(57)【要約】  基体上にダイヤモンド被覆表面を形成する方法。基体の表面を、電子ビームのようなパワー・ビームに露出して表面積及び表面粗さを増大することにより調製する。そのような調製は、ダイヤモンド層を上に接着し、機械的に固定することができる三次元的特殊構造体を表面に与えることもできる。調製した表面に適用されたダイヤモンド層の接着性は増大している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面を、パワー・ビームに露出して表面粗さを増大することにより調製する工程、及びその調製した表面にダイヤモンド層を適用する工程を含む、基体上にダイヤモンド被覆表面を形成する方法。
【請求項２】
表面上の複数の場所をパワー・ビームに露出する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
表面上の周期的に間隔を開けた複数の場所をパワー・ビームに露出する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
パワー・ビームが、レーザービーム又は他の電磁波ビーム、或いはｅ−ビーム又は他の粒子ビームである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
適用したダイヤモンド層が多結晶質の性質を持つ、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
基体表面との界面に隣接する多結晶質ダイヤモンドの粒径を、前記基体表面を粗面化した時に生じるいかなる構造体の特徴的間隔よりも小さくなるように制御する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ダイヤモンド層を、化学蒸着により基体表面上に蒸着する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
粗面化基体の表面に、ダイヤモンド蒸着を行う前に播種する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
粗面化基体の表面をダイヤモンド粒子懸濁物中に入れ、その懸濁物を超音波手段により撹拌して播種させることにより播種が行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
粗面化基体の表面にガス流又は液体流中のダイヤモンド粒子を、播種を起こさせるのに充分な速度で衝突させることにより播種が行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
基体材料が、セラミック、金属、又は金属合金である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
基体材料を、炭化物、酸化物、窒化物、チタン金属又はチタン含有合金、タングステン又はタングステン含有合金、及びモリブデン又はモリブデン含有合金から選択する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
基体を、タングステン又は主にタングステンの合金から形成する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
基体を、モリブデン又は主にモリブデンの合金から形成する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
基体を、チタン又は主にチタンの合金から形成する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
ダイヤモンド層を上に接着し、機械的に固定することができる三次元的構造体を基体表面に与える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
三次元的構造体を、周期的排列状に与える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
三次元的構造体が、調製した表面から突出し、且つ／又は前記調製した表面の下に伸びており、各高さ、深さ、及び直径が５〜１０００μｍの範囲にある、請求項１６〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
三次元的構造体の各高さ、深さ、及び直径が１０〜５００μｍの範囲にある、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
三次元的構造体の各高さ、深さ、及び直径が２５〜２５０μｍの範囲にある、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
