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特許7556478接触子及びそれを用いた単結晶ダイヤモンドの微小摩耗特性の評価方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-17
(45)【発行日】2024-09-26
(54)【発明の名称】接触子及びそれを用いた単結晶ダイヤモンドの微小摩耗特性の評価方法
(51)【国際特許分類】
G01N 3/56 20060101AFI20240918BHJP
【ＦＩ】
G01N3/56 H
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2023559496
(86)(22)【出願日】2022-10-13
(86)【国際出願番号】 JP2022038189
(87)【国際公開番号】W WO2023084987
(87)【国際公開日】2023-05-19
【審査請求日】2023-12-19
(31)【優先権主張番号】P 2021183405
(32)【優先日】2021-11-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】角谷 均
(72)【発明者】
【氏名】小林 豊
【審査官】山口 剛
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／０６９８８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－０９１６６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１４６３７２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０５１５８０９８（ＣＮ，Ａ）
【文献】李真和、真鍋佳典、寺本三記、原野佳津子、小林豊、角谷均，“各種ダイヤモンドの摩耗特性”，２０１９年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集，日本，精密工学会，2019年03月13日，pp.646-647，https://doi.org/10.11522/pscjspe.2019S.0_646
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３／００ － ３／６２
Ｃ０１Ｂ ３２／２５
ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる円環状の接触子であって、中心を回転軸が貫通するように構成され、
径方向に一定の厚みを有し内端部を含む第１部分と、
径方向に減少する厚みを有し外端部を含む第２部分を備え、
前記第２部分は、
前記第１部分の上面と連続する第１面と、前記第１部分の下面と連続する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続し前記外端部を含む接続面とを有し、
前記回転軸に沿った断面において
前記第１面を示す第１線分と前記第２面を示す第２線分とが成す角度θは１００°以上１５０°以下であり、
前記第１面と前記接続面との境界である第１境界部と、前記第２面と前記接続面との境界である第２境界部との間の長さは１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記回転軸から前記外端部までの長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記複数のダイヤモンド粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である、接触子。
【請求項2】
前記多結晶ダイヤモンドのヌープ硬度は４５ＧＰａ以上である、請求項１に記載の接触子。
【請求項3】
前記接続面と前記回転軸を含む断面との交線が直線である、請求項１又は請求項２に記載の接触子。
【請求項4】
前記回転軸から前記外端部までの長さは、前記回転軸から前記第１境界部までの長さよりも大きく、かつ前記回転軸から第２境界部までの長さよりも大きい、請求項１又は請求項２に記載の接触子。
【請求項5】
単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法であって、請求項１または請求項２に記載の前記接触子を回転させながら、前記単結晶ダイヤモンドを前記接触子の前記外端部に押しつけることにより、前記単結晶ダイヤモンドに摩耗痕を形成する第１工程と、
前記摩耗痕の長さに基づき、前記単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評価する第２工程と、を備える、評価方法。
【請求項6】
前記単結晶ダイヤモンドは平面を有し、前記第１工程は、
前記単結晶ダイヤモンドを、前記平面が、前記接触子と対向し、かつ、前記回転軸と平行になるように配置する第１－１工程と、
前記単結晶ダイヤモンドに対して前記平面の法線方向の荷重を加えることにより、前記単結晶ダイヤモンドを前記外端部に押しつける第１－２工程と、を含む、請求項５に記載の評価方法。
【請求項7】
