(57)【要約】【課題】製造コストや設備費を低減することができるダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置を提供する。【解決手段】収納容器１１が、炭素数が２以上の水溶性有機酸の水溶液を収納している。温度圧力調整手段１２が、収納容器１１の内部を、収納された水溶液の亜臨界状態に調整可能に設けられている。電気分解手段１３が、陰極３１と、表面にダイヤモンド種結晶が付着された陽極３２とを有し、収納容器１１に収納された水溶液を電気分解可能に設けられている。温度圧力調整手段１２で亜臨界状態にした水溶性有機酸の水溶液を、電気分解手段１３で電気分解することにより、陽極３２の表面でダイヤモンドを成長させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、表面にダイヤモンド種結晶が付着された陽極とを使用して、炭素数が２以上の水溶性有機酸の水溶液を亜臨界状態で電気分解を行うことにより、前記陽極の表面でダイヤモンドを成長させることを特徴とするダイヤモンド合成方法。
【請求項２】
前記水溶性有機酸はカルボン酸であることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンド合成方法。
【請求項３】
前記水溶性有機酸は、酢酸またはプロピオン酸であることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンド合成方法。
【請求項４】
前記陰極は表面にダイヤモンド種結晶が付着されており、
前記電気分解により前記陰極の表面でもダイヤモンドを成長させることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のダイヤモンド合成方法。
【請求項５】
前記陰極および前記陽極は、それぞれ白金、チタンまたは二酸化チタンから成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のダイヤモンド合成方法。
【請求項６】
前記電気分解を、３１０℃乃至３８０℃、１１ＭＰａ乃至１８ＭＰａの亜臨界状態で行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のダイヤモンド合成方法。
【請求項７】
前記電気分解を、前記陰極と前記陽極との間に１Ｖ乃至６Ｖの電圧をかけて、５分以上行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のダイヤモンド合成方法。
【請求項８】
炭素数が２以上の水溶性有機酸の水溶液を収納した収納容器と、
前記収納容器の内部を、前記水溶液の亜臨界状態に調整可能に設けられた温度圧力調整手段と、
陰極と、表面にダイヤモンド種結晶が付着された陽極とを有し、前記収納容器に収納された前記水溶液を電気分解可能に設けられた電気分解手段とを有し、
前記温度圧力調整手段で亜臨界状態にした前記水溶液を、前記電気分解手段で電気分解することにより、前記陽極の表面でダイヤモンドを成長させるよう構成されていることを
特徴とするダイヤモンド合成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的なダイヤモンドの合法方法として、ＨＰＨＴ（高温高圧）法（例えば、特許文献１参照）や、ＣＶＤ（化学気相成長）法（例えば、特許文献２参照）が利用されている。
【０００３】
なお、ダイヤモンドの合成ではないが、電気化学反応を利用した低温条件でのナノカーボン合成方法として、表面にＮｉ結晶を付着させた金製の陰極を使用して、酢酸の水溶液を電気分解することにより、陰極表面にナノカーボンを成長させる方法が開発されている（例えば、非特許文献１参照）。また、亜臨界水の酸化力により、非晶質炭素（アモルファスカーボン）を選択的に除去できることが知られている（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４５２６６５号公報
【特許文献２】特開２０１７−５５１１８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】A. Shawky, et al., “Room-temperature synthesis of single-wall carbon nanotubes by an electrochemical process”, Carbon, 2012, 50, p.4184-4191
【非特許文献２】K. Tohji, et al., “Purifying single-walled nanotubes”, Nature, 1996, 383, p.679
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のＨＰＨＴ法では、ダイヤモンド合成時に、１３００℃〜１５００℃、５ＧＰａ〜６ＧＰａの高温高圧条件にする必要があり、製造コストや設備費が嵩むという課題があった。