{
  "title": "マイクロンサイズのダイヤモンド砥粒の表面処理技術と応用に関する研究",
  "kind": "reference",
  "company": "GRISH / Beijing Grish Hitech",
  "category": "Abrasive grains & powders",
  "parameters": {
    "Brand / publisher": "GRISH",
    "Content type": "articles",
    "Language": "日本語"
  },
  "language": "ja",
  "source_url": "https://grish.com/ja/micron-sized-diamond-abrasive/",
  "content_html": "<h2>要約</h2>\n\n\n\n<p>科学技術の急速な発展に伴い、光ファイバー端面の加工精度、精密半導体材料の薄化加工、その他の要求がますます高まっているため、合成ダイヤモンド粉の代表である超硬砥粒は幅広く使用されている。研磨剤の表面処理技術は緊急に改善する必要があります。ダイヤモンド微粉に対する多くの表面処理技術があり、重要な応用はダイヤモンドの表面電析と熱処理です。本論文では、化学的なニッケルめっきにより、マイクロンサイズのダイヤモンド粒子の表面に包まれたニッケル層を準備し、リークめっきと連続結晶がないことを示します。研磨剤粒子の比表面積は熱処理によって処理後に増加し、微粉の自己研磨が強化され、特有の加工および製造用途において多結晶ダイヤモンドの代替として使用できることが示されました。</p>\n\n\n\n<h2>序文</h2>\n\n\n\n<p>ダイヤモンドは、高い熱伝導性、低密度、高い耐摩耗性、高い圧縮強度、良好な化学的安定性などの利点を持ち、さまざまな産業への応用の可能性が大きいです。[1] ダイヤモンドの表面に金属をコーティングすることで、ダイヤモンドに多くの新しい特性を与えることができます：ダイヤモンドの強度が向上し、ダイヤモンドと基板の界面の結合能力、酸素バリア保護、ダイヤモンドへの熱損傷の軽減、ダイヤモンドと基板の界面の物理化学的性質が改善されていますが、ダイヤモンドツールの耐摩耗性や切削能力も向上しています。[2]</p>\n\n\n\n<p>太陽光発電およびLED産業の継続的な発展に伴い、超硬材料の応用も急速に進んでおり、高い加工効率と狭い切断隙間の利点のために、ダイヤモンドワイヤーソーが広く使用されています。[3] 電析ダイヤモンドワイヤーソーの準備効率と基板と耐摩耗材料間の結合力を向上させるために、コーティングされたダイヤモンドを使用できます。一般的に、均一にコーティングされており、密度があり、適切な突起量が必要であり、重量増加率が15〜55％である必要があります。コーティングされた金属は、ダイヤモンドの圧縮強度を改善し、基板との結合力を高めるだけでなく、ワイヤーソーの生産性、熱伝導性、ワイヤーソーの性能も良好に向上させることができます。</p>\n\n\n\n<p>損失を減らすために、ワイヤーソーの開発トレンドは小径（0.1mm、またはさらに細く）に向かっており、ダイヤモンド研磨材はワイヤーソーの準備に使用されるため、粒径がどんどん細かくなります。ダイヤモンド表面の金属めき技術は比較的成熟していますが、細粒径ダイヤモンドのめき過程に関する研究はまだ不十分であり、金属をめきすることができたとしても、生産性が低い、凝集、漏出めきなどの問題があります。</p>\n\n\n\n<p>ワイヤーソー用のダイヤモンド微粉の化学的ニッケルめき過程についての研究に導入されたニッケルめきの方法により、準備されたダイヤモンド微粉は深刻な欠晶化と漏出めきがあり、ダイヤモンド微粉のニッケルめき層は薄く、不十分に密度が高く、高い表面張力があり、凝集しやすいです。そして、適切に分散されたニッケルめき微粉は、ダイヤモンドワイヤーソーのめきの際に均一なサンディングおよび強力な結合を持つ高品質の複合めきを得るために大きな意義があります。[4]</p>\n\n\n\n<p>現在の微粉めきプロセスの問題は、「ダイヤモンド粉表面めきの進展」で紹介されています：研削液、微研削パッド、ワイヤーソーなどのため、ダイヤモンド粒子はより小さいサイズである必要があり、細かい粒径のダイヤモンドの表面にめきする必要がありますが、現時点で業界で達成できる最細は5-10 μmであり、漏出の割合、結晶連結、およびめきの不均一性の高い性能問題がまだ残っています。[5]</p>\n\n\n\n<h2>マイクロンサイズのダイヤモンド化学ニッケルめき</h2>\n\n\n\n<p>ダイヤモンドワイヤーソー、またはダイヤモンドワイヤーは、電解めきプロセスまたは樹脂接着法を使用して、ダイヤモンド砥粒を金属ワイヤーに固定します。電解ダイヤモンドワイヤーソーの準備効率および基板と砥粒材料間の結合力を向上させるために、コーティングされたダイヤモンドが使用できます。一般に均一で、密集したコーティングが必要で、適切な量の突出が必要で、重量増加率が15〜55％である必要があります。コーティングされた金属は、ダイヤモンドの圧縮強度を改善し、基板との結合力を増やすだけでなく、ワイヤーソーの生産性、熱伝導性、ワイヤーソーの性能を十分に向上させることができます。</p>\n\n\n\n<h3><strong>プロセスフロー</strong></h3>\n\n\n\n<p>ダイヤモンドは非導電性の材料であり、直接化学めきすることはその表面に金属を堆積させることができません。実験をスムーズに進めるために、プレ処理工程が行われます。プレ処理は、表面に自己触媒能力を持つ金属中心を事前に形成するプロセスであり、化学めきを成功させるためには、研磨剤の表面に一連の処理を行う必要があります。