(57)【要約】【構成】  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越えるダイヤモンドの準微粒子からなる芯粒子粉体を気中に分散させ、この分散した芯粒子粉体の粒子を分散度βが８０％以上である分散状態で被覆形成物質前駆体と接触又は衝突させることによって、単一粒子の表面を被覆形成物質で被覆した被覆ダイヤモンドをダイヤモンドが熱力学的に安定な圧力・温度の焼結条件で焼結するか、またはそれ自体でまたは結合材と共に、２０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えないダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力、温度の焼結条件下で焼結する、被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体。【効果】  本方法により、均一で、緻密で、且つ強固に焼結された、高度に制御された微組織を有する高性能な被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体が得られる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドを８５％以上含有し、相対密度が９９％以上の被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体。
【請求項２】
平均粒子径が体積基準頻度分布で１０μmを越えるダイヤモンド準微粒子芯粒子粉体の表面に、気孔や未焼結部分を有さない焼結被覆部分を有する、相対密度が９９％以上の被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体。
【請求項３】
ビッカース硬度が８００以上の、請求項１ないし２に記載の被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体。
【請求項４】
ビッカース硬度が２０００以上の、請求項１ないし２に記載の被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド準微粒子からなる準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子に被覆形成物質を被覆した被覆ダイヤモンド準微粒子、並びにこの被覆ダイヤモンド準微粒子を焼結した、緻密で高硬度な、高度に微組織が制御された被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体及びその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ダイヤモンド焼結体はその組織の微細化や均質化を図った開発研究が精力的に進められてきているが、用途の明確な材料については、敢えて粒子径が相対的に大きい、例えば粒子径が１０μｍを越える、ダイヤモンド準微粒子を使用することが大変効果的となる。
例えば、超高硬度なダイヤモンドの特徴を生かした耐摩耗性焼結体は、ダイヤモンド準微粒子を比較的多量に分散させた準微粒子分散型のダイヤモンド準微粒子を焼結することで製造可能となるが、この場合原材料のダイヤモンド準微粒子が極めて重要である。
ダイヤモンド準微粒子を分散させたダイヤモンド準微粒子焼結体は、このダイヤモンド準微粒子とその周りの微組織との、欠陥や気孔のない緊密な焼結により準微粒子分散効果が著しく発揮される。しかしダイヤモンドは超難焼結性のため、このダイヤモンド準微粒子とその周りの微組織との焼結を促進する焼結助剤や結合材の存在が欠かせない。
従来、このような焼結助剤や結合材の添加は専ら粉体混合法により行われてきた。
【０００３】
しかし、粉体混合法は、混合時の不純物の混入が避けられないのみならず、原理的に組織の均一化に限度があり、焼結助剤や結合材の粒子が相対的に極めて微細であっても理想的な均一な混合、即ちダイヤモンド準微粒子に焼結助剤や結合材の粉体粒子がむらなく行き渡る均一な分散は極めて困難である。仮にこの均一な分散が実現されたとしても、この焼結助剤や結合材の粉体粒子が粒子単位で混合されるために、均一の意味にも限界がある。特に相対的にその量が少ない場合、分布むらが必然的に出来る。
現実には、多くの場合、ダイヤモンド準微粒子が集中したり、焼結助剤や結合材の粉体粒子が凝集してダイヤモンド準微粒子焼結体中に塊状に存在したり、またはダイヤモンド準微粒子焼結体中で偏在してダイヤモンド準微粒子焼結体の性能を著しく低下せしめることになる。
従って、ダイヤモンド準微粒子一個一個に確実に焼結助剤や結合材を分布させる必要がある。しかも、ダイヤモンド準微粒子と周りの微組織との緊密な焼結のために、ダイヤモンド準微粒子表面への高度に制御された均一な被覆、即ち個々のダイヤモンド準微粒子の表面の未被覆部分が残らない均一な被覆であって且つこの均一な被覆が個々の全てのダイヤモンド準微粒子に行われることが求められている。しかも、この高度に制御された均一な被覆は、その粒子径が大きければそれだけより一層未被覆部分がない均一な被覆が求められる。
【０００４】
このように高度に制御された均一な被覆による被覆ダイヤモンド準微粒子の製造、及びこの被覆ダイヤモンド準微粒子を用いた高性能な被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体の製造が強く望まれている。
このダイヤモンド準微粒子への被覆形成物質の被覆法としては気相法、湿式メッキ法など種々な方法が考慮されうるが、中でも気相法により、粉体粒子表面に無機材料や金属材料等の被覆形成物質を、膜を始めとする種々の形態で被覆する方法は、原理的に、(１)雰囲気の制御が容易である、(２)基本的に被覆形成物質の選択に制限がなく、活性金属を始めとする金属単体物質、合金、窒化物、炭化物、硼化物、酸化物など、いろいろな種類の物質を被覆できる、(３)目的物質を、高純度に被覆できる、(４)被覆形成物質の被覆量を
任意に制御できる等、他の被覆法では成し得ない大きな特徴がある。
【０００５】
しかし、以下の理由により、公知の技術として提案されている種々の被覆装置や被覆方法では前記高度に制御された均一な被覆が成し得なかった。
例えば、特開昭５８−３１０７６号公報に開示されている装置・方法によれば、ＰＶＤ装置内に設置された容器の中に芯粒子粉体の粒子を入れ、容器を電磁気的な方法により振動させ、前記容器内の芯粒子を転動させながらＰＶＤ法により被覆する。また、特開昭６１−３０６６３号公報に開示されている装置によれば、ＰＶＤ装置内に設置された容器の中に芯粒子粉体の粒子を入れ、容器を機械的な方法により振動させ、前記容器内の芯粒子を転動させながらＰＶＤ法により被覆することができるとされている。しかし、これらの容器の振動により芯粒子粉体の粒子を転動させながら被覆する装置或いは方法では、実際には、準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は幾重にも互いに接触したまま重なった状態で転動するのみで単一粒子状態で被覆できなかった。
特開平３−１５３８６４号公報に開示されている装置及び方法は、内面に障壁及び／又は凹凸を備えた回転容器内に粒子を入れ、この回転容器を回転しながら蒸着法により芯粒子表面に被覆を行うことを目的とするものであるが、このような装置或いは方法においては、準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、幾重にも互いに接触したまま重なった状態で変化はなく、多くの粒子が接触したまま軽く撹拌されるだけで、単一粒子状態で被覆できなかった。
【０００６】
特開昭５８−１４１３７５号公報には、反応ガス雰囲気中に置かれた粉体を反応ガスの流れと重力の作用とによって浮遊させて、反応ガスの化学反応により生成される析出物質によって粉体の表面を被覆する装置が開示されている。又、特開平２−４３３７７号公報には、粒子を減圧下において流動化させながら、熱化学反応処理を行い被覆を行う方法が開示されている。又、特開昭６４−８０４３７号公報には、低・高周波合成音波により芯粒子粉体の凝集体を崩して流動化させ被覆する方法が開示されている。しかし、これらの気流や振動により準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子の流動層利用する方法又は装置では、全ての芯粒子を同じ様に単一粒子状態で独立に流動、浮遊させることは事実上不可能であり、粒子同士が陰になってできる各粒子の被覆むらをなくすことができなかった。
特開昭５４−１５３７８９号公報には、金属の蒸気を発生させた真空容器内を粉末材料を落下させ金属を被覆する装置が開示されている。又、特開昭６０−４７００４号公報には真空槽中の高周波プラズマ領域にモノマーガスと粉体粒子を導入し、プラズマ重合により有機物の被覆膜を形成させる方法が開示されている。これらの装置或いは方法の如く単に導入するだけでは準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、単一粒子状態でない凝集体を形成して落下するだけで、粒子の陰ができてむらができたり、凝集体の内部の粒子は全く被覆されなかったり、或いは単一粒子に被覆されたものにくらべ被覆量の違いが生じてしまった。
【０００７】
特開昭６２−２５０１７２号公報には、前処理として、ジェットミル処理した粉体を、減圧加熱処理室で滞留せしめ、ここで加熱処理を施した後、粉体フィーダーでスパッタリング室に自然落下により導入せしめ、ターゲットを垂直に設けた円筒状のスパッタリング室に自然落下させ被覆させる装置及び方法が開示されている。又、特開平２−１５３０６８号公報には、前処理として、ジェットミル処理した粉体を、減圧加熱処理室で滞留せしめ、ここで加熱処理を施した後、粉体フィーダーでスパッタリング室のスパッタリング源を納めた回転容器に粉体状に導入せしめ、容器を回転させた状態でスパッタリングする装置及び方法が開示されている。これら装置及び方法では、被覆前の加熱工程で、ジェットミル処理した準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を滞留せしめる工程があり、加熱工程でのこの粉体の滞留のため再び単一粒子状態でない凝集体を形成し、結局被覆工程ではこの凝集体は単一粒子状態にならない。
以上のように、従来公知の技術は、いずれもダイヤモンド準微粒子からなる準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、互いに接触したままで凝集体の状態で被覆処理に供され、そのために各粒子に高度に制御された均一な被覆が施された被覆ダイヤモンド準微粒子は製造できなかった。
【０００８】
即ち、ダイヤモンド準微粒子は、ダイヤモンド微粒子程には凝集力は強くないが、それでも準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子が一個一個の単位で存在する単一粒子状態が実現できなかった。このため、上記の気相法によるダイヤモンド準微粒子表面への被覆形成物質の被覆は、他の準微粒子により遮られたところではこのダイヤモンド準微粒子表面に未被覆部分を残存させた。そして上記のように高度に制御された均一な被覆が求められているにもかかわらず、ダイヤモンド準微粒子ではこの程度の凝集力によっても影響が甚大で、大変深刻な問題となっていたというのが実状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、現実に、例えばダイヤモンド準微粒子が１０μｍを越える粒子である、準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子への、高度に制御された均一な被覆、即ち個々のダイヤモンド準微粒子の表面の大きな未被覆部分が残らない均一な被覆で、且つこの均一な被覆が全てのダイヤモンド準微粒子に成される被覆が要求される。しかも、この高度に制御された均一な被覆は、その粒子径が大きいものについては、より一層未被覆部分がない均一なものである被覆ダイヤモンド準微粒子の製造が強く求められている。
本発明は、ダイヤモンド準微粒子からなる準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子に、被覆形成物質を高度に制御された均一な被覆、即ち個々のダイヤモンド準微粒子の表面の未被覆部分が残らない均一な被覆であって且つこの均一な被覆が個々の全てのダイヤモンド準微粒子に成されており、しかも、その粒子径が大きいものについては、より一層未被覆部分が少ない均一な被覆をした被覆ダイヤモンド準微粒子、並びにこの被覆ダイヤモンド準微粒子を用いた被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体及びその製造法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】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、ダイヤモンド準微粒子である準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子に、被覆形成物質を高度に制御された均一な被覆、即ち個々のダイヤモンド準微粒子の表面の未被覆部分が残らない均一な被覆であって、且つこの均一な被覆が個々の全てのダイヤモンド準微粒子に成されており、しかも、その粒子径が大きいものについては、より一層未被覆部分がない均一な被覆をするためには、（１）体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え、２０μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが８０％以上である高い分散状態の被覆空間の被覆開始領域でか、又は（２）体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え、５０μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが９０％以上である高い分散状態の被覆空間の被覆開始領域でか、又は（３）体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え、３００μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが９５％以上である高い分散状態の被覆空間の被覆開始領域でか、又は（４）体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越え、８００μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の
粒子を、分散度βが９７％以上である高い分散状態の被覆空間の被覆開始領域でか、又は（５）体積基準頻度分布で平均粒子径が８００μｍを越える芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが９９％以上である高い分散状態の被覆空間の被覆開始領域で被覆を開始しなければならないことを見い出した。
【００１１】
より詳しくは、（Ｉ）芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の状態の芯粒子粉体の粒子は、滞留させなくとも、時間の経過と共に主に乱流凝集等により再凝集する傾向にあり、一旦再凝集すると、前記分散処理前の凝集体と同じく特別に高い分散性能を有する分散処理手段により分散させなければこの再凝集の状態を崩して高度に分散、即ち一個一個の単位の単一粒子状態へ再分散させることが困難であり、このため、（１）体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え、２０μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが８０％以上である高い分散状態でか、又は（２）体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え、５０μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが９０％以上である高い分散状態でか、又は（３）体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え、３００μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが９５％以上である高い分散状態でか、又は（４）体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越え、８００μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが９７％以上である高い分散状態の被覆空間の被覆開始領域でか、又は（５）体積基準頻度分布で平均粒子径が８００μｍを越える芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中のこの芯粒子粉体の粒子を、分散度βが９９％以上である高い分散状態で被覆空間の被覆開始領域に導く必要があること、またそのためには、（II）この芯粒子粉体からなる凝集体を崩し、且つ粒子径に応じた非常に高い分散度で気中に分散させる、―以上からなる特別に高い分散性能を有する分散処理手段群が必要であることを見い出して本発明に至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、ダイヤモンドの準微粒子からなる芯粒子粉体を被覆空間に投入し、気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体を、芯粒子粉体の粒子に接触及び／又は衝突させて、この芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被覆して得られる被覆ダイヤモンド準微粒子であって、