また、特許文献２に記載のＣＶＤ法を利用したダイヤモンド合成でも、合成時に８００℃〜１０００℃の高温にする必要があり、やはり製造コストや設備費が高くなってしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、製造コストや設備費を低減することができるダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るダイヤモンド合成方法は、陰極と、表面にダイヤモンド種結晶が付着された陽極とを使用して、炭素数が２以上の水溶性有機酸の水溶液を亜臨界状態で電気分解を行うことにより、前記陽極の表面でダイヤモンドを成長させることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るダイヤモンド合成装置は、炭素数が２以上の水溶性有機酸の水溶液を収納した収納容器と、前記収納容器の内部を、前記水溶液の亜臨界状態に調整可能に設けられた温度圧力調整手段と、陰極と、表面にダイヤモンド種結晶が付着された陽極とを有して、前記収納容器に収納された前記水溶液を電気分解可能に設けられた電気分解手段とを有し、前記温度圧力調整手段で亜臨界状態にした前記水溶液を、前記電気分解手段で電気分解することにより、前記陽極の表面でダイヤモンドを成長させるよう構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るダイヤモンド合成装置は、本発明に係るダイヤモンド合成方法を好適に実施することができる。本発明に係るダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置は、電気分解による電気化学反応と、亜臨界状態でのアモルファスカーボンの除去効果とを組み合わせることにより、ダイヤモンドを成長させることができる。本発明に係るダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置は、電気分解時に、炭素数が２以上の水溶性有機酸の水溶液を亜臨界状態にすればよく、ＨＰＨＴ法やＣＶＤ法と比べて低い温度でダイヤモンドを合成することができるため、製造コストや設備費を低減することができる。
【００１１】
本発明に係るダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置で、前記水溶性有機酸は、カルボン酸であることが好ましい。また、前記水溶性有機酸は、化学式中の炭素数が２つ以上であれば、いかなるものであってもよいが、特に、化学式中の炭素数が２つの酢酸、または、化学式中の炭素数が３つのプロピオン酸であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置で、前記陰極は表面にダイヤモンド種結晶が付着されており、前記電気分解により、陽極に加えて、前記陰極の表面でもダイヤモンドを成長させてもよい。
【００１３】
本発明に係るダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置で、前記陰極および前記陽極は、それぞれ白金、チタンまたは二酸化チタンから成ることが好ましい。この場合、ダイヤモンドを効率良く成長させることができる。
【００１４】
本発明に係るダイヤモンド合成方法は、前記電気分解を、３１０℃乃至３８０℃、１１ＭＰａ乃至１８ＭＰａの亜臨界状態で行うことが好ましい。本発明に係るダイヤモンド合成装置で、温度圧力調整手段は、収納容器の内部を、３１０℃乃至３８０℃、１１ＭＰａ乃至１８ＭＰａの亜臨界状態に調整可能に設けられていることが好ましい。この場合、特に効率的にダイヤモンドを成長させることができる。より効率的にダイヤモンドを成長させるためには、３１０℃乃至３６０℃、１１ＭＰａ乃至１６ＭＰａの亜臨界状態が好ましく、さらに３１０℃乃至３４０℃、１１ＭＰａ乃至１４ＭＰａの亜臨界状態が好ましい。
【００１５】
本発明に係るダイヤモンド合成方法は、前記電気分解を、前記陰極と前記陽極との間に１Ｖ乃至６Ｖの電圧をかけて、５分以上行うことが好ましい。この場合にも、効率良くダイヤモンドを成長させることができる。また、電気分解の時間を長くすることにより、ダイヤモンド結晶を大きく成長させることができ、板状や薄膜状にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、製造コストや設備費を低減することができるダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成装置を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成装置の、（ａ）電極表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真、（ｂ）電極表面に付着したダイヤモンド種結晶のラマンスペクトルである。
【図３】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法により、温度圧力条件を（ａ）３００℃、１０ＭＰａ、（ｂ）３３０℃、１３ＭＰａ、（ｃ）３５０℃、１５ＭＰａ、（ｄ）３７０℃、１７ＭＰａとして、３０分間の電気分解を行った後の、陽極表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図４】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法により、温度圧力条件を（ａ）３００℃、１０ＭＰａ、（ｂ）３３０℃、１３ＭＰａ、（ｃ）３５０℃、１５ＭＰａ、（ｄ）３７０℃、１７ＭＰａとして、３０分間の電気分解を行った後の、陽極表面のラマンスペクトルである。
【図５】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法により、温度圧力条件を３３０℃および１３ＭＰａとして、（ａ）１分間、（ｂ）１０分間、（ｃ）３０分間の電気分解を行った後の、陽極表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図６】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法により、温度圧力条件を３３０℃および１３ＭＰａとして、（ａ）１分間、（ｂ）１０分間、（ｃ）３０分間の電気分解を行った後の、陽極表面のラマンスペクトルである。