</p>\n\n\n\n<h3><strong>結果分析</strong></h3>\n\n\n\n<h4>ニッケルめき結果の検査</h4>\n\n\n\n<p>ニッケルめき重量増加dを計算する式は、(1-2)に示されています。</p>\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-660924cee864ed85297807bf/640.png\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<p>この実験では、単結晶ダイヤモンド微粉D10-20を化学ニッケルめき実験に使用し、微粉の中央値粒径はレーザーパーティクルサイズメーターで測定された13.41μmです。実験データの記録はTable 1-1に示されています。</p>\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-b37c013d815a3a8d7c821b3a/WPS%E5%9B%BE%E7%89%871.png\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<p>図 1-1 ダイヤモンド微粉D10-20粒径図</p>\n\n\n\n\n\n\n\n<figure><table><tbody><tr><td>マイクロ粉モデル</td><td>設計重量増加（%）</td><td>めきの種類</td><td>めき前の重量（g）</td><td>めき後の重量（g）</td><td>重量増加（%）</td></tr><tr><td>D10-20</td><td>30</td><td>化学めき</td><td>200</td><td>288</td><td>30.6</td></tr></tbody></table><figcaption>表1-1 ダイヤモンドニッケルメッキスポインタの実験データ</figcaption></figure>\n\n\n\n\n\n\n\n<h3>SEMテスト結果</h3>\n\n\n\n<p>樹脂結合ダイヤモンドD10-20微粉は、中央値粒径が約13.41μmであり、化学ニッケルめきプロセスによってコーティングされ、その状態が以下の図1-2に示されています。</p>\n\n\n\n<p>ニッケルめき前は、ダイヤモンド粉粒子は明確で角があり；ニッケルめき後は、ニッケル層が均一に包まれ、顕著な漏出めき現象がなく、粉粒子の分布が均一であり、粒子間の連続結晶が少ない。</p>\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-2fc888776716b15538731d52/%E5%AF%B9%E6%AF%94%E5%9B%BE1.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<p>図1-2 ダイヤモンド化学ニッケルめき前後の比較</p>\n\n\n\n<p>左：ニッケルめき前、右：ニッケルめき後</p>\n\n\n\n\n\n\n\n<h3>EDSテスト</h3>\n\n\n\n\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-3efdf226589de6dffbc09e43/4.jpeg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<p>図1-3 ダイヤモンド化学ニッケルめきスタブサンプルのEDSテスト</p>\n\n\n\n\n\n\n\n<p>化学的にニッケルめきされた計測ダイヤモンドサンプルにEDSテストを実施しました。図1-3に示されているように、ダイヤモンド微粉の表面にコーティングされた金属はNi-P形態の合金であることがわかりました。</p>\n\n\n\n\n\n\n\n<h3>微分熱解析テスト</h3>\n\n\n\n<p>化学コーティング法で得られたダイヤモンドサンプルの微分熱解析に従った結果は、図1-4に示されており、曲線は373℃で発熱ピークを示しています。[6]これは、Ni-P合金コーティングが非晶質から結晶状態に変化することによって生成されます。曲線の高温での発熱ピークは、ダイヤモンドの酸化によって生成され、このピークに対応する温度はダイヤモンドの酸化温度です。原料ダイヤモンド粉は、800℃の空気中で加熱されると酸化されるため、ニッケルめき後のダイヤモンドの酸化温度はダイヤモンドの酸化温度より高くなります。これは、ダイヤモンドの表面にあるNi-P合金層が外部酸素から内部ダイヤモンドの酸化を防ぐためです。</p>\n\n\n\n\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-39626cbedd803f6e84b84422/%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%9B%BE%E7%89%87_20230817092511-scaled.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<p>図1-4 ダイヤモンド化学ニッケルめきスタブサンプルの微分熱解析テスト</p>\n\n\n\n\n\n\n\n<h2>超微細ダイヤモンド粉の熱処理</h2>\n\n\n\n<p>超精密研削と研磨技術の発展に伴い、単結晶ダイヤモンド粉で加工された部品の鋭いエッジによって引き起こされる傷を最小限に抑えるために、粉を熱処理します。</p>\n\n\n\n<p>このようにして準備された特別なダイヤモンド微粉の状態は、独特の粗さプロファイルを示し、ダイヤモンドの切削能力を最大限に引き出し、加工仕上げを大幅に改善します。