前記単結晶ダイヤモンドの前記平面は（００１）面であり、前記摩耗痕は、前記（００１）面の＜１００＞方向に平行である、請求項６に記載の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、接触子及びそれを用いた単結晶ダイヤモンドの微小摩耗特性の評価方法に関する。本出願は、２０２１年１１月１０日出願の日本出願２０２１‐１８３４０５号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載されたすべての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【0002】
工業用の単結晶ダイヤモンドでは、窒素不純物や結晶欠陥の分布状態が結晶毎に異なったり、同一の結晶内でも、微小領域で見ると、領域毎に摩耗特性が異なる。
したがって、特に精密加工用の工具材料として単結晶ダイヤモンドを用いる場合は、同一結晶内での微小領域毎の摩耗特性の相違を十分に把握しておくことが重要である。
したがって、特に精密加工用の工具材料として単結晶ダイヤモンドを用いる場合は、同一結晶内での微小領域毎の摩耗特性の相違を十分に把握しておくことが重要である。
【0003】
単結晶ダイヤモンドの微小領域での摩耗特性を評価するために、小径でＶ字型刃先を有する鋳鉄ホイールやメタルボンドダイヤモンド砥石ホイールを用いた方法が知られている（非特許文献１、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】Ｅｉｌｅｅｎ Ｍ．Ｗｉｌｋｓ＆Ｊ．Ｗｉｌｋｓ．（１９５９）．“Ｔｈｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｄｉａｍｏｎｄ ｔｏ Ａｂｒａｓｉｏｎ”．Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｉｃａｌ．Ｍａｇａｚｉｎｅ，４：３８，１５８－１７０．
【文献】Ｅ Ｍ Ｗｉｌｋｓ ａｎｄ Ｊ Ｗｉｌｋｓ．（１９７２）．“Ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｄｉａｍｏｎｄ ｔｏ ａｂｒａｓｉｏｎ”．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，５，１９０２－１９１９．
【発明の概要】
【0005】
本開示の接触子は、
複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる円環状の接触子であって、
中心を回転軸が貫通するように構成され、
径方向に一定の厚みを有し内端部を含む第１部分と、
径方向に減少する厚みを有し外端部を含む第２部分を備え、
前記第２部分は、
前記第１部分の上面と連続する第１面と、前記第１部分の下面と連続する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続し前記外端部を含む接続面とを有し、
前記回転軸に沿った断面において
前記第１面を示す第１線分と前記第２面を示す第２線分とが成す角度θは１００°以上１５０°以下であり、
前記第１面と前記接続面との境界である第１境界部と、前記第２面と前記接続面との境界である第２境界部との間の長さは１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記回転軸から前記外端部までの長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記複数のダイヤモンド粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である、接触子である。
複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる円環状の接触子であって、
中心を回転軸が貫通するように構成され、
径方向に一定の厚みを有し内端部を含む第１部分と、
径方向に減少する厚みを有し外端部を含む第２部分を備え、
前記第２部分は、
前記第１部分の上面と連続する第１面と、前記第１部分の下面と連続する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続し前記外端部を含む接続面とを有し、
前記回転軸に沿った断面において
前記第１面を示す第１線分と前記第２面を示す第２線分とが成す角度θは１００°以上１５０°以下であり、
前記第１面と前記接続面との境界である第１境界部と、前記第２面と前記接続面との境界である第２境界部との間の長さは１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記回転軸から前記外端部までの長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記複数のダイヤモンド粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である、接触子である。
【0006】
本開示の評価方法は、
単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法であって、
