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Bulk copper-nanodiamond nanocomposites; Processing and properties

銅・ナノダイヤモンド系ナノコンポジットバルク体の調製とその性質

Correia, J, B.*; Livramento, V.*; 正法地 延光*; Tresso, E.*; 山本 和典; 田口 富嗣; 花田 幸太郎*; 大澤 映二*

Correia, J, B.*; Livramento, V.*; Shohoji, Nobumitsu*; Tresso, E.*; Yamamoto, Kazunori; Taguchi, Tomitsugu; Hanada, Kotaro*; Osawa, Eiji*

調製時及び使用時の環境においてナノ構造が熱的に安定な場合、金属のナノ構造化とナノコンポジット化は、金属の高温での硬度低下問題を解決する方法として有効である。本研究では、5から30atom%のナノダイヤモンドを含む銅コンポジット粉をバルク体に変換する研究を行った。銅-ナノダイヤモンドコンポジット粉末を真空カプセルに封入し、600$$^{circ}$$Cでエクストルージョン処理を行ったところ、コンポジット粉末が示す初期硬度が処理後もほぼ維持されることがわかった。エクストルージョン処理後のサンプルについて透過電子顕微鏡観察を行ったところ、ナノダイヤモンド粒子と銅マトリックスがよく結合していることがわかった。同サンプルのラマン測定を行ったところグラファイトの存在が確認されたが、これはナノダイヤモンドの一部が変質したためと考えられる。

Nanostructured metals and nanocomposites are ways to address the low hardness problem, provided the nanostructured material is thermally stable during processing and service. In the present research, Cu composite powders, with 5 to 30 at % nanodiamond, were consolidated into bulk samples. The copper-nanodiamond composite powders were vacuum encapsulated and extruded at 600 $$^{circ}$$C. A significant proportion of the initial hardness in the powders is retained after extrusion. Transmission electron microscopy of the extruded material indicates good bonding between the nanodiamond particles and the copper matrix. Raman spectroscopy on the consolidated samples evidences the presence of graphite, possibly due to partial disintegration of ultradisperse nanodiamond agglomerates.

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