熱処理された微粉は、ダイヤモンド強度が低下しますが、粒子自身により高い自己研磨があり、ツールの継続的な研削能力を強化することができます。</p>\n\n\n\n<h3><strong>プロセスフロー</strong></h3>\n\n\n\n<p>熱処理されたダイヤモンドは、単結晶ダイヤモンド粉の特別な処理技術を使用して、ポリクリスタルダイヤモンド粉の特性を持たせた研磨剤の一種であり、大きな比表面積、高い自己鋭化、細かな研磨面、傷が少ないという特性があります。</p>\n\n\n\n<h3><strong>結果分析</strong></h3>\n\n\n\n<h4>収率の計算</h4>\n\n\n\n<p>この実験では、単結晶ダイヤモンド微粉D2-4およびD10-20を熱処理実験に使用し、中央値粒径はレーザーパーティクルサイズ測定器microtrac3500で測定され、データはTable 2-1に示されています。</p>\n\n\n\n<figure><table><tbody><tr><td><strong> マイクロ粉モデル</strong><strong></strong></td><td><strong>利用可能な割合（%）</strong><strong></strong></td><td><strong>中央値粒径（μm）</strong><strong></strong></td></tr><tr><td>D2-4</td><td>53.7</td><td>2.98</td></tr><tr><td>D10-20</td><td>78.5</td><td>12.25</td></tr></tbody></table><figcaption>表2-1 ダイヤモンドめきニッケルスポインタの実験データ</figcaption></figure>\n\n\n\n\n\n\n\n<h4>SEMテスト結果</h4>\n\n\n\n<p>超研磨剤の中で、単結晶ダイヤモンドの表面は角張っており、結晶タイプはより完全で、ポリクリスタルダイヤモンドは無数の細かい単結晶の組み合わせです。人工単結晶ダイヤモンド表面の特別な粗さを形成するためのダイヤモンドの熱処理実験が行われました。図2-1を参照してください。</p>\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-c5d690a1730ec47c1ee9b0ce/d%E5%AF%B9%E6%AF%942.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<p>図2-1 異なるダイヤモンド研磨剤の形態の比較</p>\n\n\n\n<p>a: 熱処理されたダイヤモンド; b: ポリクリスタルダイヤモンド; c: 単結晶ダイヤモンド</p>\n\n\n\n<figure><img src=\"/files/grish-asset-6b5b3e1d7054aa5dd6acc52f/%E5%AF%B9%E6%AF%94%E5%9B%BE3.jpg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\"></figure>\n\n\n\n<p>図2-2 熱処理後の異なる粒径ダイヤモンドの形態の比較</p>\n\n\n\n<p>a: D2-4; b: D10-20;</p>\n\n\n\n<p>図2-2から明らかなように、特別な処理技術によって準備された単結晶ダイヤモンド微粉の表面粗さはその比表面積を大幅に増加させ、多くの新しい研磨プリズムがあります。これにより、研削および研磨プロセスでの自己研磨によって持続的な研削力の一定の流れを生成できます。</p>\n\n\n\n<h4>研削速度テスト</h4>\n\n\n\n<p>微粉熱処理加工の二つの粒径モデルに関する実験が行われ、製品が平面ミルでオイリーな研削液に成形され、2インチのサファイア基板の研削物の速度が次のようになりました。データはTable 2-2に示されています。</p>\n\n\n\n<figure><table><tbody><tr><td><strong> マイクロ粉モデル</strong><strong></strong></td><td><strong>中央値粒径（μm）</strong><strong></strong></td><td><strong>速度</strong><strong>（μm/分）</strong><strong></strong></td><td><strong>表面粗さ</strong><strong>（nm）</strong><strong></strong></td></tr><tr><td>D2-4</td><td>2.98</td><td>0.75</td><td>21</td></tr><tr><td>D10-20</td><td>12.25</td><td>3.56</td><td>50</td></tr></tbody></table><figcaption>表2-2 ダイヤモンドめきニッケルスポインタの実験データ</figcaption></figure>\n\n\n\n\n\n\n\n<h2>結論</h2>\n\n\n\n<ol>\n<li>本論文は、化学めき法を用いて超微細粒径のダイヤモンド微粉のニッケルめき製品を準備し、ニッケル層をしっかりと包み、漏出めきが少なく、連続した結晶が少ないことを制御できることを示しました。</li>\n\n\n\n<li>化学めき前処理プロセスの調整、プロセスの科学的かつ合理的な改善、超音波処理の導入により、微粉ニッケルめきの漏出、連続結晶などの好ましくない現象を効果的に排除できます。</li>\n\n\n\n<li>テストによって、化学的にニッケルめきされたダイヤモンドの表面コーティングはNi-P合金の形態であることが確認されました。