上記の接触子を回転させながら、前記単結晶ダイヤモンドを前記外端
部に押しつけることにより、前記単結晶ダイヤモンドに摩耗痕を形成する第１工程と、
前記摩耗痕の長さに基づき、前記単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評
価する第２工程と、を備える、評価方法である。
単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法であって、
上記の接触子を回転させながら、前記単結晶ダイヤモンドを前記外端
部に押しつけることにより、前記単結晶ダイヤモンドに摩耗痕を形成する第１工程と、
前記摩耗痕の長さに基づき、前記単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評
価する第２工程と、を備える、評価方法である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
[本開示が解決しようとする課題]
非特許文献１に記載の鋳鉄ホイールは単結晶ダイヤモンドに対して柔らかいため、摩耗試験中に刃先が型崩れしやすく摩耗方向によっては摩耗痕が付かない。また、研磨材のダイヤモンド粉末が飛ばされ、切れ味がすぐに鈍化してしまう。このため、単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を定量的に、適切に評価することは難しい。
非特許文献１に記載の鋳鉄ホイールは単結晶ダイヤモンドに対して柔らかいため、摩耗試験中に刃先が型崩れしやすく摩耗方向によっては摩耗痕が付かない。また、研磨材のダイヤモンド粉末が飛ばされ、切れ味がすぐに鈍化してしまう。このため、単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を定量的に、適切に評価することは難しい。
【0009】
特許文献２に記載のメタルボンドダイヤモンド砥石ホイールは、単結晶ダイヤモンド材料に対して用いた場合、ダイヤモンド砥粒が脱落しやすく、刃先形状が崩れやすい。加えて、ダイヤモンド砥粒の粒度や強度のバラツキにより、刃先の研削性能が安定しない。このため、単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を定量的に、適切に評価することは難しい。
【0010】
そこで、本開示は、単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法に用いられる接触子及びこれを用いた単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法を提供することを目的とする。
【0011】
[本開示の効果]
本開示によれば、単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性に用いられる接触子を提供することが可能となる。更に該接触子を用いて単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評価することが可能となる。
本開示によれば、単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性に用いられる接触子を提供することが可能となる。更に該接触子を用いて単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評価することが可能となる。
【0012】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の接触子は、
複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる円環状の接触子であって、
中心を回転軸が貫通するように構成され、
径方向に一定の厚みを有し内端部を含む第１部分と、
径方向に減少する厚みを有し外端部を含む第２部分を備え、
前記第２部分は、
前記第１部分の上面と連続する第１面と、前記第１部分の下面と連続する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続し前記外端部を含む接続面とを有し、
前記回転軸に沿った断面において
前記第１面を示す第１線分と前記第２面を示す第２線分とが成す角度θは１００°以上１５０°以下であり、
前記第１面と前記接続面との境界である第１境界部と、前記第２面と前記接続面との境界である第２境界部との間の前記中心軸方向の長さは１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記回転軸から前記外端部までの長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記複数のダイヤモンド粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である、接触子である。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の接触子は、
複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる円環状の接触子であって、