（Ａ）  準微粒子高分散処理手段群の最終処理手段が、
（ａ）  この芯粒子粉体の粒子を気中に分散させる分散手段、及び
（ｂ）  芯粒子粉体の粒子を気中に分散させた芯粒子粉体の粒子と気体との混合物において低分散芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段とこの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段により選択分離された低分散芯粒子粉体部分を準微粒子高分散処理手段群中の分散手段の内の最終分散手段及び／又は最終分散手段以前の処理手段に搬送するフィードバック手段とを備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段、
から選ばれる準微粒子高分散処理手段群により、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  分散工程で分散させた芯粒子粉体の粒子を、
その平均粒子径が１０μｍを越え２０μｍ以下のときには分散度βが８０％以上、
２０μｍを越え５０μｍ以下のときには分散度βが９０％以上、
５０μｍを越え３００μｍ以下のときには分散度βが９５％以上、
３００μｍを越え８００μｍ以下のときは分散度βが９７％以上、そして
８００μｍを越えるときは分散度βが９９％以上
の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
からなる被覆手段によって調製された、被覆ダイヤモンド準微粒子に関する。
また本発明は、前記被覆されたダイヤモンド準微粒子が、被覆されたダイヤモンド準微粒子の被覆形成物質を介して接触状態で集合塊を形成した被覆されたダイヤモンド準微粒子の集合塊を、解砕及び／又は破砕する被覆されたダイヤモンド準微粒子集合塊の解砕・破砕工程、及び／又は
この被覆ダイヤモンド準微粒子集合塊と一次粒子単位の被覆されたダイヤモンド準微粒子とを選択分離する選択分離工程
を更に経て調製されたものであることを特徴とする、被覆ダイヤモンド準微粒子に関する。
【００１３】
また本発明は、上記した被覆形成物質で被覆するべきダイヤモンドの準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子又は主に同準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子が、溶融塩浴を用いる浸漬法により、浸漬法に由来する被覆物質で一層以上被覆された準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子である被覆ダイヤモンド準微粒子に関する。
【００１４】
更に本発明は、被覆されたダイヤモンド準微粒子が、
体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを８０％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え５０μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９０％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９５％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越え８００μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９７％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が８００μｍを越える芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９９％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群による分散工程を設け、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を被覆工程に直接放出するか、又は分散工程と被覆工程の間に、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する放出部から、搬送に不可避の、中空部材、中空を形成せしめる部材からなる中間部材、及びパイプから選択される一種類又はそれ以上の部材を介して搬送するか、及び／又は、前記分散性能で気中に分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の粒子の気中分散状態を維持する気中分散維持手段、前記分散性能で気中に分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の粒子の気中分散状態を高める気中分散促進手段、芯粒子粉体の粒子と気体との混合物の内の、低分散芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の一種類又はそれ以上を介して搬送して調製され
たものである被覆ダイヤモンド準微粒子に関する。
【００１５】
更に本発明は、被覆ダイヤモンド準微粒子が、
体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを８０％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え５０μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９０％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９５％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越え８００μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９７％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が８００μｍを越える芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９９％以上とする分散性能を有する準微粒子高分散処理手段群
による分散工程の一部以上と前記被覆工程の一部以上とを、空間を一部以上共有して行うことにより調製されたものである被覆ダイヤモンド準微粒子に関する。
【００１６】
更に本発明は、被覆ダイヤモンド準微粒子が、
体積基準頻度分布で平均粒子径が、１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを８０％以上とする空間領域、
体積基準頻度分布で平均粒子径が、２０μｍを越え５０μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９０％以上とする空間領域、
体積基準頻度分布で平均粒子径が、５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９５％以上とする空間領域、
体積基準頻度分布で平均粒子径が、３００μｍを越え８００μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９７％以上とする空間領域、
体積基準頻度分布で平均粒子径が、８００μｍを越える芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９９％以上とする空間領域の内の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子の全ての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置せしめるか、又は
体積基準頻度分布で平均粒子径が、１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを８０％以上とする空間領域、
体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え５０μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、芯粒子粉体の粒子の分散度βを９０％以上とする空間領域、
体積基準頻度分布で平均粒子径が、５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９５％以上とする空間領域、
体積基準頻度分布で平均粒子径が、３００μｍを越え８００μｍ以下の芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、芯粒子粉体の粒子の分散度βを９７％以上とする空間領域、
体積基準頻度分布で平均粒子径が、８００μｍを越える芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９９％以上とする空間領域の内の、回収手段の回収部に回収する全ての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置せしめて被覆したものである被覆ダイヤモンド準微粒子に関する。
【００１７】
更にまた本発明は、使用する、芯粒子粉体の粒子の粒度分布が、平均粒子径をＤMとしたとき、体積基準頻度分布で（〔ＤM／５,５ＤM〕，≧９０％）であることを特徴とする、被覆されたダイヤモンド準微粒子に関する。
更にまた本発明は、上記の被覆されたダイヤモンド準微粒子又は同粒子を含む混合物を、２０００MPa以上の圧力および高温において焼結するか、又は上記請求範囲に記載の被覆されたダイヤモンド準微粒子又は同粒子を含む混合物を２０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件において焼結するか、又は上記請求項に記載の被覆されたダイヤモンド準微粒子と結合材との体積で１〜９０：９９〜１０の割合の混合物であって、この結合材は２０００MPa未満の圧力で１８５０℃を越えないダイヤモンド粒子が熱力学的に準安定な条件で密度８５％以上に焼結されるものである、上記混合物を２０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えないダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件において焼結する被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体の製造法にも関する。
そして本発明は、上に記載の被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体の製造法により製造することを特徴とする、被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体に関するものである。
【００１８】
而して、本発明によれば、ダイヤモンドの準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子又は主に同準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であって、その表面が被覆形成物質で被覆されたものまたは同粒子を含む混合物を、２０００MPa以上の圧力および高温度において焼結するか、またはこれら粒子又は粒子を含む混合物を、２０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件において焼結するか、又はこの被覆されたダイヤモンド準微粒子と結合材との体積で１〜９０：９９〜１０の割合の混合物であって、この結合材は２０００MPa未満の圧力で１８５０℃を越えないダイヤモンド粒子が熱力学的に準安定な条件で密度８５％以上に焼結されるものである、上記混合物を２０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えないダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件において焼結してダイヤモンド粒子の焼結体を製造するに際して、上記した表面が被覆形成物質で被覆された芯粒子の粉体として、気相法により気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体と、準微粒子高分散処理手段群の最終処理手段により気中に分散させた準微粒子からなる高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とを、被覆空間の被覆開始領域で、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子の分散度を準微粒子の粒径に応じて上記の値とした分散状態で合流させ、接触及び／又は衝突させて芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被覆したものを用いることにより、これまでに得られなかったダイヤモンドの粒子表面の未焼結部分のない、均一で、緻密で且つ強固に焼結された高度に制御された微組織を有する高性能なダイヤモンド焼結体を得ることができた。そして、上記した被覆芯粒子の調製に際して、被覆形成物質前駆体は、原子、分子、イオン、クラスター、原子クラスター、分子クラスター、クラスターイオン等からなる気相状態の、或いは気相を経て生成したばかりのもので当該高分散状態のダイヤモンドの芯粒子と接触及び／又は衝突を始めることにより、一次粒子状態の個々の芯粒子の表面に被覆形成物質は強固に結合し、その結果、当該芯粒子の表面を被覆形成物質により単一粒子単位で被覆を施した被覆されたダイヤモンド粒子が製造できるのである。
【００１９】
上記したように、本発明において、被覆ダイヤモンド準微粒子を２０００MPa以上の圧力及び高温度であるダイヤモンドが熱力学的に安定である焼結条件において焼結する場合には、この被覆ダイヤモンド準微粒子は被覆を押し破って互いに接触したダイヤモンド粒子同志が直接に結合することになり、きわめて均一で緻密な焼結体となるものである。
また本発明において、被覆ダイヤモンド準微粒子をそれ自体でかまたは結合材と共に２０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えないダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件において焼結する場合については、ダイヤモンド準微粒子が互いに接触しても粒子同志が直接に結合することはないが、被覆ダイヤモンド準微粒子同志が直接に接触している場所以外は必ずこのダイヤモンド準微粒子の周りには結合材または焼結助材である被覆物質が存在し、得られた焼結体は未焼結部分のない均一で、緻密で且つ強固に焼結された極めて高度に制御された微組織を有するものとなる。
【００２０】
以下に本発明を詳細に説明する前に、本明細書中に使用する用語をはじめに定義することにし、そして必要によってその用語の具体的内容を説明し、次いで被覆形成物質で被覆されたダイヤモンド準微粒子の調製がどのような技術的手段によって行われるものであるかの説明を行うことにする。
【００２１】
被覆されたダイヤモンド準微粒子
被覆されたダイヤモンド準微粒子とは、被覆が施された下記するダイヤモンド準微粒子をいう。例えば、具体的には、被覆形成物質が、超微粒子状、島状、連続質状、一様な膜状、突起物状等の内の一種以上の形態で芯粒子としてダイヤモンド準微粒子に被覆を施した被覆された準微粒子をいう。
