最近、市場において大口径のダイヤモンド半導体基板が直接合成されたことにより、ダイヤモンドソーワイヤの役割は、単結晶のウェハリングではなく、基板を任意曲線状に精密切断する役割にシフトした。本研究で、高温(900℃)高真空(10の-3乗Pa)の雰囲気中にする自作の装置を用いて、直径30μmのダイヤモンド砥粒を直径80μmのタングステンワイヤに青銅ろう(Cu-Sn15%)接合することにより、長寿命ソーワイヤを得た。長さ８mのワイヤを往復走行させ、総走行距離6000kmにおいても砥粒は残存して、切断速度は減少せずに一定であった。残存砥粒をSEM観察すると砥粒先端は摩耗して平坦になっている。このことから、切断機構は先端による切削ではなく、ダイヤモンド同士の摩耗機構であることを見出した。切断速度は、単位走行距離当たりのダイヤモンド除去加工体積Vとして示した。これらの成果は、オープンジャーナル誌Materialsに論文掲載した。爆発合成したウルツ鉱(六方晶窒化ケイ素）は、ダイヤモンド砥粒に混合することにより加工効率を10％増加する事が可能であったが、ウルツ鉱単独ではダイヤモンド基板を加工することが出来なかった。このことから、ダイヤモンドを機械加工するには、ダイヤモンド砥粒を主体とする複合材料を使用することとした。

This year, the new fixed grain type is manufactured, and the mechanical processing of the substrate is tested. The precision cutting is carried out along the arbitrary curve with a width of 0.1 mm and a total length of 2 mm. Recently, in the market, large-diameter semiconductor substrates have been directly synthesized, and the substrate has been arbitrarily curved and precisely cut. In this study, a self-operating device with a diameter of 30μm was developed for high temperature (900℃) and high vacuum (10 to-3 Pa) applications, and a bronze alloy (Cu-Sn 15%) joint with a diameter of 80μm was developed. 8m long, reciprocating travel distance of 6000km, residual grain size, cutting speed, etc. SEM observation of residual grains indicates that the grain tip is worn out and flat. The cutting mechanism is the same as the friction mechanism. The cutting speed is equal to the travel distance of the unit. The results of this paper are published in the journal Materials. It is possible to increase the processing efficiency by 10% in the case of explosion synthesis (hexagonal crystallization). The use of composite materials for machining

项目成果

Elastic Wave Property of Concrete Decomposed by Steam Pressure Cracking Agent

• DOI: 10.32732/jma.2022.11.2.37
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Materials and Applications
• 作者: O. Kamiya;Etsushi Okuyama;Mamoru Takahashi;Y. Miyano;S. Ito;Kenji Murata;Junpei Nanao;Arata Maisawa;M. Kawano;Takashi Kazumi;M. Nakatsu;H. Mizuma;Y. Iwama

Controlled Cracking for Industrial Concrete Waste by Steam Pressure Cracking Agen

蒸汽压力裂解剂对工业混凝土废料的控制裂解

• 发表时间: 2020
• 期刊: International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources
• 作者: Osamu KAMIYA;Kaito SUZUKI;Etsushi OKUYAMA;Naoya KOJIMA;Shinichi ITO;Mamoru TAKAHASHI;Kenji MURATA;Takashi KAZUMI;Arata MAISAWA; Masanobu NAKATSU;Hiroyuki MIZUMA;Hiroshi SODEYAMA;Yuichi IWAMA;Nobuyasu FURUUCHI;Keizo SHINYA
• 通讯作者: Keizo SHINYA

Influence of substrate surface roughness on synthesized diamond films by flame combustion on Ti substrate for dental implant

牙科种植用钛基体火焰燃烧合成金刚石薄膜基体表面粗糙度的影响

• DOI: 10.32732/jma.2022.11.1.17
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Materials and Applications
• 作者: Mamoru TAKAHASHI;Tatsuya FUJITA;Takahito YANAGI;Riki SUZUKI;Osamu KAMIYA
• 通讯作者: Osamu KAMIYA

Cracking of Reinforced Concrete by Steam Pressure Cracking Agent

蒸汽压力裂解剂对钢筋混凝土的开裂

• 发表时间: 2021
• 作者: Osamu KAMIYA;Mamoru TAKAHASHI;Yasuyuki MIYANO;Shinichi Ito; Kenji MURATA;Makoto KAWANO;Arata MAISAWA;Junpei NANAO;Takashi KAZUMI;Masanobu NAKATSU;Hiroyuki MIZUMA and Yuichi IWAMA
• 通讯作者: Hiroyuki MIZUMA and Yuichi IWAMA