中心を回転軸が貫通するように構成され、
径方向に一定の厚みを有し内端部を含む第１部分と、
径方向に減少する厚みを有し外端部を含む第２部分を備え、
前記第２部分は、
前記第１部分の上面と連続する第１面と、前記第１部分の下面と連続する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続し前記外端部を含む接続面とを有し、
前記回転軸に沿った断面において
前記第１面を示す第１線分と前記第２面を示す第２線分とが成す角度θは１００°以上１５０°以下であり、
前記第１面と前記接続面との境界である第１境界部と、前記第２面と前記接続面との境界である第２境界部との間の前記中心軸方向の長さは１μｍ以上１０μｍ以下であり、
前記回転軸から前記外端部までの長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記複数のダイヤモンド粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である、接触子である。
【0013】
本開示によれば、単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性（本明細書において、微小領域における摩耗特性を「微小摩耗特性」とも記す。）を評価することが可能となる。
【0014】
（２）前記多結晶ダイヤモンドのヌープ硬度は４５ＧＰａ以上であってもよい。これによると、微小摩耗特性の評価の精度が向上する。
【0015】
（３）前記接続面と前記回転軸を含む断面との交線が直線であってもよい。これによると、微小摩耗特性の評価結果が安定する。
【0016】
（４）前記回転軸から前記外端部までの長さは、前記回転軸から前記第１境界部までの長さよりも大きく、かつ前記回転軸から第２境界部までの長さよりも大きくてもよい。これによると、微小摩耗特性の評価結果が安定する。
【0017】
（５）本開示の評価方法は、
単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法であって、
上記の接触子を回転させながら、前記単結晶ダイヤモンドを前記外端部に押しつけることにより、前記単結晶ダイヤモンドに摩耗痕を形成する第１工程と、
前記摩耗痕の長さに基づき、前記単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評価する第２工程と、を備える、評価方法である。
単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法であって、
上記の接触子を回転させながら、前記単結晶ダイヤモンドを前記外端部に押しつけることにより、前記単結晶ダイヤモンドに摩耗痕を形成する第１工程と、
前記摩耗痕の長さに基づき、前記単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評価する第２工程と、を備える、評価方法である。
【0018】
本開示によれば、単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評価することが可能となる。
【0019】
（６）前記単結晶ダイヤモンドは平面を有し、
前記第１工程は、
前記単結晶ダイヤモンドを、前記平面が、前記接触子と対向し、かつ、前記回転軸と平行になるように配置する第１－１工程と、
前記単結晶ダイヤモンドに対して前記第３の平面の法線方向の荷重を加えることにより、前記単結晶ダイヤモンドを前記外端部に押しつける第１－２工程と、
を含んでいてもよい。
前記第１工程は、
前記単結晶ダイヤモンドを、前記平面が、前記接触子と対向し、かつ、前記回転軸と平行になるように配置する第１－１工程と、
前記単結晶ダイヤモンドに対して前記第３の平面の法線方向の荷重を加えることにより、前記単結晶ダイヤモンドを前記外端部に押しつける第１－２工程と、
を含んでいてもよい。
【0020】
これによると、微小摩耗特性の評価の精度が向上する。
【0021】
（７）前記単結晶ダイヤモンドの前記平面は（００１）面であり、前記摩耗痕は、前記（００１）面の＜１００＞方向に平行であってもよい。これによると、微小摩耗特性の評価の精度が向上する。
【0022】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の接触子及びそれを用いた単結晶ダイヤモンドの微小摩耗特性の評価方法について、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。なお、説明の都合上、図３、図４、図５は縦方向に圧縮されている。
本開示の接触子及びそれを用いた単結晶ダイヤモンドの微小摩耗特性の評価方法について、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。なお、説明の都合上、図３、図４、図５は縦方向に圧縮されている。
【0023】
本明細書において「Ａ～Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。
【0024】