調製した表面より上に突出した三次元的構造体が、前記調製した表面に適用したダイヤモンド層の厚さの５％〜８０％の高さを有する、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
調製した表面より上に突出した三次元的構造体が、前記調製した表面に適用したダイヤモンド層の厚さの１５％〜５０％の高さを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
各三次元的構造体の間隔が、各構造体の直径の１．５倍〜２０倍である、請求項１７〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
ダイヤモンド被覆表面が、電気的又は光学的装置、切削工具、ドリルビット、熱吸収体の上に位置するか、又は低摩擦軸受け又は耐摩耗性表面である、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド被覆表面に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤモンド被覆表面を有する基体は、切削工具、光学的装置、電気装置、及び熱吸収体のような種々の用途で用いられている。他の用途には、荷重を受ける摩耗表面、或いは研磨材又は粒子含有流体のような研磨性環境に曝される表面のような耐摩耗性用途が含まれる。
【０００３】
これらの用途の多くにダイヤモンドを適用する時の重要な問題は、ダイヤモンドを適用しようとする表面にそのダイヤモンドを適合させ、用途で適用される条件でその界面での損傷又は剥離を防ぐのに充分な接着性を達成することである。例えば、多くの金属はダイヤモンドよりもはるかに大きな膨張係数を有し、高いダイヤモンド付着温度又は適用温度により熱応力を受ける結果になる。用いられている一般的解決法は、接着性を増大するか、又は界面応力を最小にすることを目的とした界面被覆を使用することであるが、これらは不充分になることがよくある。金属と同様、ダイヤモンド被覆を適用するのが望ましい他の重要な基体材料には、炭化タングステンのような炭化物及びセラミックが含まれる。
【０００４】
特別な例として、ダイヤモンド被覆基体は、補てい用途、特に股関節継ぎ手のような補てい継ぎ手用に用いることができることが示唆されてきている。米国特許第５，６４５，６０１号明細書には、幹状部に取付けた球で、第二の部品中の相補的な形をしたソケット(socket)又は凹所で受けることができる球を有する補てい継ぎ手が記載されている。球及びソケットの接触表面は、結晶質ダイヤモンド成形体(compact)で被覆されている。この性質の成功した継ぎ手を製造するのに重要な問題は、結晶質ダイヤモンド成形体を球及びソケットの表面にそれぞれ結合することである。球及びソケットの表面は、一般に金属であり、ダイヤモンドとその金属との間の熱的不整合の問題が起き、剥離の危険をもたらす。その用途の性質から、剥離損傷は許容できないことになる。
【０００５】
同様な問題は、ダイヤモンド被覆としてＣＶＤダイヤモンドのような他の形態のダイヤモンドを補綴継ぎ手が用いた場合にも生ずる。接着性を増大するために界面被覆を用いることができるが、どのような付加的材料でも、それらの生物相容性について注意深く考慮される必要があり、そのような被覆の信頼性は一般に不充分である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明によれば、基体上にダイヤモンド被覆表面を製造する方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による基体上にダイヤモンド被覆表面を製造する方法は、基体表面をパワー・ビーム(power beam)に露出し、表面粗さを増大し、場合により表面に三次元的構造体(three dimensional feature)を与え、その上にダイヤモンド層を接着し、機械的に固定することができるように基体表面を調製する工程、及び前記調整した表面にダイヤモンド層を適用する工程を含む。
【０００８】
本発明の方法の第一工程は、基体の表面をパワー・ビームに露出して表面積及びその表面の表面粗さを増大し、更に、出来れば表面上に凹角状(re-entrant)又は他の機械的固定用構造体を与えることにある。それにより、この表面に適用するか又は堆積したダイヤモンド層の接着性は増大する。表面の露出は、好ましくは多数の場所、一般には周期的に間隔を開けた場所をパワー・ビームに露出することを含む。ＥＰ  ０６２６２２８に記載された仕方で、基体の性質により、パワー・ビームに露出される場所が溶融し、次に固化して表面に多数の凹凸を形成するが、恐らくそれらの凹所から除かれた材料が基体の最初の表面より高く突出した近隣の構造体を形成したのであろう。本方法の一つの好ましい形態として、パワー・ビームは、ＷＯ  ０２／０９４４９７（その記載は参考のためここに入れてある）に記載されたやり方で露出される各場所を横切るように操作される。このやり方で一層効果的に粗面化が達成され、基体表面とダイヤモンド層との間の一層よい接着性が達成される。