【００２２】
ダイヤモンド原料粉体粒子
本発明に係る、準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であるダイヤモンド粒子の表面に、被覆形成物質を被覆した被覆ダイヤモンド粒子を製造するためのダイヤモンド準粒子の原料粒子には、天然及び／又は人工のダイヤモンド粉体粒子がある。
天然品の場合は、超高純度のものを選択できるので好適である。合成品の場合は、合成時に触媒として使用された物質を可能な限り取り除いたものが好ましい。合成品で特に好適な例として、例えば物理蒸着法（ＰＶＤ法）或いは化学蒸着法（ＣＶＤ法）による、気相を介して合成されて触媒物質を含まない超高純度なダイヤモンドが選択可能である。薄膜状に合成される場合は、不純物の混入に注意しながら粉砕して使用する。粒状或いは粉体状に合成される場合は、そのまま使用することができる。これ以外の高純度な例として単結晶からなるものが選択可能である。或いは、積極的に不純物を除去したものが選択できる。
高性能な被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体を製造するためのダイヤモンド原料粉体としては、その粒子径が１０μｍを越えるダイヤモンド準微粒子が用いられる。具体的には、ダイヤモンドは平均粒径ＤMが１０μｍを越え体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）のダイヤモンド準微粒子が一般に流通しているのでこれを適用できる。用途に応じて、比較的分布の幅の狭い平均粒径ＤMが１０μｍを越え体積基準頻度分布が（〔ＤM／３，３ＤM〕，≧９０％）のダイヤモンド準微粒子、或いは分級等によりダイヤモンド準微粒子の粒径が管理され更に分布の幅の狭い平均粒径ＤMが１０μｍを越え体積基準頻度分布が（〔ＤM／２，３ＤM／２〕，≧９０％）のダイヤモンド準微粒子を選択できる。
【００２３】
気相被覆法
気相被覆法とは、被覆形成物質の原料が、分子流、イオン流、プラズマ、ガス、蒸気、エアロゾルの一種以上からなる気相状態を少なくとも一度は経て被覆する方法、又は気相状態の被覆形成物質の原料により被覆する方法をいう。
【００２４】
芯粒子
芯粒子とは、被覆を施す対象物となる粒子をいう。これはまた、母材粒子、種粒子或いは被覆される粒子ともいう。
この芯粒子は、ダイヤモンドからなる。
【００２５】
芯粒子粉体
芯粒子粉体とは、芯粒子からなる粉体をいう。芯粒子粉体の粒子とは、芯粒子粉体を構成する粒子をいう。本発明で用いる被覆に供する準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、平均粒子径が体積基準頻度分布で１０μｍを越えるものである。
好ましくは、平均粒子径をＤMとしたとき、ＤMが１０μｍを越えて、粒度分布が体積基準頻度分布で（〔ＤM／５,５ＤM〕，≧９０％）である。
このような比較的分布幅の狭い粉体では、平均粒子径で粉体の分散特性又は凝集特性が特徴付けられ、ＤMの値に適した条件で準微粒子高分散処理手段群を作動させれば分散できる。
平均粒子径が１０μｍを越える芯粒子粉体の粒子の粒度分布が、幅広い分布又は互いに離れた複数のピークを持つ分布の粉体では、好適には適当な選択分離処理、例えば分級処理を行ってそれぞれ分級された粉体ごとに、本発明の被覆処理を施す。これにより、それぞれ分級された粉体ごとに上記条件の下で、被覆空間の被覆開始領域で分散度が平均粒子径に応じて分散度βで８０％以上、９０％以上、９５％以上、９７％以上又は９９％以上の状態で被覆が開始され、芯粒子粉体の粒子一つ一つの粒子に被覆が可能となる。
【００２６】
被覆形成物質
被覆形成物質とは、被覆を施す対象物に被覆を形成する物質をいう。例えば、具体的には、超微粒子状、島状、連続質状、一様な膜状、突起物状等の一種以上からなる形態で芯粒子粉体の粒子に被覆を形成する物質をいう。
特に、被覆形成物質の形態が超微粒子状の場合、超微粒子の粒子径は、例えば０.００５μｍ〜０.５μｍの範囲のものをいう。
この被覆形成物質は、被覆形成物質自体がそのままで被覆を形成するか、又は被覆形成物質と芯粒子のダイヤモンドとが反応して及び／又はダイヤモンド粒子に固溶して及び／又は二種類以上の被覆形成物質同志が反応して及び／又は合金化して及び／又は固溶して被覆を形成するための目的とする無機化合物、合金、金属間化合物等の一種類又はそれ以上を生成し、被覆されたダイヤモンド粒子の焼結を促進する焼結助剤及び／又は結合材となる単体物質及び／又は化合物及び／又はダイヤモンド粒子の表面改質剤となる単体物質及び／又は化合物から選択される。
直接ダイヤモンド粒子に被覆する被覆形成物質は、ダイヤモンドをグラファイト相に相転移を促進しない被覆形成物質が選択される。このダイヤモンド粒子の粒界を制御する表面改質剤としても被覆形成物質が選択可能である。必要に応じて、例えば、ダイヤモンド準微粒子と当該焼結助剤及び／又は結合材との化学結合性を高めたり、又は個々のダイヤモンド準微粒子を任意の物質から隔離し、これにより、ダイヤモンドのグラファイト型相への相転移を抑止したり或いはダイヤモンドと任意の物質との反応を抑止したりすることができる。これにより、焼結助剤及び／又は結合材としての被覆形成物質の選択の幅が飛躍的に大きく広がり好適である。
【００２７】
これらの被覆形成物質は、周期律表１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ
、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族の金属、半導体、半金属、希土類金属、非金属及びその酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、酸炭化物、炭窒化物、酸炭窒化物、硼化物、珪化物の一種類又はそれ以上、例えばＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｙ、Ｌａ、ＴｉＡｌ、Ｔｉ3Ａｌ、ＴｉＡｌ3、ＴｉＮｉ、ＮｉＡｌ、Ｎｉ3Ａｌ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ4Ｃ、ＷＣ、Ｗ2Ｃ、ＨｆＣ、ＶＣ、ＴａＣ、Ｔａ2Ｃ、ＮｂＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ｃｒ3Ｃ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＶxＮ（ｘ＝１〜３）、ＮｂＮ、ＴａＮ、Ｔａ2Ｎ、ＴｉＢ、ＴｉＢ2、ＺｒＢ2、ＶＢ、Ｖ3Ｂ2、ＶＢ2、ＮｂＢ、ＮｂＢ2、ＴａＢ、ＴａＢ2、ＭｏＢ、ＭｏＢ2、ＭｏＢ4、Ｍｏ2Ｂ、ＷＢ、Ｗ2Ｂ、Ｗ2Ｂ5、ＬａＢ6、Ｂ13Ｐ2、ＭｏＳｉ2、ＢＰ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＡｌ2Ｏ4（スピネル）、Ａｌ2ＳｉＯ5（ムライト）の一種類又はそれ以上を含む物質であることができる。
この被覆されたダイヤモンド準微粒子表面を被覆する被覆形成物質の被覆による添加量は、特に制限はないが、好適には被覆ダイヤモンド焼結体を緻密化可能な程度の任意の量が選択される。
【００２８】
均一な被覆
一様な膜状の被覆形成物質の場合には、単一粒子において被覆膜の厚さがいたるところで均一であることをいう。被覆形成物質が超微粒子状、島状又は突起物状の場合には、超微粒子状、島状又は突起物状の被覆形成物質が均一な分布で被覆することをいう。被覆形成物質の生成過程で、避けられない不均一さは、均一の範疇に含まれるものである。
【００２９】
被覆空間に投入の定義
被覆空間に投入とは、例えば、自由落下等の落下によって芯粒子粉体を被覆空間に導入することをいう。搬送ガスにより投入する場合には、芯粒子粉体を芯粒子粉体の粒子・気体混合物の流れの方向に乗せて導入したり、気体に乗せて流れの方向へ、或いは気体に乗り方向が変えられて導入することをいう。または、搬送ガスの作用を受けて導入することをもいう。例えば、搬送ガスの波動現象、具体的には非線系波動によって導入することをもいう。或いは、ガス中の音波、超音波、磁場、電子線等によって被覆空間に導入することをもいう。また、外場、例えば電場、磁場、電子線等により導入することをもいう。具体的には、電場、磁場、電子線等により粉体粒子を帯電させ、または帯磁させ引力又は斥力により被覆空間に導入することをもいう。また、ガスの背圧や減圧によって吸い込まれ、導入することも含む。
【００３０】
被覆空間
被覆空間とは、被覆形成物質の原料から気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体と芯粒子粉体の粒子が接触及び／又は衝突する空間をいう。あるいは、芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被覆する空間領域をいう。
【００３１】
被覆室
被覆室とは、被覆空間を一部以上有する室をいう。より具体的には、被覆室とは、被覆空間を含む仕切られた、又は略仕切られた（略閉じた、半閉じた）室であって、被覆空間を一部以上含む室である。
【００３２】
気中
気中とは、真空又は気相状態の空間内をいう。ここで、本発明において、気相状態とは、分子流、イオン流、プラズマ、ガス、蒸気、エアロゾルなどの状態をいう。真空とは、技術的には、減圧状態をさす。どんな減圧下でも、厳密にはガス、分子、原子、イオン等が含まれる。
【００３３】
被覆形成物質前駆体
被覆形成物質前駆体とは、被覆形成物質の前駆体である。より詳しくは、気相状態の被覆形成物質の原料がそのまま、又は被覆形成物質の原料から気相を経て形成及び／又は合成され、被覆を施す対象物となる粒子である芯粒子に被覆を形成する直前までの物質をいう。被覆形成物質前駆体は、被覆形成物質の原料から、気相を経て形成及び／又は合成する限り、状態の制限はない。被覆形成物質の原料が気相の場合、原料が被覆形成物質前駆体にもなりうる。被覆形成物質前駆体そのものが気相であってもよい。また、被覆形成物質前駆体が反応性物質の場合は、反応前でも良く、反応中でもよく、反応後でもよい。被覆形成物質前駆体の具体例としては、イオン、原子、分子、クラスター、原子クラスター、分子クラスター、クラスターイオン、超微粒子、ガス、蒸気、エアロゾル等が挙げられる。
【００３４】
被覆形成物質の原料
被覆形成物質の原料とは、気相を経て被覆を形成する物質となる原料物質をいう。被覆形成物質の原料の形態の具体例として、塊状の固体、粉体粒子、気体、液体等が挙げられる。
【００３５】
分散度β
分散度βとは、粉体分散装置の分散性能を評価する指数として増田、後藤氏らが提案（化学工学、第２２回、秋季大会研究発表講演要旨集、Ｐ３４９（１９８９）参照）したように、全粒子の重量に対する、見かけの一次粒子の重量の割合と定義する。ここで、見かけの一次粒子状態の粒子とは、任意の分散状態の粉体粒子の質量基準の頻度分布ｆm2と完全分散されている粉体粒子の質量基準の頻度分布ｆm1のオーバーラップしている部分の割合を示し、次の式のβで表される。
【００３６】
【数１】
2004182590.tif 000002
上式において、粒子径の単位（μｍ）は規定されるものではない。
上式は質量基準で表した粒度分布を基にして分散度を評価しているが、本来分散度は体
積基準で表した粒度分布を基にして評価されるべきものである。しかし粉体粒子密度が同じである場合には質量基準で表した粒度分布と体積基準で表した粒度分布は同じになる。そこで実用上測定が容易な質量基準の粒度分布を測定し、それを体積基準の粒度分布として用いている。従って本来の分散度βは次の式及び図１(ａ)の斜線部分の面積で表される。
【００３７】
【数２】
2004182590.tif 000003
上式において、粒子径の単位（μｍ）は規定されるものではない。
そして芯粒子粉体の分布及び平均粒子径は、特に断らない限り基本的には体積基準を用いることとする。
【００３８】
体積基準頻度分布
体積基準頻度分布とは、粒子径の分布をある粒子径に含まれる体積割合をもって表したものをいう。
【００３９】
（〔Ｄ1,Ｄ2〕，≧９０％）の定義
（〔Ｄ1,Ｄ2〕，≧９０％）分布とは、Ｄ1、Ｄ2を粒子径、但しＤ1＜Ｄ2とするとき、Ｄ1以上でＤ2以下の粒子が体積で９０％以上含まれる分布を表し、図２(ｂ)のように斜線の部分の割合が９０％以上である粒子からなる粉体を表す。
【００４０】
体積基準頻度分布（〔ＤM／５,５ＤM〕，≧９０％）の定義
粒度分布が、体積基準頻度分布で（〔ＤM／５,５ＤM〕，≧９０％）分布とは、ＤMを体積基準の平均粒子径とするとき、ＤMの１／５倍の粒子径以上、ＤMの５倍の粒子径以下の粒子を体積で９０％以上含む分布を表す。例えば、平均粒子径ＤMが２０μｍで体積基準頻度分布が（〔ＤM／５,５ＤM〕，≧９０％）とは、体積基準の平均粒子径が２０μｍで、４μｍ以上且つ１００μｍ以下の粒子径の粒子が体積で９０％以上含まれるような分布を表す。ここで、体積基準の平均粒子径ＤMは、
【数３】
2004182590.tif 000004
又は技術的にはある粒子径間隔をＤi±△Ｄi／２（△Ｄiは区分の幅）内にある粒子群の体積をＶiとすると、
ＤM＝Σ（ｖiＤi）／Σｖi
と表される。
【００４１】
被覆開始領域
微粒子高分散処理手段群の最終処理後、初めて被覆が開始される領域を被覆開始領域という。従って、微粒子高分散処理手段群の最終処理以前では、初めて被覆が開始される領域でも、ここでいう被覆開始領域ではない。
【００４２】
被覆開始領域での分散度β
本発明では、（１）体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを８０％以上とするか、又は（２）体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え５０μｍ以下の芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９０％以上とするか、又は（３）体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９５％以上とするか、又は（４）体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越え８００μｍ以下の芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９７％以上とするか、又は（５）体積基準頻度分布で平均粒子径が８００μｍを越える芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９９％以上とした領域に被覆空間の被覆開始領域を位置せしめた被覆室を設ける。
【００４３】
上記した被覆空間の被覆開始領域における分散度であれば、芯粒子粉体の粒子が、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、実質的に気中に単一粒子状態に分散して被覆に供することができ、被覆空間の被覆開始領域を通過する全ての芯粒子粉体の粒子の表面に、被覆形成物質前駆体が均等に接触及び／又は衝突するため、単一粒子に均一な量の被覆形成物質を付けることができる。
平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子において、上記分散度βは、芯粒子粉体の平均粒子径と共に連続的に変化するが、表現困難なため便宜的に段階的な表現とした。
【００４４】
好適には、（１）体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒
子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９０％以上とするか、又は（２）体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え５０μｍの芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９５％以上とするか、又は（３）体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９７％以上とするか、又は（４）体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越える芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９９％以上とした空間領域に被覆空間の被覆開始領域を位置せしめた被覆室を設けることである。被覆空間の被覆開始領域をこのように位置せしめた被覆室であれば、芯粒子粉体の粒子が、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子に対して、単一粒子単位で被覆形成物質をより均一に被覆でき、且つ各芯粒子ごとに被覆量のより均一な被覆ができる。