</li>\n\n\n\n<li>SEMテストでは、ニッケルめき後のダイヤモンド微粉粒子が明確で、ニッケル層の分布は均一であることが確認されました。</li>\n\n\n\n<li>単結晶ダイヤモンド微粉は、適切な条件下で触媒と高温により、ダイヤモンドからグラファイト形態に変換される可能性があります。</li>\n\n\n\n<li>特別な表面粗さ処理によって、ダイヤモンド粒子はポリクリスタルダイヤモンドに似た状態に達し、比表面積は大幅に改善され、自己研磨が強化されます。</li>\n\n\n\n<li>特別な熱処理プロセスで準備された微粉の粒径分布は均一であり、研削能力は同サイズのポリクリスタルダイヤモンドよりも高いです。</li>\n</ol>\n\n\n\n\n\n\n\n<h2>参考文献</h2>\n\n\n\n<p>[1] CHEN Chao, PENG Fang, ZHANG Meiguang, SUN Gang, WANG Jianghua. ダイヤモンド粒子表面の均一めきプロセスに関する研究。表面技術。Vol.35 NO.1 Feb.2006</p>\n\n\n\n<p>[2] Sun Yuchao et al. ダイヤモンド金属化学結合プロセスに関する研究。材料評価科（IV）、1992、11：2-4。</p>\n\n\n\n<p>[3] Sun Yuchao, Yin Shiping, Deng Hua. ニッケルめきされた尖ったダイヤモンドのSEM顕微写真。ダイヤモンドと研磨工学。June 2003 Serial.135 No.3</p>\n\n\n\n<p>[4] Dai Xiaonan, He Weichun, Li Zhengxin. ワイヤーソー用ダイヤモンド粉の化学ニッケルめきプロセスに関する研究。超硬材料工学。2017,（1）：15-19</p>\n\n\n\n<p>[5] Dai Xiaonan, He Weichun. ダイヤモンド微粉の表面めきに関する研究進展[J]。広州化学。2016,（5）：41-43</p>\n\n\n\n<p>[6] YU Shengxue, SHAO Guangjie, HAN Shumin. 人工ダイヤモンドの制御されたインクリメンタル化学ニッケルめきプロセスに関する研究。材料保護。Vol. 31 Iss.</p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n          \n          <div>\n            <ul>\n              <li>\n                <a href=\"https://www.facebook.com/sharer/sharer.php?u=https://grish.com/ja/micron-sized-diamond-abrasive/\" rel=\"noopener noreferrer\">\n                  <img src=\"/files/grish-asset-b6aed1b36995754585bf04f3/page_single_news-main_share-fb.svg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\">\n                </a>\n              </li>\n\n              <li>\n                <a href=\"https://twitter.com/share?url=https://grish.com/ja/micron-sized-diamond-abrasive/\" rel=\"noopener noreferrer\">\n                  <img src=\"/files/grish-asset-94fd9956095f45c0bff3c1f5/page_single_news-main_share-tw.svg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\">\n                </a>\n              </li>\n\n              <li>\n                <a href=\"http://www.linkedin.com/shareArticle?url=https://grish.com/ja/micron-sized-diamond-abrasive/\" rel=\"noopener noreferrer\">\n                  <img src=\"/files/grish-asset-b20329e5cc53cdce717db7d0/linkedin-g.svg\" alt=\"\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\">\n                </a>\n              </li>\n                          </ul>\n          </div>\n        \n\n        ",
  "summary": "Explore surface treatment technologies and applications of micron-sized diamond abrasive grains, highlighting advancements in diamond strength and bonding.",
  "sections": [],
  "updated_at": "2026-10-16"
}