【０００９】
パワー・ビームは、レーザービーム又は他の電磁波ビーム、又はｅ−ビーム、又は他の粒子ビームにすることができる。好ましい態様では、パワー・ビームとして電子ビームを用いる。
【００１０】
パワー・ビームにより形成された表面の構造体の特徴的大きさは、ビームの直径、ビームの電力密度、横断速度、及び用いたビームの経路のようなビーム条件に依存する。表面より上に立つ表面構造体についての典型的な大きさの範囲は、５μｍ〜１０００μｍの範囲の高さ及び直径であり、典型的には高さは直径より大きいが、必ずしもその必要はない。表面中の平らな穴については、典型的な大きさは５μｍ〜１０００μｍの範囲にある。表面に穴をあける場合、穴が凹角状になるように、即ち、穴が普通の表面と交わる所の開口が穴の公称直径より小さい直径を有するように、ビームを操作することができる。凹角状穴の公称直径は、５μｍ〜１０００μｍの範囲にあるのが典型的であり、表面開口は典型的にはその公称直径の２５％〜７５％である。
【００１１】
構造体間の中心から中心までの間隔は、それがその構造体の直径の典型的には１．５〜２０倍の範囲に入るように選択する。しかし、表面構造体を意図的に重ねることも可能である。
【００１２】
構造体の大きさは、最終的ダイヤモンド層の厚さに関連して選択され、これらの構造体がダイヤモンド層の一番上よりも突出しないようにすることが必要である。構造体の垂直方向の大きさは、最終的ダイヤモンド層の厚さの好ましくは５％〜８０％であり、一層好ましくは最終的ダイヤモンド層の厚さの１５％〜５０％である。
【００１３】
表面構造体は、それらが周期的な配列になるように調製するのが好ましい。どのような種類の周期的配列でも適しているが、好ましい周期的配列には、各構造体が、その最も近く隣接した構造体として六つの他の均一に配置された構造体を有する六角形の配列、各構造体がその最も近く隣接した構造体として、四つの他の均一に配置された構造体を有する正方形配列、及び配列が２軸回転対称性及び互いに９０°の二つの鏡像対称軸を有する矩形配列が含まれる。二つの更に好ましい構造体配列は、二軸回転対称を有し、鏡像対称を持たない平行四辺形配列、及び配列が四軸回転対称を有し鏡像対称を持たない菱型の配列である。規則的な配列を用いることにより、パワー・ビームのプログラミングは極めて簡単になる。
【００１４】
二種類以上の型の表面構造体を混ぜることも可能であり、例えば、凹角状穴を、表面上に突出した構造体と組合せることができる。
【００１５】
パワー・ビームにより形成された表面構造体の配列の一例は、７５μｍ間隔の２０μｍの直径、５０μｍの高さのピラー(pillar)の六角形配列にすることができるであろう。
【００１６】
ダイヤモンド合成の前に、ダイヤモンド核生成のために表面に播種又は調製することが一般的やり方である。この処理のための典型的な方法が平坦な表面に対して開発されてきており、ダイヤモンドグリットによる摩耗又は研磨のような方法が含まれる。これにより核生成が改良される正確な機構は未だ確かではないが、重要な特徴は、鋭い構造体を与えること、出来れば小さなダイヤモンドの埋め込み、又は主にｓｐ３結合炭素断片の埋め込みであると考えられる。
【００１７】
本発明では、播種される材料の表面はもはや平面ではなく、播種の慣用的機械的方法は一般に不充分である。更に、基体の表面の溶融及び再固化法は、丸みのある凹凸を生ずる傾向があり、それらは本来良好な核生成点にはならない。実施することができる播種法の一つは、超音波法を用いることであり、その場合、ダイヤモンド粒子を流体中に懸濁したものの中に表面を入れ、超音波手段により流体を撹拌する。別の方法は、懸濁したダイヤモンド粒子を含むガス流又は液体流を用い、適当な速度でそれを表面に向けることである。
【００１８】
次に、ダイヤモンド層を当分野で知られた方法により基体の調製し、播種した表面に適用することができる。好ましい方法は、化学蒸着（ＣＶＤ）によりその調製表面にダイヤモンド層を堆積することである。合成法は、基体の表面構造体と両立するように選択しなければならない。例えば、鋭い凹凸を有する金属表面は、全てのマイクロ波合成法と両立できない。なぜなら、マイクロ波エネルギーは、凹凸の領域で優先的に結合し、エッチング及び凹凸の再付着を起こし、表面を変化させ、ダイヤモンドフイルムの品質及び接着性を低下するからである。そのような状況の下では、高温フィラメント堆積、又はジェット堆積法のような技術は、一層有利であろう。更に、大きな凹凸及び深いピットを有する複雑な構造体の表面は、堆積したダイヤモンドフイルムが、界面の所に空洞が残らないように基体の表面の所の自由空間を満たす場合にのみ、その利点を完全に利用出来る。慣用的堆積技術は、一般にこれを達成するものではない。なぜなら、ガス流の速度が表面領域で不充分になり、凹凸及び他の高い点の所の炭素物質の欠乏が空洞を生じ、他の低い点が完全には満たされないからである。解決法は、表面でのガス速度が増大する方法を選択することである。それら方法には、ガスジェットが含まれ、それは、マイクロ波及び高温フィラメント堆積のような方法と一緒にするか、或いはプラズマジェットのような一層慣用的なジェット技術を使用することから得られる。