【００４５】
体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、気中に於いては凝集作用が働き、粒子同士で接触及び／又は衝突しあい高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子の分布が不均一になる。しかし、上記、芯粒子粉体の粒子の粒径に応じた分散度のごとき分散状態で被覆を開始すれば、準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子単一粒子単位により均一に被覆形成物質を被覆でき、且つ各粒子ごとにより均一な量に被覆形成物質を被覆できる。
【００４６】
準微粒子高分散処理手段群
本発明に於いて、準微粒子高分散処理手段群とは、
(Ａ)  少なくとも分散手段を１以上有し、
(Ｂ)  最終の処理手段として、
（ａ）芯粒子粉体の粒子を気中に分散させる分散手段、又は、（ｂ）芯粒子粉体の粒子を気中に分散させた芯粒子粉体の粒子と気体との混合物において低分散芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段と高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段により分離された低分散芯粒子粉体部分を準微粒子高分散処理手段群中の分散手段の内の最終分散手段及び／又は最終分散手段以前の処理手段に搬送するフィードバック手段とを備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段を有するものである。
【００４７】
好適には、（１）体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒子粉体を当該準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを８０％以上とするか、又は（２）体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え５０μｍ以下の芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９０％以上とするか、又は（３）体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９５％以上とするか、又は（４）体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越え８００μｍ以下の芯粒子粉体を準微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９７％以上とするか、又は（５）体積基準頻度分布で平均粒子径が８００μｍを越える芯粒子粉体を、準微粒子高分散処理手段群の最終処理によ
り気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９９％以上とする分散性能を有するものである。
前記被覆開始領域における種々の分散度に対応してそれらと同等以上の分散性能の準微粒子高分散処理手段群を設けることにより、被覆開始領域において、各分散度に応じた高品位な被覆を施すことができる。
【００４８】
最終処理手段
準微粒子高分散処理手段群の最終の処理手段が分散手段の場合、この分散処理手段を微粒子高分散処理手段群の最終処理手段という。又、準微粒子高分散処理手段群の最終の処理手段が、準微粒子高分散処理手段の最終の分散手段へ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択処理工程時に於いて低分散状態であったために選択分離された部分を搬送するフィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段、又は当該最終の分散手段より前の処理手段に、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択処理工程時に於いて低分散状態であったために選択分離された部分を搬送するフィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の場合、この高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段を準微粒子高分散処理手段群の最終処理手段という。
尚、準微粒子高分散処理手段群の最終処理手段であるフィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段より前に設ける（例えば、フィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段と最終分散手段の間、或いは最終分散手段より前）高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段は、フィードバック手段の有無にかかわらず微粒子高分散処理手段群の構成要素である。
【００４９】
分散手段
準微粒子を分散するために用いる手段を分散手段という。この分散手段は少しでも或いは僅かでも分散効果を有するものは分散手段として使用可能であり、これを分散手段とする。例えば、一般に供給手段として用いる空気輸送用のロータリーフィーダーやインジェクションフィーダー（粉体工学会編：“粉体工学便覧”、日刊工業新聞社（１９８６）Ｐ５６８、Ｐ５７１）は、分散効果も有するので、分散目的の手段として使用する場合は分散手段である。後述の分散維持・促進手段も分散目的で（βを高める目的で）使用する場合は分散手段となる。そしてこの分散手段は単一の装置、機器である場合も、複合された装置、機器である場合もあり、これらを総称して準微粒子高分散処理手段群と呼ぶ。
この準微粒子高分散処理手段群は、芯粒子粉体の粒子の加速及び／又は速度勾配に置く気流による分散、芯粒子粉体の粒子の静止障害物及び／又は回転体でなる障害物への衝突による分散、芯粒子粉体の粒子の流動層及び／又は脈流及び／又は回転ドラム及び／又は振動及び／又は掻取りからなる機械的解砕による分散等の内の選択された一種類以上の分散の機構を備えたものをいう。
【００５０】
具体的には、準微粒子高分散処理手段群は、エジェクタ型分散機、ベンチュリ型分散機、細管、撹拌機、気流中の障害物を利用した分散機、ジェットの吹付けを利用した分散機、螺旋管、回転羽根を利用した分散機、回転するピンを利用した分散機（ケージミル）、流動層型分散機、脈流を利用した分散機、回転ドラムを利用した分散機、振動を利用した分散機、振動ふるい、スクレーパによる掻き取りを利用した分散機、SAEI、Gonell式分散機、中条式分散機、Roller式分散機、オリフィス型分散機、B.M式分散機、Timbrell式分散機、Wright式分散機等の選択された一種以上からなる分散手段を備えたものである（粉体工学会編：“粉体工学便覧”、日刊工業新聞社（１９８６）Ｐ４３０）。
【００５１】
また、特開昭５６−１３３６号に記載の撹拌羽根を利用した分散機、特開昭５８−１６３４５４号に記載の高速気流と分散ノズルを利用した分散機、特開昭５９−１９９０２７号に記載の回転羽根による分散作用とプラズマイオンによる分散作用を利用した分散機、特開昭５９−２０７３１９号に記載のプラズマイオンによる分散作用を利用した分散機、
特開昭５９−２１６６１６号に記載のエジェクタとプラズマイオンによる分散作用を利用した分散機、特開昭５９−２２５７２８号に記載のエジェクタとイオン流の分散作用を利用した分散機、特開昭５９−１８３８４５号に記載のプラズマイオンの分散作用を利用した分散機、特開昭６３−１６６４２１号に記載の分散羽根と圧力気体による分散作用を利用した分散機、特開昭６２−１７６５２７号に記載のライン状又はリング状スリット型噴出口を用いた分散機、特開昭６３−２２１８２９号に記載の網状羽根を利用した分散機、特開昭６３−１６２９号に記載の噴射ノズルからの高速気流による分散作用を利用した分散機、実開昭６３−９２１８号に記載の多数の細孔を利用した分散機、実開昭６２−１５６８５４号に記載のエジェクタ型分散機、実開昭６３−６０３４号に記載の細孔とオリフィスを利用した分散機等の公報に記載のものも使用可能である。
準微粒子高分散処理手段群に好適な分散手段として、特願昭６３−３１１３５８号、特願平１−７１０７１号、特願平２−２１８５３７号等に記載の装置が挙げられる。
【００５２】
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段とは芯粒子粉体の粒子・気体混合物から、低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を分離し、主に単一粒子状態の粒子を含む高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する手段をいう。一次粒子の集合体である凝集粒子は、見かけの粒子径が一次粒子の粒子径に比べ大きくなることから、例えば乾式分級手段により分離が可能である。高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の例としては、重力を利用した分級手段、慣性力を利用した分級手段、遠心力を利用した分級手段、静電気を利用した分級手段、流動層を利用した分級手段等から一種以上選択された乾式分級手段が挙げられる。
この高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の例としては、重力分級機、慣性分級機、遠心分級機、サイクロン、エアセパレータ、ミクロンセパレータ、ミクロプレックス、ムルチプレックス、ジグザグ分級機、アキュカット、コニカルセパレータ、ターボクラシファイア、スーパセパレータ、ディスパージョンセパレータ、エルボジェット、流動層分級機、バーチュアルインパクタ、O-Sepa、ふるい、バイブレーティングスクリーン、シフタ（粉体工学会編：“粉体工学便覧”日刊工業新聞社、Ｐ５１４（１９８６））等が挙げられる。
【００５３】
芯粒子粉体の粒子・気体混合物
芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは、(ａ)芯粒子粉体の粒子が気中に一様に浮遊した均質流れ（一様な浮遊流れ）、(ｂ)芯粒子粉体の粒子が気中のある領域で非一様な分布を示す不均質流れ（非均質浮遊流れ）、(ｃ)芯粒子粉体の粒子の摺動層を伴う流れ（摺動流れ）、又は(ｄ)芯粒子粉体の粒子の静止層を伴う流れを
【００５４】
低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物
低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは芯粒子粉体の粒子・気体混合物の内、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態以外の状態で気中に存在する芯粒子粉体の粒子・気体混合物をいう。
【００５５】
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する芯粒子粉体の粒子・気体混合物をいう。高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物は、極めて高分散であっても、実際には凝集粒子を含む。低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物は、実際には、凝集していない単粒子を含み、選択分離して低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物と高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物に分けられる。低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物は、凝集粒子の選択分離及び／又は再分散により、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物となる。
【００５６】
回収手段
被覆空間で被覆した被覆準微粒子を取り出す手段を回収手段という。回収手段の内で回収処理の行われる部分を回収部という。被覆空間の被覆開始領域を通過して被覆した被覆準微粒子は、気中から直接取り出して回収するか、又は気中から取り出して一時的に蓄えてから回収するか、又は、気体と共に回収される。
回収手段の回収部としては、隔壁（障害物）を利用した回収手段の回収部、重力を利用した回収手段の回収部、慣性力を利用した回収手段の回収部、遠心力を利用した回収手段の回収部、帯電による引力を利用した回収手段の回収部、熱泳動力を利用した回収手段の回収部、ブラウン拡散を利用した回収手段の回収部、ガスの背圧や減圧等による吸引力を利用した回収手段の回収部等が利用可能である。
この回収手段の回収部の好適な例として、重力集塵機、慣性集塵機、遠心力集塵機、濾過集塵機、電気集塵機、洗浄集塵機、粒子充填層、サイクロン、バグフィルター、セラミックスフィルター、スクラバー等が挙げられる。
【００５７】
結合材
本発明のダイヤモンド含有高硬度高密度複合焼結体の製造に用いる結合材としては、圧力が２０００MPa未満で、１８５０℃を越えない温度で焼結することにより、密度８５％以上に緻密に焼結される結合材が選択される。好適には、更に、ダイヤモンドをグラファイト相に相転移するのを促進しない結合材が選択される。或いは、圧力が２０００MPa未満で、１８５０℃を越えない温度で焼結することにより、ダイヤモンドと反応して生成する反応生成物の密度が８５％以上である緻密な結合材となるものが選択される。より好ましくは、圧力が２０００MPa未満で、１８５０℃を越えない温度で焼結して、密度が９０％以上の緻密で、及び／又はビッカース硬度が６００以上の高硬度の結合材となるものが選択される。圧力が２０００MPa未満で、１８５０℃を越えない温度で焼結することにより、密度８５％以上の緻密な結合材となる原料粉体は、周期律表１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族金属、半導体、半金属、希土類金属の内の一種類以上及び／又はこれらの内の一種類以上を含む化合物の少なくとも一種類を含む粉体又は粒子から選択される。より具体的には、この粉体又は粒子が、Ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ4Ｃ、ＷＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＴａＮ、ＴｉＢ、ＴｉＢ2、ＺｒＢ2、ＨｆＢ、ＨｆＢ2、ＬａＢ6、ＭｏＳｉ2、ＢＰ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2ＳｉＯ5（ムライト）、ＺｒＯ2（Ｙ2Ｏ8、ＭｇＯ又はＣａＯ安定剤を添加したジルコニア：ＰＳＺ又は正方晶ジルコニア多結晶体：ＴＺＰ）、ＭｇＡｌ2Ｏ4（スピネル）、の内の少なくとも一種類から選ばれる粉体又は粒子でありうる。好適な例として、例えばアルミナでは、高純度で易焼結性の微細な原料、例えば、特開昭６３−１５１６１６号公報に記載のアンモニウム・アルミニウム炭酸塩熱分解法によるアルミナであれば、常圧の普通焼結でも１４００℃程度の温度で緻密化するので好適である。更に、アルミナの焼結を促進する効果のあるマグネシア（ＭｇＯ）及び／又はチタニア（ＴｉＯx、ｘ＝１〜２）を体積で１０％まで含有する微細で高純度なアルミナ粉体であれば、前記特開昭６３−１５１６１６号公報に記載のアルミナ以外の高純度アルミナ、例えばバイヤー法、有機アルミニウム加水分解法、及びアルミニウムミョウバン熱分解法、エチレンクロルヒドリン法、水中火花放電法等による、１μｍ以下の微細な粒子からなる純度９９％以上の高純度・易焼結性アルミナでも差し支えない。
【００５８】
前記アルミナ以外ではジルコニウムの酸化物、好適には、共沈法によって製造される易焼結性のイットリア添加部分安定化ジルコニア（２−４mol％Ｙ2Ｏ3−ＺｒＯ2）粉体、或いはアルミナ−ジルコニア系粉体（ＦＣレポート、１〔５〕（１９８３）１３−１７）や、チタン酸化物であるチタニア粉体（ＴｉＯ2：第１５回高圧討論会講演要旨集、（１９７３）Ｐ１７４）が選択される。
また、チタンの窒化物として、窒化チタン（ＴｉＮ：山田外、窯業協会誌、８９、（１９８１）６２１〜６２５）も選択可能である。
次に、本発明で用いる被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する場合に採用される準微粒子高分散処理手段群を添付の図面に基づいて説明することにする。
