ダイヤモンドコーティング

質問

現在大学3年のものです。SUS410鋼の上にダイヤモンドコーティングを施した材料の物性の評価をする実験を行いました。（ナノインデンテーションを使いました。）

本来、SUS410のヤング率はだいたい200GPaくらいだったと思います。今回の実験で、SUSにダイヤモンドコーティングを施した材料のヤング率を測定すると、100GPaでありました。コーティングの前後でこんなに差があるものかと、疑問に思いました。
ここで質問なのですが、ダイヤモンドのヤング率はいくらくらいなのでしょうか？そして、この測定結果は妥当な値であるといえるのでしょうか？

ちなみにこの材料は市販のカミソリの刃です。もともとダイヤモンドコーティングしてあると書いていました。

回答No.3

noname#230359

使用された材料はDLC（Diamond-like Carbon)コーティングだと思います。

SUSのヤング率はおっしゃる数字で合っています。
DLCのヤング率は非常に大きな幅があることが検索すればわかると思います。

そこからの考察はカミソリの刃の構造や要求される機能、ナノインデンテーションの測定原理などを調べ、
ご自身で頭をひねってみてください。

回答No.2

noname#230359

圧力を表示するには、MPa が普及していますが、どの位の力が発生するかを調べるときには、cgs(cm_g_sec)単位系に直してからでないと計算することができません。5 Kg/cm^2 (5000 g/cm^2) の圧力は、約 0.5 MPa と表示されています。これは、5000 g/cm^2 に 重力加速度 (=N) 980cm/sec^2 を掛けて出てきた数字が大き過ぎるので、M(メガ=1000000)を使って表示したものだと思います。また、よく使う表現ですから、数値の最後に g*cm/cm^2*sec^2 をつけて表示するのは面倒臭いから、研究者の功績を讃えて、Pa（パスカル）にしておこうと言うものだったような気がします。したがって、70 Kg/mm^2 を N を考慮して表示するんでしたら、ディメンションを考慮して、70 Kg/mm^2 = 7000 Kg/cm^2 = 7000000 g/cm^2 = 980*7000000 Pa(g*cm/cm^2*sec^2) ≒ 7 GPa となるのでしょうか？よく分かりません。Pa 表示には、ほとほと手を焼いておりまして、発生する力を計算するときには、いつもわざわざ cgs 単位系に直してからでないと答えを出すことが出来ません。
さて、文献の件ですが、ダイヤモンドはマイナーでマニアックな世界に属しますから、めったに文献は出ません。出るとしたら、精密工学会の発表くらいだと思いますが、これも工具としてのダイヤモンドの使い方についてです。参考URLは私のホームページです。できる限りのお手伝いはしたいと思いますので、訪れて参考にしてみて下さい。多分、貴君が行った実験は、多結晶cvdダイヤモンドコーディングではないかと思います。結果が思わしくなかったのは、処理中に熱が加わって、ベースにした金属が鈍ったからなのではないですか？

参考URL：

http://www.lcv.ne.jp/~lab72/menu_of_diamond.html

回答No.1

noname#230359

70Kg/mm^2 と言う報告があります。但し、ダイヤモンドには、{100}、{110}、{111}、{112}の４つの結晶面があります。{112}は私が発見したもので、未発表です。{112}は学会では未だ未承認ですので、{112}を除く３つだと言う研究者が圧倒的に多いと思います。これら結晶面によって、全て物性が異なりますので、70Kg/mm^2をどのようにして測定したのかは分かりません。

お礼

70Kg/mm^2というのは70N/mm^2と考えていいでしょうか？

これらの情報が参照できるサイトや本、論文などがありますでしょうか。もしありましたら教えていただけないでしょうか？

回答ありがとうございます。