【００１９】
生成したダイヤモンド層は、性質が多結晶質であり、重要な性質は粒径である。界面領域の粒径は、周期的構造体の特徴的間隔よりもかなり小さいのが好ましく、一層好ましくは、粗面化工程で形成された構造体を特徴付ける典型的な曲率半径に匹敵する小さいものであるのがよい。これを達成するために、核生成密度を制御し、界面領域でフイルムの厚さが増大する時に過度に急速な粒径の成長が起きないように成長の早い段階で成長条件を制御することが同じく重要である。
【００２０】
基体材料は、本方法の生成物を適用しようとする用途の性質に従って変化するであろう。基体材料は、炭化物、窒化物、酸化物等のようなセラミック、又は金属でもよい。本方法が有用になる特別な金属は、タングステン、チタン、及びモリブデン、及びそれら金属の合金、特に主にそれらの金属を含む合金である。本発明の方法は、金属基体で、その表面にダイヤモンド層が結合した金属基体を含む生成物を製造するのに特別な用途を有する。その方法は、金属基体へのダイヤモンド層の結合を著しく改良し、熱膨張による不整合で起きる剥離の危険を減少することが判明している。
【００２１】
本発明の方法の生成物は、電気的又は光学的装置、切削工具、ドリルビット、熱吸光体、及び荷重を受ける用途でのような低摩擦軸受け又は耐摩耗性表面のような種々の用途で用いることができる。
【００２２】
荷重支持用途には、股関節継ぎ手のような補てい継ぎ手が含まれる。股関節又は同様な継ぎ手では、本方法は、ダイヤモンド被覆球、ダイヤモンド被覆ソケット、又はダイヤモンド被覆球とダイヤモンド被覆ソケットの両方を製造するのに用いることができる。球及びソケットのための基体は、チタン、又はチタン含有合金、又はタングステン又はタングステン含有合金のような金属であるのが典型的であろう。
【００２３】
ダイヤモンドを有し荷重を受ける耐摩耗性表面は、回転密封面、軸受け等のような数多くの他の用途に用いられる。
【００２４】
別の種類の用途は、バルブ、ノズル、及び他の研磨粒子含有流体のための流動閉じ込め部品である。ここで損傷の機構は、熱的、機械的、衝撃及び摩耗機構の複雑な組合せであり、その各々が界面損傷及びダイヤモンド層の剥離による部品の損傷を助長することがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を、次に単に例として、次の実施例に関連して記述するが、本発明は、それらに限定されるものではない。
【００２６】
例１
極めて接着性のダイヤモンド層を上に成長させたい基体の一つは、モリブデンである。通常、ＣＶＤダイヤモンドはモリブデン及びモリブデン合金には、よく接着しないことが見出されている。このことは、ダイヤモンドとモリブデンとの熱膨張不整合及び界面に形成された炭化モリブデン層の性質との併合効果の結果であると考えられる。
【００２７】
この例では、直径５０ｍｍ及び厚さ５．０ｍｍのモリブデン基体（商業用純度）を、ＷＯ  ０２／０９４４９７に記載されているような焦点を結ぶ電子ビームからなるパワー・ビームで処理した。深さ及び直径が数１０μｍの凹角状穴からなる約１０ｍｍ×１０ｍｍの領域を、モリブデンの表面に形成した。
【００２８】
表面構造体形成後、微細な（２〜４μｍの）ダイヤモンド粉末を用いて基体に超音波により播種し、プロパン−２−オールでクリーニングし、播種工程からの残留物を全て除去し、次に多結晶質ダイヤモンド合成のために用いられているマイクロ波補助化学蒸着装置中に入れた。合成のために用いられた条件は、１４×１０３Ｐａ（１１０トール）の圧力で１．５％及び残余の水素からなる処理ガス及び約５００ｓｃｃｍの全ガス流量であった。光学的高温計を用いて測定された成長温度は７９０℃〜８５０℃であった。層の厚さが約１００μｍに到達した時、成長を止めた。
【００２９】
合成装置からモリブデン基体を取り出した時、電子ビームで予め処理しなかった領域に成長したダイヤモンド層の接着は非常に弱いことが判明し、外科用メスを用いて容易に剥がすことができた。しかし、パワー・ビームで処理した領域に成長した材料は極めてよく接着しており、その層に液体窒素で−１９６℃への熱衝撃を加えても除去することは出来なかった。