【００５９】
準微粒子高分散処理手段群の図の説明
図２(ａ)は被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の一例を表すブロック図である。芯粒子粉体の粒子を分散させる最終の分散手段Ａ、最終の分散手段以前の分散処理手段群の構成要素ｄで構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。構成要素ｄとしては、分散手段、供給手段、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄは、必ずしも設けなくとも良い。準微粒子高分散処理手段群は、好適には最終の処理手段である分散手段Ａの処理後、（１）体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒子粉体に対し、分散度βが８０％以上、又は（２）体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え５０μｍ以下の芯粒子粉体に対し、分散度βが９０％以上、又は（３）体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体に対し、分散度βが９５％以上、又は（４）体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越え８００μｍ以下の芯粒子粉体に対し、分散度βが９７％以上、又は（５）体積基準頻度分布で平均粒子径が８００μｍを越える芯粒子粉体に対し、分散度βが９９％以上を実現できる構成のものである。
【００６０】
図２(ｂ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の第２の例を表すブロック図である。芯粒子粉体の粒子を分散させる最終の分散手段Ａ、最終の分散手段Ａへ芯粒子粉体の粒子が、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηをフィードバックさせるフィードバック手段Ｃを備えた最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂ、最終の分散手段以前の分散処理手段群の構成要素ｄ、最終分散手段と最終選択手段の間の準微粒子高分散処理手段群の構成要素ｅで構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。構成要素ｄとしては、分散手段、供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｅとしては、分散手段以外の処理手段、例えば供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄ及びｅは、必ずしも設けなくとも良い。準微粒子高分散処理手段群は、好適には、最終の処理手段である選択手段Ｂによる処理後、前記平均粒子径の芯粒子粉体に対し前記分散度を実現できる構成である。
【００６１】
図２(ｃ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の第３の例を表すブロック図である。芯粒子粉体の粒子を分散させる最終の分散手段Ａ、最終の分散手段Ａより前の処理手段へ芯粒子粉体の粒子が、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηをフィードバックさせるフィードバック手段Ｃを備えた最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂ、最終の分散手段以前の準微粒子高分散処理手段群の構成要素ｄ、最終の分散手段と最後の選択手段の間の準微粒子高分散処理手段群の構成要素ｅで構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。構成要素ｄとしては、分散手段、供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｅとしては、分散手段以外の処理手段、例えば供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄ及びｅは、必ずしも設けなくとも良い。準微粒子高分散処理手段群は、好適には最終の処理手段である選択手段Ｂによる処理後、前記平
均粒子径の芯粒子粉体に対し前記分散度を実現できる構成である。
【００６２】
なお、以上のような構成であるから、供給槽、芯粒子生成手段等の粉体の供給源も本準微粒子高分散処理手段群の構成に含めてもよい。例えば図３(ｃ)の場合、フィードバック手段Ｃのフィードバック先を供給槽とする構成も高分散処理手段群の構成として良いことは言うまでもない。又、準微粒子高分散処理手段群の分散工程の前に、芯粒子粉体の粒子を解砕及び／又は粉砕する解砕工程を入れても良いことは言うまでもない。
上記した準微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の具体的な代表例をより詳細にしたブロック図に基づいて更に詳しく説明することにする。
【００６３】
構成１
図３(ａ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の第１の構成を説明するブロック図であって図２(ａ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００６４】
構成２
図３(ｂ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の第２の構成を説明するブロック図であって図２(ａ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００６５】
構成３
図３(ｃ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の第３の構成を説明するブロック図であって図２(ａ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、分散手段ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段ａへフィードバックさせるフィードバック手段Ｃ、主に高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を最終の分散手段Ａへ導入する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段ｂ、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、から構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００６６】
構成４
図３(ｄ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の第４の構成を説明するブロック図であって図２(ｂ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバックするフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００６７】
構成５
図３(ｅ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の第５の構成を説明するブロック図であって図３(ｂ)に対応するものである。本例は、
被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバックするフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００６８】
構成６
図３(ｆ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の第６の構成を説明するブロック図であって図２(ｂ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を取り除き、主に高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を分散手段Ａへ導入する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段ｂ、選択分離された芯粒子粉体の粒子を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバックさせるフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００６９】
構成７
図３(ｇ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製する際の準微粒子高分散処理手段群の第７の構成を説明するブロック図であって図２(ｃ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段ａへフィードバックするフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００７０】
このようにして達成された準微粒子の高分散状態を維持するために、気中分散維持手段を準微粒子高分散処理手段群と被覆室の間に付加することもできる。ここでいう気中分散維持手段とは、気中に分散担持された芯粒子粉体の粒子の再凝集を防止して分散度βを維持する手段をいう。又、このようにして達成された芯粒子の高分散状態を促進するために、気中分散促進手段を微粒子高分散処理手段群と被覆室の間に付加することもできる。ここでいう気中分散促進手段とは、気中に分散担持された芯粒子粉体の粒子のうち主に再凝集下粒子の再分散を促進し、分散状態の低下を鈍られたり、一旦低下した分散状態を元の高分散の状態まで隗服するように再凝分散を促す手段をいう。
【００７１】
この気中分散維持手段又は気中分散促進手段の好適な例としては、パイプ振動装置、パイプ加熱装置、プラズマ発生装置、荷電装置等が挙げられる。
パイプ振動装置は、発振器を設置したパイプの振動により、気中に分散している粒子に分散機とは言えない振動を与えることで、再凝集を抑制し高分散状態を維持する手段又は再凝集した粒子の分散を促進する手段である。
パイプ加熱装置は、加熱したパイプにより搬送気体の外側から熱を加えて搬送気体を膨
張させ、分散機とは言えないほどに流速を加速して再凝集を抑制し、再凝集した粒子の分散を促進する手段である。
プラズマ発生装置は、芯粒子粉体を分散担持している気中にプラズマを発生させ、そのプラズマイオンと芯粒子との衝突により、再凝集を抑制し高分散状態を維持する手段又は再凝集した粒子の分散を促進する手段である。
荷電装置は、芯粒子粉体を分散担持している気中に、コロナ放電、電子ビーム、放射線等の方法で単極イオンを発生させ、単極イオン雰囲気中を通過させることで粒子を単極に帯電させ、静電気の斥力により再凝集を抑制し高分散状態を維持する手段又は再凝集した粒子の分散を促進する手段である。
【００７２】
このようにして形成された準微粒子の高分散状態の芯粒子粉体は粒子の表面を被覆形成物質で被覆するために被覆室に送られる。この被覆室には被覆開始領域を含む被覆空間が設けられている。
準微粒子高分散処理手段群と被覆室とは直結することが望ましいが、搬送に不可避の中空部材及び／又はパイプを使って接続しても良い。この場合にも、被覆開始領域での分散度βを上記した範囲の値とすることが不可欠である。
準微粒子高分散処理手段群と被覆室を別々に置いてその間を連結する場合は、芯粒子粉体をその分散状態のまま被覆室へ導入してやれば良い。そのためには、この間に芯粒子粉体の分散状態を維持するための装置である気中分散維持手段及び／又は分散状態を高めるための装置である気中分散促進手段及び／又は芯粒子粉体の粒子・気体混合物から、低分散芯粒子粉体部分を分離し、主に単一粒子状態の粒子を含む高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段を設けることもできる。
又、被覆されたダイヤモンド準微粒子を調製するに際して、準微粒子高分散処理手段群が、(１)被覆室、又は(２)被覆空間、又は(３)被覆開始領域と一部以上空間を共有することもできる。
例えば、準微粒子高分散処理手段群中の分散空間と被覆室とを、又は準微粒子高分散処理手段群中の分散空間と被覆開始領域を有する被覆空間とを、又は準微粒子高分散処理手段群中の分散空間と被覆開始領域とを、空間的に共有することもできる。
【００７３】
ここで被覆開始領域とは、(１)体積基準頻度分布で平均粒径が１０μｍを越え２０μｍ以下の芯粒子粉体にあっては粒子の分散度βが８０％以上、(２)体積基準頻度分布で平均粒径が２０μｍを越え５０μｍ以下の芯粒子粉体にあっては粒子の分散度βが９０％以上、(３)体積基準頻度分布で平均粒径が５０μｍを越え３００μｍ以下の芯粒子粉体にあっては粒子の分散度βが９５％以上、(４)体積基準頻度分布で平均粒径が３００μｍを越え８００μｍ以下の芯粒子粉体にあっては粒子の分散度βが９７％以上、(５)体積基準頻度分布で平均粒径が８００μｍを越える芯粒子粉体にあっては粒子の分散度βが９９％以上である分散状態で搬送された高分散状態の芯粒子粉体に気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体が接触及び／又は衝突し、被覆を開始する領域を指し、次の図５(ａ)〜(ｅ)で示される態様が考慮される。
すなわち、図５(ａ)〜(ｅ)において被覆開始領域は２で示される領域である。
【００７４】
図４(ａ)において芯粒子の平均粒子径に応じて上記した分散度βの分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域２を準微粒子高分散処理手段群又は準微粒子高分散処理手段群の放出部１を覆って設ける。
図４(ｂ)において準微粒子高分散処理手段群又は準微粒子高分散処理手段群の放出部１から放出される芯粒子粉体の粒子４が全て通る前記、被覆空間の被覆開始領域２を設ける。
上記の構成により、全ての芯粒子粉体の粒子は上記した分散度βの分散状態で被覆始められる。
図４(ｃ)において準微粒子高分散処理手段群又は準微粒子高分散処理手段群の放出部１から放出される芯粒子粉体の粒子４の内、回収部５に入る粒子が必ず通過する前記被覆空間の被覆開始領域２を設ける。
図４(ｄ)において回収部５を囲む前記被覆空間の被覆開始領域２を設ける。
図４(ｅ)において高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の粒子のみが到達可能な位置に回収部５を設ける。従って、ここでの領域６は重力を利用した選択手段となる。回収部に入る高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の粒子が、必ず通過する前記被覆空間の被覆開始領域２を図の斜線部のように設ける。このようにすることで上記した分散度βの分散状態で被覆始めた芯粒子のみ回収でき、被覆開始領域を通っていない芯粒子と被覆開始領域を通過した被覆準微粒子とは混ざることはない。
【００７５】
上記したところから、本発明を実施する装置は、準微粒子高分散処理手段群と被覆室又は準微粒子高分散処理手段群と被覆室と回収手段から構成されるものであるが、これらの装置の構成要素は、種々の組み合わせ方をすることが可能で、これらの装置の構成例を図面にもとづいて説明するとつぎのとおりである。
【００７６】
装置の構成１
図５(ａ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を製造するための第一の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄから構成されている。準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１に直結してある。
【００７７】
装置の構成２
図５(ｂ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を製造するための第二の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、不可避の中空部材２−Ｃ２、回収手段２−Ｄから構成されている。準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１に不可避の中空部材２−Ｃ２を介して接続してある。
【００７８】
装置の構成３