【図７】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法により、温度圧力条件を３３０℃および１３ＭＰａとして、３０分間の電気分解を５回行った後の、（ａ）陽極表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真、（ｂ）  （ａ）の一部を拡大した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図８】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法により、温度圧力条件を３３０℃および１３ＭＰａとして、３０分間の電気分解を行った後の、陰極表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真、（ｂ）  （ａ）の一部を拡大した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図９】本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法に関し、温度圧力条件を３３０℃および１３ＭＰａとして、（ａ）エタノール水溶液、（ｂ）蟻酸水溶液に対して、３０分間の電気分解を行った後の、陽極表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真、（ｃ）  （ａ）および（ｂ）に示す針状結晶のラマンスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面および実施例に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図９は、本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置を示している。
図１に示すように、ダイヤモンド合成装置１０は、収納容器１１と温度圧力調整手段１２と電気分解手段１３とを有している。
【００１９】
収納容器１１は、内部に液体を収納可能に設けられている。
温度圧力調整手段１２は、ヒーター２１と温度センサ２２と温度制御装置２３とガス供給装置２４と圧力センサ２５と排気管２６とを有している。ヒーター２１は、複数から成り、収納容器１１の内部を加熱可能に、収納容器１１の側面に埋め込まれている。温度センサ２２は、収納容器１１の内部に設置されている。温度制御装置２３は、ヒーター２１と温度センサ２２とに接続されている。温度圧力調整手段１２は、温度制御装置２３により、収納容器１１の内部を所望の温度に調節可能に構成されている。
【００２０】
ガス供給装置２４は、ガスボンベから成り、供給弁２７を介して、収納容器１１の内部に高圧でガスを供給可能に設けられている。圧力センサ２５は、収納容器１１の内部の圧力を測定可能に、収納容器１１の内部に接続されている。排気管２６は、排気弁２８が取り付けられており、収納容器１１の内部のガスを排出可能に設けられている。温度圧力調整手段１２は、ガス供給装置２４、圧力センサ２５および排気管２６により、収納容器１１の内部を所望の圧力に調整可能に構成されている。なお、具体的な一例では、収納容器１１の内部に供給されるガスは、アルゴン（Ａｒ）ガスである。
【００２１】
電気分解手段１３は、陰極３１と陽極３２とポテンショスタット３３とを有している。陰極３１および陽極３２は、収納容器１１に収納された液体中に浸漬可能に設けられている。陽極３２は、白金、チタンまたは二酸化チタンから成り、表面にダイヤモンド種結晶が付着されている。陰極３１も、白金、チタンまたは二酸化チタンから成り、表面にダイヤモンド種結晶が付着されていてもよい。ポテンショスタット３３は、陰極３１および陽極３２に接続され、収納容器１１に収納された液体を電気分解可能に、その液体中に浸漬された陰極３１と陽極３２との間に所定の電圧をかけるよう構成されている。
【００２２】
本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法は、ダイヤモンド合成装置１０により好適に実施することができる。すなちわ、本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法では、まず、収納容器１１の内部に、炭素数が２以上の水溶性有機酸の水溶液を入れる。このとき、水溶性有機酸は、カルボン酸から成り、化学式中の炭素数が２つの酢酸、または、化学式中の炭素数が３つのプロピオン酸から成ることが好ましい。次に、その水溶性有機酸の水溶液を、温度圧力調整手段１２により亜臨界状態にし、電気分解手段１３により電気分解を行う。これにより、陽極３２の表面でダイヤモンドを成長させることができる。また、陰極３１の表面にもダイヤモンド種結晶が付着されている場合には、陰極３１の表面でもダイヤモンドを成長させることができる。
【００２３】