【００３０】
パワー・ビームで処理した領域上に成長した多結晶質ＣＶＤダイヤモンド層は、処理してない領域に同じ条件で成長させた層よりも遥かに良く接着していることが実証された。
【００３１】
例２
信頼性を持ってＣＶＤダイヤモンドを接着させることが困難な第二の極めて望ましい基体材料は、チタン及びその合金である。その原因は、チタンの熱膨張係数が非常に大きく（室温で約７ｐｐｍ／℃）、そのため合成温度から冷却する間にダイヤモンドの剥離を起こす結果になることにある。
【００３２】
この例では、ダイヤモンドを被覆したチタン合金を電気化学的処理のための電極材料として用いることを目的とする。
【００３３】
１枚のチタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）を例１のようにパワー・ビームで処理したが、但し、深さ２５〜５０μｍで同じ直径の凹角状穴を有する表面層を形成するように少し異なった条件で行なった。次にその表面組織化基体に例１に記載したように播種した。
【００３４】
マイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いて、硼素ドープダイヤモンド層を蒸着した。ダイヤモンド蒸着は、当分野でよく知られているようなマイクロ波ＣＶＤ装置で行なった。全ガス流量は、３０００ｓｃｃｍの範囲にあり、ジボラン対メタン比が０．０６％になるように、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を添加して、１％のメタン、１％のアルゴン、残余の水素を含んでいた。与えられた抵抗率を達成するのに必要な正確なジボラン対メタン比は、正確な蒸着条件の敏感な関数であり、当業者には気が付くように、合成装置毎に実質的に変化することがある。ジボランに希釈剤として水素を添加し、この場合、水素中に５００ｐｐｍのジボランになるように添加した。ガス混合物中の全水素は、ジボランを希釈するのに用いた水素を含んでいる。蒸着中の室内の圧力は、１８×１０３Ｐａ（１４０トール）であった。層の厚さが約２００μｍになるまで蒸着を続けたが、正確な厚さは重要ではない。
【００３５】
表面組織化チタン合金上に得られたダイヤモンド被覆は、蒸着温度からの冷却で剥離せず、良好な接着であることを示していた。同じチタン合金及び合成条件を用いたが、予め合成表面組織化をしなかった同様な実験では、ＣＶＤダイヤモンド層は、それが合成装置から取り出された時に既に剥離していた。
【００３６】
例３
この例では。球（半径約１８ｍｍ）の２７０°セグメント(segment)に成形した高純度タングステン基体を、高温フィラメントＣＶＤ装置で被覆するが、その目的は、それを股関節代替物としての大腿骨頭部として用いることにある。
【００３７】
タングステンは、ＣＶＤダイヤモンド合成には非常によい基体であるが、ダイヤモンド層と基体との間の接着性が問題になることがあり、接着の信頼性が必須になる状況では、接着性が確実に維持されるような工程をとらなければならない。この例では、基体表面をパワー・ビーム処理にかけ、多かれす少なかれ規則的な配列の表面からの突出部を形成した。それら突出部は、典型的には５０〜８０μｍの高さで、直径は３０〜５０μｍであった。次に例１に記載したように、基体に播種し、クリーニングした。
【００３８】
部分球を覆って均一な蒸着を行うために構成したタンタルフィラメント配列体を用いた高温フィラメント化学蒸着装置で、基体にダイヤモンドの層を被覆した。用いた条件は、６００〜７００ｓｃｃｍの全ガス流量、６．５×１０３（５０トール）の室内圧力で、水素、１％のメタンガス混合物であり、光学的高温計を用いて測定されたフィラメント温度は１７００℃〜１９００℃であった。基体への冷却を調節することにより８３０℃の基体温度を維持した。成長は、層の厚さが約１５０〜２００μｍになるまで続けた。
【００３９】
蒸着装置から取り出して、ＣＶＤダイヤモンド層が良く接着していることが判明した。次にその層を宝石細工技術により、そのＲａが２０ｎｍより良く、球状性が１０μｍより良いことを特徴とする表面粗さまで加工した。加工中、剥離の兆候はなかった。これに対し、組織化表面を持たない部分球は、同様にＣＶＤダイヤモンドで被覆することができるが、通常加工中に少なくとも幾らかの剥離が起きることが判明している。
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月25日(2006.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面を、電子ビームに露出して基体表面中の凹角状穴及び／又は基体表面から突出した表面構造体の形態の三次元的構造体を与える工程、及びその調製した表面にダイヤモンド層を適用する工程を含む、基体上にダイヤモンド被覆表面を形成する方法。