図５(ｃ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を製造するための第三の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、気中分散維持手段２−Ｃ３、回収手段２−Ｄから構成されている。準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１に気中分散維持手段２−Ｃ３を介して接続してある。
【００７９】
装置の構成４
図５(ｄ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を製造するための第四の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄから構成されている。準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１と空間を共有している。
【００８０】
装置の構成５
図５(ｅ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を製造するための第五の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄから構成されている。準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２
−Ｂ１中に設けている。
【００８１】
装置の構成６
図５(ｆ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を製造するための第六の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄから構成されている。準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１の分散空間中に、被覆室２−Ｂ１を設けている。
【００８２】
装置の構成７
図５(ｇ)は、被覆されたダイヤモンド準微粒子を製造するための第七の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、準微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄ、再被覆供給手段２−Ｅから構成されている。回収手段２−Ｄから被覆後の被覆準微粒子を高分散処理手段群２−Ｃ１に再被覆供給手段２−Ｅにより搬送して、繰り返して被覆処理が行える。
かかる構成の装置のいずれかにより、被覆されたダイヤモンド準微粒子が製造されるものである。
【００８３】
上記のようにしてダイヤモンド準微粒子である芯粒子粉体を被覆形成物質で被覆した被覆準微粒子について、再び被覆形成物質で被覆すること、またはこの再被覆を反復することもできる。この場合、被覆準微粒子は再被覆供給手段に送られる。ここで、再被覆供給手段とは、再被覆を行うために被覆後の被覆準微粒子を準微粒子高分散処理手段群へ搬送する手段をいう。具体的には、(ａ)被覆準微粒子を回収する回収手段、及び(ｂ)この回収手段から準微粒子高分散処理手段群に当該被覆準微粒子を搬送する被覆粒子搬送手段を備えた手段である。または、(ａ)被覆準微粒子を回収する回収手段、(ｂ)この回収手段から準微粒子高分散処理手段群に当該被覆準微粒子を搬送する被覆粒子搬送手段、(ｃ)及び被覆後の被覆準微粒子を分級する被覆粒子分級手段を備えた手段である。被覆量が多い場合、被覆前の芯粒子粉体の粒子の粒度分布と被覆後の被覆準微粒子の粒度分布は変わってしまう。そこで、被覆後の被覆準微粒子の粒度分布を被覆粒子分級手段により調整し、再被覆処理を行えば効果的である。
この再被覆処理は、必要によって繰り返すことができ、そして被覆形成物質の被覆量を所望のものに設定することができる。更に、この被覆形成物質の種類を変えてこの被覆処理を繰り返すことができ、このようにして複数成分の物質を被覆形成物質として多重被覆することもできる。
【００８４】
本発明で用いる被覆準微粒子の製造装置は、被覆形成物質が、気相を経る気相法によって、芯粒子粉体の粒子表面に被覆される被覆準微粒子の製造装置であれば制限はない。例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）装置としては、熱ＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置、電磁波を利用したＣＶＤ（可視光線ＣＶＤ、レーザＣＶＤ、紫外線ＣＶＤ、赤外線ＣＶＤ、遠赤外線ＣＶＤ）装置、ＭＯＣＶＤ装置等、或いは、物理蒸着（ＰＶＤ）装置としては、真空蒸着装置、イオンスパックリング装置、イオンプレーティング装置等が適用可能である。より具体的には、例えば、特開平３−７５３０２号公報の超微粒子で表面が被覆された粒子およびその製造方法に記載の被覆粒子製造装置が好適である。
【００８５】
以上述べたとおり、本発明ではダイヤモンドの準微粒子からなる芯粒子粉体、又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を被覆空間に投入し、気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体をこの芯粒子粉体の粒子に接触及び／又は衝突させてこの芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被覆して被覆ダイヤモンド準微粒子が製造されるが、この準微粒子からなる芯粒子を被覆するための基本的な工程を
要約するとつぎの通りである。
【００８６】
Ｉ
（Ａ）  準微粒子高分散処理手段群により、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子芯粒子粉体の粒子を、気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βを上記した範囲の値とする分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【００８７】
II
（Ａ）  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子芯粒子粉体の粒子を、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βを上記した範囲の値とすることを実現する準微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βを上記した範囲の値とする分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【００８８】
III
（Ａ）  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子芯粒子粉体の粒子を、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βを上記した範囲の値とすることを実現する微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、被覆工程に直接搬送する搬送工程、
（Ｃ）  この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βを上記した範囲の値とする分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【００８９】
IV
（Ａ）  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子芯粒子粉体の粒子を、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βを上記した範囲の値とすることを実現する準微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、搬送に不可避の、中空部材、中空を形成する部材からなる中間部材、及びパイプから選択される１種類又はそれ以上の部材を介して搬送する搬送工程、
（Ｃ）  この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βを上記した範囲の値とする分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【００９０】
Ｖ
（Ａ）  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子芯粒子粉体の粒子を、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βを上記した範囲の値とすることを実現する準微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、この分散性能で気中に分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の気中分散状態を維持する気中分散維持手段、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の気中分散状態を高める気中分散促進手段、芯粒子粉体の粒子と気体との混合物において低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の１種類又はそれ以上を介して被覆工程に搬送する搬送工程、
（Ｃ）  この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βを上記した範囲の値とする分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【００９１】
以上、Ｉ〜Ｖの全てにおいて、好適には、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βを上記した範囲の値とすることを実現する空間領域の内の、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子の全ての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置させるか、又は、
体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βを上記した範囲の値とすることを実現する空間領域の内の、回収手段の回収部に回収する全ての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置させるか、
又は、前記Ｉ及びIIにおいて、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越える準微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に準微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、準微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βを上記した範囲の値とすることを実現する準微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程の一部以上と前記被覆工程の一部以上とを、空間を一部以上共有して行うものである。
【００９２】
上記、被覆されたダイヤモンド準微粒子は、被覆された準微粒子の被覆形成物質を介して、接触状態で集合塊を形成する場合がある。この被覆されたダイヤモンド準微粒子からなる粉体は、単一粒子状態の被覆された準微粒子と、この単一粒子状態の被覆された準微粒子が数個から数十個接触した集合塊、更に多数個の単一粒子状態の被覆された準微粒子が接触した集合塊から構成され、その形状及び大きさが不均一で不規則になる。この単一粒子状態の被覆された準微粒子からなる集合塊は、解砕及び／又は破砕してから成形又は焼結処理に供するのが好ましい。この被覆されたダイヤモンド準微粒子の集合塊の解砕及び／又は破砕には、種々の解砕手段、例えば、ボールミル、振動ボールミル、乳鉢、ジェットミル等が利用可能である。また、単一粒子状態の被覆された準微粒子と、この単一粒子状態の被覆された準微粒子の集合塊とを選択分離して、単一粒子状態の被覆された準微粒子のみを成形又は焼結処理に供してもよい。
【００９３】
本発明によれば、上記のようにして得られた被覆されたダイヤモンド準微粒子又は同粒子を含む混合物を、２０００MPa以上の圧力および高温において焼結するか、又は
この被覆されたダイヤモンド準微粒子又は同粒子を含む混合物を２０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件において焼結するか、又は
この被覆されたダイヤモンド準微粒子と結合材との体積で１〜９０：９９〜１０の割合の混合物であって、この結合材は２０００MPa未満の圧力で１８５０℃を越えないダイヤモンド粒子が熱力学的に準安定な条件で密度８５％以上に焼結されるものである、上記混合物を２０００MPa未満の圧力及び１８５０℃を越えないダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼成条件において焼結される。
【００９４】
また他の機能を発現する物質を加える場合についてはこの物質が粉体状、板状又は粒子状のもので、より具体的には、周期律表第１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族の金属、半導体、半金属、希土類金属、及びその酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、酸炭化物、炭窒化物、酸炭窒化物、硼化物、珪化物の内の選択された一種類以上のもの、例えばＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、ＴｉＡｌ、Ｔｉ3Ａｌ、ＴｉＡｌ3、ＴｉＮｉ、ＮｉＡｌ、Ｎｉ3Ａｌ、ＳｉＣ、Ｂ4Ｃ、Ｃｒ3Ｃ2、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＷＣ、Ｗ2Ｃ、ＨｆＣ、ＴａＣ、Ｔａ2Ｃ、ＮｂＣ、ＶＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＶxＮ（ｘ＝１〜３）、ＮｂＮ、ＴａＮ、Ｔａ2Ｎ、ＴｉＢ、ＴｉＢ2、ＺｒＢ2、ＶＢ、Ｖ3Ｂ2、ＶＢ2、ＮｂＢ、ＮｂＢ2、ＴａＢ、ＴａＢ2、ＭｏＢ、ＭｏＢ2、ＭｏＢ4、Ｍｏ2Ｂ、ＷＢ、Ｗ2Ｂ、Ｗ2Ｂ5、ＬａＢ6、ＢＰ、Ｂ13Ｐ2、ＭｏＳｉ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2（Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ又はＣａＯ安定剤を添加した部分安定化ジルコニア：ＰＳＺ、又は正方晶ジルコニア多結晶体：ＴＺＰ）、ＭｇＡｌ2Ｏ4（スピネル）、Ａｌ2ＳｉＯ5（ムライト）の少なくとも一種類からなる粉体及び／又は粒子等から選択されうる。
【００９５】
更にこの助剤が繊維状物質であっても良い。この被覆ダイヤモンド準微粒子に混合する、繊維状物質は短径が５００μｍ以下で、短径に対する長径との比が２以上である形状の、金属又は化合物の少なくとも一種類からなる物質で、短径が５００μｍ以下で、短径に対する長径との比が２以上である形状の棒状物質及び／又は融解紡糸して繊維形状にした連続繊維である長繊維及び／又は結晶自体が繊維形状をとる自形繊維である短繊維及び／又は一方向に結晶成長させて繊維形状にしたウィスカー（wisker）からなる。このウィスカー（ヒゲ結晶）には、その形成においては、相変化や体積全体に及ぼす化学反応という現象は起こらないものと定義されている真性のウィスカー及び／又は相変化とか体積全体に及ぶ化学変化によって生成する結晶の一つの結晶面のみを成長させることにより、長い針状晶となった単結晶を指す広義のウィスカー及び／又は断面積が８×１０-5in2以下で、長さが平均直径の１０倍以上の単結晶であるウィスカーがある。
【００９６】
繊維状物質として、周期律表第１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族の金属、半導体、半金属、希土類金属、非金属の内の一種類以上を含む化合物の少なくとも一種類を含む。短径が５００μｍ以下で、短径に対する長径との比が２以上である形状の繊維状物質が用いられる。具体的には、周期律表第１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、８族の金属、半導体、半金属、希土類金属、及びその酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、酸炭化物、炭窒化物、酸炭窒化物、硼化物、珪化物の少なくとも一種類からなる、短径が５００μｍ以下で、短径に対する長径との比が２以上である形状の繊維状物質が使用される。好適には、例えばＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、ＴｉＡｌ、Ｔｉ3Ａｌ、ＴｉＡｌ3、ＴｉＮｉ、ＮｉＡｌ、Ｎｉ3Ａｌ、ＳｉＣ、Ｃｒ3Ｃ2、ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ4Ｃ、ＷＣ、Ｗ2Ｃ、ＨｆＣ、Ｔａ