本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置１０は、電気分解による電気化学反応と、亜臨界状態でのアモルファスカーボンの除去効果とを組み合わせることにより、ダイヤモンドを成長させることができる。本発明の実施の形態のダイヤモンド合成方法およびダイヤモンド合成装置１０は、電気分解時に、炭素数が２以上の水溶性有機酸の水溶液を亜臨界状態にすればよく、ＨＰＨＴ法やＣＶＤ法と比べて低い温度でダイヤモンドを合成することができるため、製造コストや設備費を低減することができる。
【実施例１】
【００２４】
［電極の作製］
まず、電気分解に使用する電極（陰極３１および陽極３２）を作製した。電極材料のＰｔ箔（０．５×０．５ｃｍ２）とＰｔ線とをスポット溶接し、ＨＮＯ３（硝酸）水溶液に一晩浸漬して、溶接時に生成される金属や有機物を除去した。その後、さらにアセトン中で１時間の超音波洗浄を行い、Ｐｔ製の電極を作製した。なお、作製した電極は、白金から成っているが、白金以外にも、チタン（Ｔｉ）または二酸化チタン（チタニア、ＴｉＯ２）から成っていてもよい。
【００２５】
次に、電極の表面にダイヤモンド種結晶を付着させるために、電極の表面にダイヤモンドペーストを塗布し、アニール処理を行った。アニール処理は、Ｈ２を３％含むＡｒ／Ｈ２ガスを、１５００ｓｃｃｍで流した雰囲気中で、赤外線ランプ加熱装置を用いて、１０００℃で１０分間行った。アニール処理後、アセトン中、エタノール中および水中で、それぞれ１時間の超音波洗浄を行った。こうして、表面にダイヤモンド種結晶を固定した電極を作製した。
【００２６】
電極表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真、および、電極表面に付着したダイヤモンド種結晶のラマンスペクトルを、それぞれ図２（ａ）および（ｂ）に示す。なお、ラマン分光法では、顕微ラマン分光装置「XploRA（株式会社堀場製作所製）」を用い、波長が532 nmのレーザー光を使用した。
【００２７】
［陽極でのダイヤモンドの合成］
表面にダイヤモンド種結晶が付着された電極を、陰極３１および陽極３２として使用し、図１に示すダイヤモンド合成装置１０を用いて、ダイヤモンドの合成を行った。電気分解を行う水溶液として、１質量％の酢酸水溶液を用いた。また、電気分解は、３００℃〜３７０℃、１０ＭＰａ〜１７ＭＰａの亜臨界状態の温度圧力条件下で、１〜３０分間行った。また、陰極３１と陽極３２との間に３．５Ｖの電圧をかけて電気分解を行った。電気分解後は、室温まで空冷した。
【００２８】
まず、温度圧力条件を、３００℃および１０ＭＰａ、３３０℃および１３ＭＰａ、３５０℃および１５ＭＰａ、３７０℃および１７ＭＰａとして、それぞれ３０分間の電気分解を行った。各温度圧力条件での、電気分解後の陽極３２の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真、および、陽極３２の表面のラマンスペクトルを、それぞれ図３および図４に示す。
【００２９】
図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、３００℃（１０ＭＰａ）のとき、ダイヤモンドの成長はほとんど認められず、アモルファスカーボンが成長していることが確認された。また、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、３３０℃（１３ＭＰａ）のとき、正八面体のダイヤモンド結晶が成長しているのが、明瞭に確認された。また、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、３５０℃（１５ＭＰａ）のとき、図３（ｂ）ほど大きくはないが、ダイヤモンド結晶が成長しているのが確認された。また、図３（ｄ）および図４（ｄ）に示すように、３７０℃（１７ＭＰａ）のときも、図３（ｂ）ほど大きくはないが、ダイヤモンド結晶が成長しており、その結晶の量が図３（ｃ）よりも少ないことが確認された。
【００３０】
これらの結果から、３００℃（１０ＭＰａ）のときには、酢酸水溶液の水イオン積が大きく、電解反応場としては優れているが、亜臨界水の酸化力によるアモルファスカーボンの除去効果が充分ではなかったものと考えられる。また、３３０℃（１３ＭＰａ）のときには、酢酸水溶液の水イオン積が大きく、電解反応場として優れており、亜臨界水の酸化力によるアモルファスカーボンの除去効果も優れていたものと考えられる。また、この場合、水イオン積と亜臨界水によるアモルファスカーボンの除去効果とが釣り合っていたものと考えられる。また、３５０℃〜３７０℃（１５ＭＰａ〜１７ＭＰａ）のときには、温度の上昇と共に酢酸水溶液の水イオン積が小さくなり、電解反応場としてはやや劣るが、亜臨界水の酸化力によるアモルファスカーボンの除去効果が優れていたものと考えられる。
【００３１】
次に、温度圧力条件を、３３０℃および１３ＭＰａとして、１分間、１０分間、および３０分間の電気分解を行った。各反応時間での、電気分解後の陽極３２の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真、および、陽極３２の表面のラマンスペクトルを、それぞれ図５および図６に示す。なお、図５（ｃ）および図６（ｃ）は、それぞれ図３（ｂ）および図４（ｂ）と同じものである。
【００３２】
図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、１分間の電気分解では、ダイヤモンドの成長は認められなかったが、成長の核となるカーボン核が発生しているのが確認された。また、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、１０分間の電気分解では、結晶性が向上し、ダイヤモンド結晶が析出しているのが確認された。また、図５（ｃ）および図６（ｃ）に示すように、３０分間の電気分解では、１０分間のときよりもダイヤモンド結晶が成長しているのが確認された。