【請求項２】
表面上の複数の場所をパワー・ビームに露出する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
表面上の周期的に間隔を開けた複数の場所をパワー・ビームに露出する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
適用したダイヤモンド層が多結晶質の性質を持つ、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
基体表面との界面に隣接する多結晶質ダイヤモンドの粒径を、三次元的構造体の特徴的間隔より小さくなるように制御する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ダイヤモンド層を、化学蒸着により基体表面上に蒸着する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
調製した基体の表面に、ダイヤモンド蒸着を行う前に播種する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
調製した基体の表面をダイヤモンド粒子懸濁物中に入れ、その懸濁物を超音波手段により撹拌して播種させることにより播種が行われる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
調製した基体の表面にガス流又は液体流中のダイヤモンド粒子を、播種を起こさせるのに充分な速度で衝突させることにより播種が行われる、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
基体材料が、セラミック、金属、又は金属合金である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
基体材料を、炭化物、酸化物、窒化物、チタン金属又はチタン含有合金、タングステン又はタングステン含有合金、及びモリブデン又はモリブデン含有合金から選択する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
基体を、タングステン又は主にタングステンの合金から形成する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
基体を、モリブデン又は主にモリブデンの合金から形成する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
基体を、チタン又は主にチタンの合金から形成する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
三次元的構造体を、周期的排列状に与える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
調製した表面から突出し、且つ／又は前記調製した表面の下に伸びる凹角状穴の三次元的構造体が、各高さ、深さ、及び直径が５〜１０００μｍの範囲にある、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
三次元的構造体の各高さ、深さ、及び直径が１０〜５００μｍの範囲にある、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
三次元的構造体の各高さ、深さ、及び直径が２５〜２５０μｍの範囲にある、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
調製した表面より上に突出した三次元的構造体が、前記調製した表面に適用したダイヤモンド層の厚さの５％〜８０％の高さを有する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
調製した表面より上に突出した三次元的構造体が、前記調製した表面に適用したダイヤモンド層の厚さの１５％〜５０％の高さを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
各三次元的構造体の間隔が、各構造体の直径の１．５倍〜２０倍である、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
ダイヤモンド被覆表面が、電気的又は光学的装置、切削工具、ドリルビット、熱吸収体の上に位置するか、又は低摩擦軸受け又は耐摩耗性表面である、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2008517861.tif 000002
2008517861.tif 000003
2008517861.tif 000004