Ｃ、Ｔａ2Ｃ、ＮｂＣ、ＶＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＶxＮ（ｘ＝１〜３）、ＮｂＮ、ＴａＮ、Ｔａ2Ｎ、ＴｉＢ、ＴｉＢ2、ＺｒＢ2、ＶＢ、Ｖ3Ｂ2、ＶＢ2、ＮｂＢ、ＮｂＢ2、ＴａＢ、ＴａＢ2、ＭｏＢ、ＭｏＢ2、ＭｏＢ4、Ｍｏ2Ｂ、ＷＢ、Ｗ2Ｂ、Ｗ2Ｂ5、ＬａＢ6、ＢＰ、Ｂ13Ｐ2、ＭｏＳｉ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2（Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ又はＣａＯ安定剤を添加した部分安定化ジルコニア：ＰＳＺ、又は正方晶ジルコニア多結晶体：ＴＺＰ）、ＭｇＡｌ2Ｏ4（スピネル）、Ａｌ2ＳｉＯ5（ムライト）の少なくとも一種類からなる、短径が５００μｍ以下で、短径に対する長径との比が２以上である形状の繊維状物質が選択されうる。
【００９７】
本発明で用いる被覆されたダイヤモンド準微粒子は、上記したように気相法によりその表面を被覆するので基本的に被覆形成物質に制限はない。被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体を、用途に応じて任意に材料設計する上で必要に応じて、この被覆を施す前に、ダイヤモンド準微粒子表面に事前に、同種及び／又は異種の被覆形成物質を同種及び／又は異種の被覆方法により被覆を施してもよい。
例えば、ダイヤモンド準微粒子表面に、目的とする金属の炭化物からなる被覆を形成する場合、事前に炭素を被覆した被覆ダイヤモンド準微粒子を使用すればよい。事前に物質を被覆する方法は、特に制限するものではないが、例えば、特開平２−２５２６６０号公報に記載の溶融塩浸漬法、特開平１−２０７３８０号公報に記載の溶融塩不均化反応法を始め、電気メッキ法、無電解メッキ法、クラッド法、物理蒸着法（スパッタリング法、イオンプレーティング法等）や化学蒸着法等が好適である。目的とする金属化合物の金属の種類は、本発明の結合材及び／又は焼結助剤として適用可能の範囲であれば特に制限されない。
【００９８】
上記溶融塩を用いる浸漬法により形成される被覆膜は、緻密な高硬度高融点物質であり、ダイヤモンド準微粒子を他の物質から隔離する作用を有し、結合材の選択の幅が飛躍的に広がる。この溶融塩を用いる浸漬法により被覆膜を設けた、被覆されたダイヤモンド準微粒子は、従来の圧力が２０００MPa未満で、ダイヤモンドが熱力学的に準安定な圧力・温度の焼結条件によるダイヤモンド含有高硬度高密度複合焼結体の製造法では緻密に焼結することが困難であるが、この溶融塩を用いる浸漬法により形成された高硬度高融点物質の被覆膜で被覆されたダイヤモンド準微粒子に、更に一層以上の、本発明の気相法による被覆法により十分緻密で高硬度に焼結可能な結合材として適用可能な物質を適量被覆すると焼結促進により好適である。
本発明によればダイヤモンド準微粒子表面に、気相法により、被覆形成物質を被覆させた被覆ダイヤモンド準微粒子を結合材と混合して、又は被覆ダイヤモンド準微粒子と結合材との混合物と、残部が前記粉体、板状物質、粒子等及び／又は前記短径が５００μｍ以下で、短径に対する長径との比が２以上である形状の繊維状物質を混合した混合物を、粉体状で、若しくは成形後焼結することも可能である。
【００９９】
ダイヤモンドは、熱力学的には超高圧力下のみ安定で、高温下では圧力が不十分な場合にはグラファイトに相移転する。
そこでダイヤモンドを含有するダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンドのグラファイトへの相移転を防止し、且つこのダイヤモンド焼結体を緻密にするために、ダイヤモンドが熱力学的に安定な２０００MPaを越える超高圧力及び高温度下で製造される。
従って圧力が２０００MPa以上で、ダイヤモンドが熱力学的に安定な圧力・温度の焼結条件を選択する場合、ダイヤモンドの相図の熱力学的平衡線により圧力に対して温度は限定される。しかし、圧力が２０００MPa以上で、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件を選択する場合、ダイヤモンドの相図の熱力学的平衡線により圧力に対応して限定される領域から若干外れる温度でも差し支えない。
【０１００】
一方、圧力が２０００MPa未満で、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な
圧力・温度の焼結条件を選択する場合、ダイヤモンドが熱力学的に準安定な領域に、当該圧力に対応して限定される温度があるので注意を要する。
つまり、圧力が２０００MPa未満で、ダイヤモンドが熱力学的に安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件を選択する場合、ダイヤモンド粒子の品質に応じて焼結温度の上限が異なる。
例えばダイヤモンドでは、若槻らの圧力下での実験によるとダイヤモンドが熱力学的には安定な状態でなくとも、熱力学的に準安定である場合、相転移に要する時間が極めて長いために事実上安定に存在し、その事実上安定に存在する温度の上限として１１００℃を示して報告している（H.T. Hall、 Science, １６９（１９７０）８６８〜８６９）。
【０１０１】
特に高純度のダイヤモンド、例えばＰＶＤ法或いはＣＶＤ法による気相を介して合成される超高純度のダイヤモンド、或いは長時間かけて超高圧合成した超高純度のダイヤモンドを用いれば、圧力を伝達可能なカプセルに脱気封入して超高圧ＨＩＰ（熱間静水圧加圧）焼結又はＨＩＰ焼結を行うか或いは真空若しくは不活性ガス中でＰＣ（ピストンシリンダー）による焼結又はＨＰ（ホットプレス）焼結を行うことにより、熱力学的に安定な状態ではなくとも、前記Hall氏らの報告の１２００℃よりも遥かに高い１８５０℃までダイヤモンドが現実上安定に存在する。しかし、１８５０℃を越えると短時間でグラファイト相に相転移する。
従って、圧力が２０００MPa未満で、ダイヤモンドが熱力学的に安定でないが準安定な圧力・温度の焼結条件を選択する場合、焼結温度の上限は１８５０℃である。
【０１０２】
本発明のダイヤモンド準微粒子焼結体は、圧力が異なる２種類の焼結条件の製造法により製造される。圧力が２０００MPa以上の超高圧力下で且つ高温下で適宜時間焼結する被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体の製造装置は、キュービック型、テトラ型、ガードル型、ベルト型超高圧力装置等が適用可能で、特に制限はない。再現性良く試料を加圧するための加圧装置及び圧力は、前記キュービック型超高圧力装置を始めとする各種超高圧力装置を使用し、２０００MPa以上とする。焼結温度は、前記ダイヤモンドの熱力学的安定領域から若干外れた条件でも差し支えない。しかし、より好適にはダイヤモンドの熱力学的安定領域で２０００MPa以上の超高圧力・高温下で焼結せしめる。
圧力が２０００MPa未満で、温度が１８５０℃を越えない、ダイヤモンドが熱力学的安定ではないが準安定な圧力・温度の焼結条件で適宜時間焼結する被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体の製造装置は、ＰＣ（ピストンシリンダー）型超高圧力装置、又は超高圧ＨＩＰ（熱間静水圧加圧）装置、或いはＨＩＰ装置、若しくはＨＰ（ホットプレス）装置等が適用可能で、特に制限はない。
ＰＣ型超高圧力装置を使用する場合は、圧力は２０００MPa未満を適用しても差し支えないが、このＰＣ型超高圧力装置の耐久性を考慮すると１５００MPaを越えないことが好ましい。圧力発生に関する従来公知の技術としては、超高圧ＨＩＰ装置の場合１０００MPaまでＨＩＰ圧力を作用可能であり、この超高圧ＨＩＰ装置を除くＨＩＰ装置及びＨＰ装置の場合は、２００MPaまでそれぞれ作動可能である。
【０１０３】
以上の方法により焼結させた被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体は、高度に微組織が制御された高性能な焼結体である。用途として最も一般的な機械部材用に、被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体でそのビッカース硬度が好適には６００以上の高硬度で、その密度が８５％以上の緻密な被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体が製造できる。好適には、この被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体でそのビッカース硬度が８００以上の高硬度で、及び／又は、その密度が９０％以上の緻密な被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体が製造できる。より好ましくは、例えば、耐摩耗性の高い機械部材への適用を考慮すると、相対的にダイヤモンドの含有量を増し、且つ緻密に焼結することにより、ビッカース硬度は１０００以上の高硬度の被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体が製造できる。より一層耐摩耗性を要求される工具用等には、更にダイヤモンドの含有量を増し、且つ緻密に焼結することにより、ビッカース
硬度２０００以上の被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体が製造できる。
【０１０４】
以下、本発明の被覆ダイヤモンド準微粒子、並びに被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体及びその製造法を実施例により説明する。
【０１０５】
実施例１
平均粒子径ＤMが１７μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／２,３ＤM／２〕，≧９０％）のダイヤモンド準微粒子をチタン金属の炭化物である炭化チタンを被覆した。
使用した装置は、図６およびその部分拡大図である図７に示したものであり、図５(ａ)に示した構成の具体例である。
本例の装置は、プラズマトーチ３−Ａ、プラズマ室３−ａ、被覆形成物質前駆体生成室の冷却槽３−Ｂ、被覆形成物質前駆体生成室３−ｂ、狭義の被覆室冷却槽３−Ｃ、狭義の被覆室３−ｃ、被覆準微粒子冷却室の冷却槽３−Ｄ、被覆準微粒子冷却室３−ｄ、被覆形成物質の原料の供給側に、供給装置３−Ｅ１、芯粒子粉体の供給側に、撹拌式分散機３−Ｆ１とエジェクター式分散機３−Ｈ１、細管分散機１０７及び被覆準微粒子回収部３−Ｇより成る。供給装置３−Ｅ１は被覆形成物質の原料粉体の供給槽１１２に、撹拌式分散機３−Ｆ１は芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機１１１にそれぞれ結合される。本例における被覆室は、定義ではプラズマ室３−ａ、被覆形成物質前駆体生成室３−ｂ、狭義の被覆室３−ｃ、被覆粒子冷却室３−ｄから構成されており、ここではこれらを広義の被覆室と称する。当該広義の被覆室の内、主に被覆処理の行われる室３−ｃを狭義の被覆室と称する。
【０１０６】
本例における準微粒子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機１１１、撹拌式分散機３−Ｆ１とエジェクター式分散機３−Ｈ１及び内径４mmのステンレス製細管分散機１０７で構成されており、図２(ａ)の準微粒子高分散処理手段群の構成である。準微粒子高分散処理手段群は、ＤM＝１７μｍの（〔ＤM／５,５ＤM〕，≧９０％）分布の粉体に対して出力時β≧８０％を実現できるように構成されている。準微粒子高分散処理手段群の最終処理手段である細管１０７は被覆室３−Ｃに直結してあり、被覆空間の３−Ｌ２の被覆開始領域３−Ｌ１においてβ≧８０％を実現できるように構成されている。
【０１０７】
プラズマトーチ３−Ａの上部に設けられたガス噴出口１０１に供給源１０２からアルゴンガスを２０リットル／分の割合で供給する。このアルゴンガスは印加された高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ３−Ａ内プラズマ室３−ａでプラズマ焔を形成する。
被覆形成物質の原料の供給槽を備えた供給機１１２から供給した被覆形成物質の原料である平均粒子径２μｍの炭化チタン粉末は、５リットル／分のキャリアガス１０３に担持されて、プラズマトーチ３−Ａの下部に設けられた被覆形成物質の原料の投入口１０４から、プラズマ焔中に０.３ｇ／分の割合で導入され、プラズマ焔の熱により蒸発して気相を経て、被覆形成物質前駆体生成室３−ｂで被覆形成物質前駆体となる。
芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機１１１から３.０ｇ／分で供給される平均粒子径１７μｍのダイヤモンドの芯粒子を、撹拌式分散機３−Ｆ１により分散させ、５リットル／分の割合で供給されるキャリアガス１０５により担持され、１０リットル／分の流量の分散ガス１０６によるエジェクター式分散機３−Ｈ１及び細管分散機１０７により分散度β＝８９％の分散状態に分散させ、被覆室に導入する。
高分散状態のダイヤモンド準微粒子は、被覆空間の３−Ｌ２の被覆開始領域３−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ＝８９％の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。
このようにして生成した、被覆形成物質で表面に被覆が施された被覆準微粒子は、気体と共に被覆準微粒子冷却室３−ｄを降下し、被覆準微粒子回収部３−Ｇに至る。被覆準微粒子からなる製品は、フィルター１１０により気体と分離し、集められ取り出される。
【０１０８】
得られた被覆準微粒子である、炭化チタンで表面に被覆を施したダイヤモンド準微粒子
を走査型電子顕微鏡で観察したところ、図８に示す通り、個々の粒子は、いずれも、一様に０.００５μｍ程度の炭化チタンが超微粒子状に被覆したものであった。炭化チタンの被覆量は、体積で５％であった。
このようにして得られた炭化チタン被覆ダイヤモンド準微粒子を結合する結合材として、この炭化チタン被覆ダイヤモンド準微粒子と略同様の条件で被覆を行って、粒径０.５〜２μｍ（平均粒子径１μｍ）の微粒子からなるダイヤモンド微粒子粉体に炭化チタンを体積で１５％被覆した被覆ダイヤモンド粉体を用いた。上記の被覆ダイヤモンド準微粒子を体積で６０％、また上記の粒径０.５〜２μｍ（平均粒子径１μｍ）の微粒子からなる被覆ダイヤモンド微粒子を体積で４０％をアセトンを用いて湿式で混合し、これを外径６mm、高さ２mmに型押し成形し、その外側に六方晶窒化硼素（ｈ−ＢＮ）成形体を配置した圧力媒体に埋め込み、２００℃、１０-3torrで一昼夜真空乾燥して、低沸点不純物を除去した。これをキュービック型超高圧装置にセットし、先ず、室温で５.５GPaまで昇圧し、その後１４５０℃に昇温し、３０分保持後に降温し、圧力を下げた。
【０１０９】
得られた焼結体をＸ線回折で調べたところ、ダイヤモンドと炭化チタンが認められたのみであった。実施例１の焼結体の研摩面に、観察のための通常の金蒸着を施してなる当該研摩面の電子顕微鏡写真（×５０００）を図９に示す。図中、暗部はダイヤモンドであり、明部は炭化チタンである。図９から明らかなように、焼結体中には気孔が全く存在せず、相対密度９９％以上に焼結出来た。しかも、未焼結な部分が全然なかった。被覆形成物質が薄くなって、ダイヤモンド準微粒子及び／又は微粒子からなるダイヤモンド微粒子同志が接触しているところは、このダイヤモンド準微粒子及び／又はダイヤモンド微粒子同士が被覆を押し破り、焼結して直接結合している。これ以外では、炭化チタンがダイヤモンド準微粒子を均一に取り巻いて分布し、被覆ダイヤモンド準微粒子が緻密で、均一な、極めて高度に制御された分布を有する特徴的な焼結体であることが分かる。しかも、ダイヤモンド粒子は、原料のダイヤモンド粉体と比べ、粒成長がないという特徴もある。このような、極めて高度に制御された微組織を有する焼結体は従来は製造できなかった。以上のように、ダイヤモンドは、本来極めて難焼結性であるにもかかわらず、本発明の被覆ダイヤモンド準微粒子は、工業レベルの超高圧力・高温下において、恰も比較的焼結し易い粒子のごとく振る舞い、緻密で強固、且つ極めて高度に制御された微組織を形成した。