【００３３】
次に、温度圧力条件を３３０℃および１３ＭＰａとして、３０分間の電気分解を行い、室温まで空冷した後、再び３０分間の電気分解を行う工程を繰り返し、３０分間の電気分解を５回行った。３０分間で５回の電気分解を行った後の陽極３２の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を、図７に示す。図７に示すように、３０分間で１回の電気分解後の図５（ｃ）の結果と比べて、非常に大きいダイヤモンド結晶が成長しているのが確認された。このことから、電気分解の時間を長くするに従ってダイヤモンド結晶が成長し、いずれ板状や薄膜状になるものと考えられる。
【００３４】
［陰極でのダイヤモンドの合成］
温度圧力条件が、３３０℃および１３ＭＰａで、３０分間の電気分解を行ったときの、電気分解後の陰極３１の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を、図８に示す。図８に示すように、図５（ｃ）に示す陽極３２と比べて、非常に小さく少量ではあるものの、陰極３１の表面にもダイヤモンド結晶が析出しているのが確認された。
【００３５】
［比較例］
電気分解を行う水溶液として、化学式中の炭素数が１つの水溶性有機酸である蟻酸、および、化学式中の炭素数が２つの水溶性アルコールであるエタノールの水溶液を用いて、電気分解を行った。エタノール水溶液および蟻酸水溶液の濃度を１質量％とし、温度圧力条件を３３０℃および１３ＭＰａとして、３０分間の電気分解を行った。他の条件は、酢酸水溶液の場合と同じとした。なお、エタノール水溶液には、水溶液の十分な導電性を確保するために、0.04 mg/mlの濃度でＮａＣｌを加えている。エタノール水溶液および蟻酸水溶液を使用したときの、電気分解後の陽極３２の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を、それぞれ図９（ａ）および（ｂ）に示す。
【００３６】
図９（ａ）および（ｂ）に示すように、エタノール水溶液および蟻酸水溶液を使用したときは共に、針状の結晶が析出しているのが確認された。図９（ａ）および（ｂ）に示す針状結晶についてラマン分光を行い、そのラマンスペクトルを図９（ｃ）に示す。図９（ｃ）に示すように、エタノール水溶液および蟻酸水溶液を使用して析出した針状結晶は、ダイヤモンドやグラフェンとは全く異なるラマンスペクトルを示すことが確認された。
【００３７】
［ダイヤモンドの成長機構について］
以上の結果から、陽極３２および陰極３１でのダイヤモンドの成長機構について検討を行った。エタノール水溶液および蟻酸水溶液の電気分解ではダイヤモンドは成長せず、水熱反応のみでもダイヤモンドは成長しないことから、陽極３２では、コルベ電解を介してダイヤモンドが成長していると考えられる。コルベ電解は、電解反応により、カルボン酸の共役アニオンが陽極３２で一電子酸化を受けてアシルオキシラジカルを生成し、これを脱炭酸によりアルキルラジカルと二酸化炭素とに分解し、さらに生成されたアルキルラジカルがカップリングして二量化する電気化学反応である。
【００３８】
酢酸水溶液での陽極３２におけるコルベ電解は、以下のようになる。
ＣＨ３ＣＯＯＨ → ＣＨ３ＣＯＯ−−ｅ− → ＣＨ３ＣＯＯ・ → ＣＨ３・＋ＣＯ２
ＣＨ３・＋ＣＨ３・ → ＣＨ３ＣＨ３
ここで、高温の亜臨界状態で電気分解を行うことにより、アルキルラジカルがカップリングして二量化する反応が変化し、ダイヤモンド種結晶上にダイヤモンドが成長すると考えられる。
【００３９】
次に、陰極３１では、非特許文献１に記載されたナノカーボン合成の電気化学反応と同様の、６つの電子が関わる反応を介してダイヤモンドが析出していると考えられる。酢酸水溶液での陰極３１における反応は、以下のようになる。
ＣＨ３ＣＯＯＨ＋２Ｈ＋＋２ｅ− → ＣＨ３ＣＨＯ＋Ｈ２Ｏ
ＣＨ３ＣＨＯ＋２Ｈ＋＋２ｅ− → Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋Ｈ２Ｏ
Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋２Ｈ＋＋２ｅ− → Ｃ２Ｈ６＋Ｈ２Ｏ
ここで、高温の亜臨界状態で電気分解を行うことにより、ダイヤモンド種結晶上にダイヤモンドが成長すると考えられる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ダイヤモンド合成装置
１１  収納容器
１２  温度圧力調整手段
２１  ヒーター
２２  温度センサ
２３  温度制御装置
２４  ガス供給装置
２５  圧力センサ
２６  排気管
２７  供給弁
２８  排気弁
１３  電気分解手段
３１  陰極
３２  陽極
３３  ポテンショスタット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019135315.tif 000006
【図５】
2019135315.tif 000007
【図６】
2019135315.tif 000008
【図７】
2019135315.tif 000009
【図８】
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【図９】
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