本明細書中の結晶学的記載においては、集合方位を＜＞、個別面を（）でそれぞれ示している。
【0025】
本明細書において、単結晶ダイヤモンドの微小摩耗特性の評価のために行われる、接触子を用いて単結晶ダイヤモンドに摩耗痕を形成する工程を、摩耗試験とも記す。
【0026】
［実施形態１：接触子］
本開示の一実施形態（以下、「本実施形態」とも記す。）の接触子について、図１～図５を用いて説明する。
本実施形態の接触子１は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる円環状の接触子１であって、
中心を回転軸Ｒが貫通するように構成され、
径方向に一定の厚みを有し内端部を含む第１部分２と、
径方向に減少する厚みを有し外端部３Ａを含む第２部分３を備え、
第２部分３は、
第１部分２の上面と連続する第１面３１と、第１部分２の下面と連続する第２面３２と、第１面３１と第２面３２とを接続し外端部３Aを含む接続面３３とを有し、
回転軸Ｒに沿った断面において
第１面３１を示す第１線分と第２面３２を示す第２線分とが成す角度θは１００°以上１５０°以下であり、
第１面３１と接続面３３との境界である第１境界部３１Aと、第２面３２と接続面３３との境界である第２境界部３２Ａとの間の長さは１μｍ以上１０μｍ以下であり、
回転軸Ｒから外端部３Ａまでの長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記複数のダイヤモンド粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である、接触子１である。
本開示の一実施形態（以下、「本実施形態」とも記す。）の接触子について、図１～図５を用いて説明する。
本実施形態の接触子１は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる円環状の接触子１であって、
中心を回転軸Ｒが貫通するように構成され、
径方向に一定の厚みを有し内端部を含む第１部分２と、
径方向に減少する厚みを有し外端部３Ａを含む第２部分３を備え、
第２部分３は、
第１部分２の上面と連続する第１面３１と、第１部分２の下面と連続する第２面３２と、第１面３１と第２面３２とを接続し外端部３Aを含む接続面３３とを有し、
回転軸Ｒに沿った断面において
第１面３１を示す第１線分と第２面３２を示す第２線分とが成す角度θは１００°以上１５０°以下であり、
第１面３１と接続面３３との境界である第１境界部３１Aと、第２面３２と接続面３３との境界である第２境界部３２Ａとの間の長さは１μｍ以上１０μｍ以下であり、
回転軸Ｒから外端部３Ａまでの長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記複数のダイヤモンド粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である、接触子１である。
【0027】
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる。
該多結晶体ダイヤモンドは、複数のダイヤモンド粒子と、結合材とを含んでいてもよい。該多結晶ダイヤモンドは、複数のダイヤモンド粒子と、結合材とからなっていてもよい。結合材としては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）及び鉄（Ｆｅ）からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。該多結晶ダイヤモンドには、ＷＣやＳｉＣなどの焼結助剤が含まれていてもよい。また、これら結合材や焼結助剤を酸処理等で除去した多結晶ダイヤモンドでもよい。
該多結晶体ダイヤモンドは、複数のダイヤモンド粒子と、結合材とを含んでいてもよい。該多結晶ダイヤモンドは、複数のダイヤモンド粒子と、結合材とからなっていてもよい。結合材としては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）及び鉄（Ｆｅ）からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。該多結晶ダイヤモンドには、ＷＣやＳｉＣなどの焼結助剤が含まれていてもよい。また、これら結合材や焼結助剤を酸処理等で除去した多結晶ダイヤモンドでもよい。
【0028】
上記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率の下限は、８０体積％以上でもよく、８３体積％以上でもよく、また、８５体積％以上でもよい。該多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率の上限は、９９．９体積％以下でもよく、９９体積％以下でもよく、また、９８体積％以下でもよい。該多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上９９．９体積％以下でもよく、８３体積％以上９９体積％以下でもよく、また、８５体積％以上９８体積％以下でもよい。多結晶ダイヤモンド中のダイヤモンド成分の体積基準の含有率は、Ｘ線回折法により確認することができる。具体的には、ダイヤモンドの回折ピークと、結合材の回折ピークとの強度比から算出することができる。