【０１１０】
実施例２
平均粒子径ＤMが１７μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／２,３ＤM／２〕，≧９０％）のダイヤモンド準微粒子をチタン金属で被覆した。
使用した装置は、図１０およびその部分拡大図である図１１に示したものであり、図５(ａ)に示した構成の具体例である。本例の被覆形成物質前駆体を生成する装置の構成は実施例１と同一である。準微粒子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機２１４、撹拌式分散機５−Ｆ１、細管分散機２１１及び衝突板を利用した分散機５−Ｈ２で構成されており、図２(ａ)の準微粒子高分散処理手段群の構成である。細管分散機２１１は、内径４mmのステンレス製である。準微粒子高分散処理手段群αの最終分散手段である衝突板を利用した分散機５−Ｈ２は、SiC製の衝突板２１３がステンレス製のホルダー２１２により設置された構成である。この衝突板を利用した分散機５−Ｈ２は狭義の被覆室５−ｃの中に設けられており、準微粒子高分散処理手段群αと狭義の被覆室５−ｃは共有の空間を有している。また、被覆空間５−Ｌ１及び被覆空間の被覆開始領域５−Ｌ２は、狭義の被覆室５−ｃ内に設けてある。本装置の準微粒子高分散処理手段群は、平均粒子径ＤMが１７μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５,５ＤM／２〕，≧９０％）の芯粒子粉体の粒子を、最終の分散処理である衝突板を利用した分散機５−Ｈ２の衝突板２１５を衝突直後、分散度β≧８０％に分散できる。したがって、分散度β≧８０％の状態で被覆が開始される。
【０１１１】
プラズマトーチ５−Ａの上部に設けられたガス噴出口２０１に供給源２０２から２０リ
ットル／分のアルゴンガスを供給する。このアルゴンガスは印加された高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ５−Ａ内プラズマ室５−ａでプラズマ焔を形成する。
被覆形成物質の原料の供給槽を備えた供給機２１５から０.５ｇ／分で供給した被覆形成物質の原料である平均粒子径２５μｍのチタン金属粉末は、５リットル／分のキャリアガス２０３に担持されて、プラズマトーチ５−Ａの下部に設けられた被覆形成物質の原料の投入口２０４から、プラズマ焔中に導入され、プラズマ焔の熱により蒸発して気相を経て、被覆形成物質前駆体生成室５−ｂで被覆形成物質前駆体となる。
芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機２１４から２.５ｇ／分で供給されるダイヤモンドの芯粒子は、撹拌式分散機５−Ｆ１により分散させ、２０リットル／分の割合で供給されるキャリアガス２０５により担持され、細管分散機２１１を経て、被覆室中に設けた衝突板を利用した分散機５−Ｈ２によって、分散度β＝８９％に気中に分散させる。
高分散状態のダイヤモンド準微粒子は、被覆空間の５−Ｌ２の被覆開始領域５−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ＝８９％の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。
このようにして生成した、被覆形成物質で表面が被覆された被覆準微粒子は、気体と共に被覆準微粒子冷却室５−ｄを降下し、被覆準微粒子回収部５−Ｇに至る。この被覆準微粒子からなる製品は、フィルター２１０により気体と分離し、集められ取り出される。
【０１１２】
得られた被覆準微粒子である、チタン金属で表面を被覆したダイヤモンド準微粒子を、走査型電子顕微鏡で観察したところ、個々の粒子は、いずれも、一様に０.００５μｍ程度のチタン金属が超微粒子状に被覆したものであった。チタン金属の被覆量は、体積で１０％であった。
このようにして得られたチタン金属被覆ダイヤモンド準微粒子を結合する結合材として、このチタン金属被覆ダイヤモンド準微粒子と略同様の条件でチタン金属による被覆を行って、粒径０.５〜２μｍ（平均粒子径１μｍ）の微粒子からなるダイヤモンド微粒子粉体にチタン体積で１５％被覆した被覆ダイヤモンド粉体を用いた。上記の被覆ダイヤモンド準微粒子を体積で６０％、また上記の粒径０.５〜２μｍ(平均粒子径１μｍ）の微粒子からなる被覆ダイヤモンド微粒子を体積で４０％をアセトンを用いて湿式で混合し、これを外径６mm、高さ２mmに型押し成形し、その外側に六方晶窒化硼素（ｈ−ＢＮ）成形体を配置した圧力媒体に埋め込み、２００℃、１０-3torrで一昼夜真空乾燥して、低沸点不純物を除去した。これをキュービック型超高圧装置にセットし、先ず、室温で５.５GPaまで昇圧し、その後１４５０℃に昇温し、３０分保持後に降温し、圧力を下げた。
得られた焼結体をＸ線回折で調べたところ、ダイヤモンドと炭化チタンが認められダイヤモンド８７％、炭化チタン１３％であった。
この焼結体は実施例１の焼結体と同様、緻密で強固、且つ極めて高度に制御された微組織を形成した。
【０１１３】
実施例３
平均粒子径ＤMが１７μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／２,３ＤM／２〕，≧９０％）のダイヤモンド準微粒子をジルコニウム金属で被覆した。
使用した装置は、図１２およびその部分拡大図である図１３に示したものであり、図５(ｂ)に示した構成の具体例である。本例の被覆形成物質前駆体を生成する装置の構成は実施例１と同一である。準微粒子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機３１３、分散手段である撹拌式分散機６−Ｆ１、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段であるサイクロン６−Ｉで構成されており、図２(ｂ)のブロック図の構成の一例である。サイクロン６−Ｉの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の放出部は、搬送に不可避のパイプ３０７で狭義の被覆室６−ｃへ接続してあり、低分散芯粒子粉体部分の放出部は、ホッパー６−Ｊ、ロータリーバルブ６−Ｋを介して搬送管３１０で撹拌式分散機６−Ｆ１へ接続してある。本装置の準微粒子高分散処理手段群によれば、体積基準の粒度分布として、平均粒子径ＤMが１７μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５,５ＤM〕，≧９０％）の芯粒子粉体の粒子を、最終の処理手段であるサイクロン６−Ｉの高分散芯粒子粉体流の放出部
で、分散度β≧８５％に分散できる。狭義の被覆室６−ｃに図のごとく被覆空間６−Ｌ２及び被覆空間の被覆開始領域６−Ｌ１が設けてある。６−Ｃと６−Ｄを結合せしめるフランジ部の制約による搬送に不可避のパイプ３０７による分散度βの低下は少なくとどめられる。したがって、被覆開始領域において、分散度β≧８０％の状態で被覆が開始される。
【０１１４】
プラズマトーチ６−Ａの上部に設けられたガス噴出口３０１に供給源３０２からアルゴンガスを２０リットル／分で供給する。このアルゴンガスは印加された高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ６−Ａ内プラズマ室６−ａでプラズマ焔を形成する。
被覆形成物質の原料の供給槽を備えた供給機３１４から０.５ｇ／分で供給した被覆形成物質の原料であるジルコニウム粉末は、５リットル／分のキャリアガス３０３に担持されて、プラズマトーチ６−Ａの下部に設けられた被覆形成物質の原料の投入口３０４から、プラズマ焔中に導入され、プラズマ焔の熱により蒸発して気相を経て被覆形成物質前駆体生成室６−ｂで被覆形成物質前駆体となる。
芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機３１３から２.０ｇ／分で供給されるダイヤモンドの芯粒子は、撹拌式分散機６−Ｆ１により分散させ、１５リットル／分のキャリアガス３０５により担持されパイプ３０６を介してサイクロン６−Ｉに搬送される。サイクロン６−Ｉは、微粉側の最大粒子径が２０μｍとなるように調節されており、単一粒子を主に含むβ＝９２％の分散状態の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を、搬送に不可避のパイプ３０７を介し放出口３０８から狭義の被覆室６−ｃに放出させる。一方、サイクロン６−Ｉにより選択分離した低分散芯粒子粉体部分は、ホッパー６−Ｊ、ロータリーバルブ６−Ｋを経て、１０リットル／分のキャリアガス３０９によりパイプ３１０中を搬送され、撹拌式分散機６−Ｆ１へフィードバックする。
【０１１５】
高分散状態のダイヤモンド準微粒子は、被覆空間６−Ｌ２の被覆開始領域６−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ＝８９％の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。
このようにして生成した、被覆形成物質で表面が被覆された被覆粒子は、気体と共に被覆準微粒子冷却室６−ｄを降下し、被覆準微粒子回収部６−Ｇに至る。この被覆準微粒子からなる製品は、フィルター３１２により気体と分離し、集められ取り出される。
得られた被覆準微粒子である、ジルコニウムで表面を被覆したダイヤモンド準微粒子を、走査型電子顕微鏡で観察したところ、個々の粒子は、いずれも、一様に０.００５μｍ程度のジルコニウムが超微粒子状に被覆したものであった。ジルコニウムの被覆量は体積で１０％であった。
【０１１６】
このようにして得られたジルコニウム被覆ダイヤモンド準微粒子を結合させる結合材として、このジルコニウム被覆ダイヤモンド準微粒子と略同様の条件で炭化チタンによる被覆を行って、粒径０.５〜２μｍ（平均粒子径１μｍ）の微粒子からなるダイヤモンド微粒子粉体に炭化チタンを体積で１５％被覆した被覆ダイヤモンド粉体を用いた。上記の被覆ダイヤモンド準微粒子を体積で３０％、また上記の粒径０.５〜２μｍ（平均粒子径１μｍ）の微粒子からなる被覆ダイヤモンド微粒子を体積で７０％をアセトンを用いて湿式で混合し、これを外径６mm、高さ２mmに型押し成形し、その外側に六方晶窒化硼素（ｈ−ＢＮ）成形体を配置した圧力媒体に埋め込み、２００℃、１０-3torrで一昼夜真空乾燥して、低沸点不純物を除去した。これをキュービック型超高圧装置にセットし、先ず、室温で５.５GPaまで昇圧し、その後１４５０℃に昇温し、３０分保持後に降温し、圧力を下げた。
得られた焼結体をＸ線回折で調べたところ、ダイヤモンド、炭化ジルコニウム、および炭化チタンが認められたのみであった。
焼結体は相対密度９９％以上に緻密に焼結出来た。
この焼結体は、Ｘ線定量分析によれば、ダイヤモンド、炭化ジルコニウム、炭化チタンの体積割合は、それぞれ約８６％、３％及び１１％であった。
焼結体は、緻密で強固、且つ極めて高度に制御された微組織を形成した。
【０１１７】
実施例４
実施例１の装置により、実施例１と略同様の条件で炭化チタンを体積で５％被覆して、更にアルミナを体積で５０％を被覆した被覆ダイヤモンド準微粒子を直径８mm、厚さ５mmに型押し成形し、この成形体を、ｈ−ＢＮ粉体を充填したパイレックス(R)ガラス製のカプセルに配置し、１０-6torr、４００℃、１２時間脱気後封入した。
このカプセルを、アルゴンガスを圧力媒体とするＨＩＰ装置に配置し、焼結温度１２００℃、焼結圧力１５０MPaで３時間保持して焼結した。しかる後、炉冷し、圧力を開放して、焼結体を取り出した。
粉末Ｘ線回折により焼結体の結晶相を調べたところ、ダイヤモンド、炭化チタン及びα−アルミナ以外の回折ピークは認められなかった。焼結体は相対密度９９％以上に緻密に焼結できた。
焼結体は、緻密で強固、且つ極めて高度に制御された微組織を形成した。
【０１１８】
実施例５
実施例１の装置により、実施例１と略同様の条件で被覆を行って炭化チタンを体積で１０％を被覆した被覆ダイヤモンド準微粒子を得た。この被覆ダイヤモンド準微粒子を、結合材として高純度で易焼結性のアルミナ（特開昭６３−１５１６１６号公報に記載のアルミナ粉体）を用い、焼結した。すなわち、この被覆ダイヤモンド準微粒子を体積で４０％、結合材として、特開昭６３−１５１６１６号公報に記載の平均粒径が０.２μｍの高純度・易焼結性アルミナ粉体を体積で５３.４％、及びこのアルミナ粉体の焼結助剤としてマグネシア（ＭｇＯ）及びチタニア（ＴｉＯx、ｘ＝１〜２）を体積でそれぞれ０.６％及び１.０％からなる混合物を調製し、これらをアルミナ製ボールミルを用い、アセトン中湿式で２時間混合した。その後、１０-6torr、２００℃でこの混合粉体を真空乾燥した。次いで、直径１６mm、厚さ５mmの円盤状に型押し成形し、当該成形体を、ｈ−ＢＮ粉体を充填したパイレックス(R)ガラス製のカプセルに配置し、１０-6torr、４００℃、１２時間脱気後封入した。このカプセルをアルゴンガスを圧力媒体とするＨＩＰ装置に配置し、焼結温度１３００℃、焼結圧力１５０MPaで３時間保持して焼結した。しかる後、炉冷し、圧力を開放して、焼結体を取り出した。
Ｘ線回折により実施例５の焼結体の結晶相を調べたところ、ダイヤモンド、炭化チタン及びα−アルミナ以外の回折ピークは認められなかった。
焼結体は相対密度９９％以上に緻密に焼結出来た。
焼結体は、緻密で強固、且つ極めて高度に制御された微組織を形成した。
【発明の効果】
【０１１９】
本発明によれば、(１)体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍを越え、２０μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の当該芯粒子粉体の粒子を、分散度βが８０％以上である高い分散状態でか、又は(２)体積基準頻度分布で平均粒子径が２０μｍを越え、５０μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子を、分散度βで９０％以上である高い分散状態でか、又は(３)体積基準頻度分布で平均粒子径が５０μｍを越え、３００μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の当該芯粒子粉体の粒子を、分散度βで９５％以上である高い分散状態でか、又は(４)体積基準頻度分布で平均粒子径が３００μｍを越え、８００μｍ以下の芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の当該芯粒子粉体の粒子を、分散度βが９７％以上である高い分散状態でか、又は(５)体積基準頻度分布で平均粒子径が８００μｍを越える芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の当該芯粒子粉体の粒子を、分散度βで９９％以上である高い分散状態で被覆形成物質前駆体と接触又は衝突させることによって、単一粒子状態でその表面を被覆形成物質で被覆した被覆ダイヤモンド準微粒子が得られる。そしてこの被覆ダイヤモンド準微粒子はこの準微粒子自体で、または結合材と共に高圧下に焼結することにより、実質的にグラファイト相を含まない、緻密で極めて高度に微組織が制御された被覆ダイヤモンド準微粒子焼結体が製造出来るようになった。特に、超高圧ＨＩＰ装置或いは当該超高圧ＨＩＰ装置を除くＨＩＰ装置を使用する場合は、更に複雑形状の焼結体の製造も可能である等、本発明は工業生産上のメリットが頗る大きい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】粉体粒子の分布図であり、(ａ)は本来の分散度βを表わし、(ｂ)は粒径Ｄ1〜Ｄ2の範囲の粒子が体積で９０％を占める粉体の粒径対体積基準頻度を表わす。
【図２】(ａ)〜(ｃ)は準微粒子高分散処理手段群の基本構成を示すブロック図。
【図３】(ａ)〜(ｇ)は準微粒子高分散処理手段群の構成をより詳細に説明するブロック図。
【図４】(ａ)〜(ｅ)は芯粒子粉体に被覆が開始される態様を示す図。
【図５】(ａ)〜(ｇ)は被覆されたダイヤモンド準微粒子を製造するための装置の構成を説明するブロック図。
【図６】実施例１で用いる装置を示す図。
【図７】実施例１で用いる装置の部分拡大図。
【図８】実施例１で得られた被覆準微粒子の走査型電子顕微鏡写真。
【図９】実施例１の焼結体の研磨面の電子顕微鏡写真。
【図１０】実施例２で用いる装置を示す図。
【図１１】実施例２で用いる装置の部分拡大図。
【図１２】実施例３で用いる装置を示す図。
【図１３】実施例３で用いる装置の部分拡大図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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