【0029】
上記多結晶ダイヤモンドの結合材の含有率の下限は、０．１体積％以上でもよく、１体積％以上でもよく、また、２体積％以上でもよい。該多結晶ダイヤモンドの結合材の含有率の上限は、２０体積％以下でもよく、１８体積％以下でもよく、また、１７体積％以下でもよく、また、１５体積％以下でもよい。該多結晶ダイヤモンドの結合材の含有率は、０．１体積％以上２０体積％以下でもよく、１体積％以上１８体積％以下でもよく、１体積％以上１７体積％以下でもよく、また、２体積％以上１５体積％以下でもよい。多結晶ダイヤモンド中の結合材の体積基準の含有率は、Ｘ線回折法により確認することができる。具体的には、ダイヤモンドの回折ピークと、結合材の回折ピークの強度比から算出することができる。結合材の組成は、Ｘ線回折により確認することができる。
【0030】
上記多結晶ダイヤモンドは、ダイヤモンド成分と、結合材と、不可避不純物と、を含んでいてもよい。上記多結晶ダイヤモンドは、ダイヤモンド成分と、結合材と、不可避不純物と、からなっていてもよい。上記多結晶ダイヤモンドは、ダイヤモンド成分８０体積％以上９９．９体積％以下と、結合材０．１体積％以上２０体積％以下とを含んでいてもよい。上記多結晶ダイヤモンドは、ダイヤモンド成分８３体積％以上９９体積％以下と、結合材１体積％以上１７体積％以下とを含んでいてもよい。上記多結晶ダイヤモンドは、ダイヤモンド成分８５体積％以上９８体積％以下と、結合材２体積％以上１５体積％以下とを含んでいてもよい。
【0031】
該多結晶ダイヤモンドにおいて、ダイヤモンド粒子同士は直接結合していてもよい。例えば、ダイヤモンド粒子同士はネックグロースを介して、強固に結合していてもよい。これによると、接触子の使用に伴う外端部の型崩れがより抑制され、接触子の寿命が向上する。
【0032】
上記多結晶ダイヤモンドに含まれる複数のダイヤモンド粒子の平均粒径（以下、「ダイヤモンド粒子の平均粒径」とも記す。）は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である。該多結晶ダイヤモンドの硬度には方位依存性がなく、該多結晶ダイヤモンドは高い強度を備えている。
【0033】
上記ダイヤモンド粒子の平均粒径の下限は、０．１μｍ以上である。これによるとダイヤモンド特有の機械的強度を得られる。また、多結晶ダイヤモンドの表面に０．１μｍ～１μｍ程度の凹凸が多数形成されるため、該多結晶ダイヤモンドからなる接触子を用いた摩耗試験において、接触子の単結晶ダイヤモンドに対する食いつきが良好であり、安定した摩耗試験を行うことができる。ダイヤモンド粒子の平均粒径の下限は、０．１μｍ以上であり、１μｍ以上、３μｍ以上、５μｍ以上、７μｍ以上、１０μｍ以上、２０μｍ以上とすることができる。上記ダイヤモンド粒子の平均粒径の上限は、多結晶ダイヤモンドが全方位に対して等方的な硬度及び耐摩耗性を示すことができるという観点から、１００μｍ以下であり、９０μｍ以下、８０μｍ以下、７０μｍ以下、５０μｍ以下、３０μｍ以下、１０μｍ以下、５μｍ以下、３μｍ以下とすることができる。上記ダイヤモンド粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、０．１μｍ以上１００μｍ以下、０．１μｍ以上９０μｍ以下、０．１μｍ以上８０μｍ以下、０．１μｍ以上７０μｍ以下、０．１μｍ以上５０μｍ以下、０．１μｍ以上３０μｍ以下、０．１μｍ以上１０μｍ以下、０．１μｍ以上５μｍ以下、０．１μｍ以上３μｍ以下、１μｍ以上１００μｍ以下、１μｍ以上９０μｍ以下、１μｍ以上８０μｍ以下、１μｍ以上７０μｍ以下、１μｍ以上５０μｍ以下、１μｍ以上３０μｍ以下、１μｍ以上１０μｍ以下、１μｍ以上５μｍ以下、１μｍ以上３μｍ以下、３μｍ以上１００μｍ以下、３μｍ以上９０μｍ以下、３μｍ以上８０μｍ以下、３μｍ以上７０μｍ以下、３μｍ以上５０μｍ以下、３μｍ以上３０μｍ以下、３μｍ以上１０μｍ以下、３μｍ以上５μｍ以下、７μｍ以上１００μｍ以下、７μｍ以上９０μｍ以下、７μｍ以上８０μｍ以下、７μｍ以上７０μｍ以下、７μｍ以上５０μｍ以下、７μｍ以上３０μｍ以下、７μｍ以上１０μｍ以下、１０μｍ以上１００μｍ以下、１０μｍ以上９０μｍ以下、１０μｍ以上８０μｍ以下、１０μｍ以上７０μｍ以下、１０μｍ以上５０μｍ以下、１０μｍ以上３０μｍ以下、２０μｍ以上１００μｍ以下、２０μｍ以上９０μｍ以下、２０μｍ以上８０μｍ以下、２０μｍ以上７０μｍ以下、２０μｍ以上５０μｍ以下、２０μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。
【0034】
上記ダイヤモンド粒子の平均粒径は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた切断法により求められる。具体的には、まず走査電子顕微鏡を用いて多結晶ダイヤモンドを１０００～１０００００倍の倍率で観察し、ＳＥＭ画像を得る。
【0035】
次にそのＳＥＭ画像に円を描き、その円の中心から８本の直線を放射状（各直線間の交差角度がほぼ等しくなるよう）に円の外周まで引く。この場合、上記の観察倍率及び円の直径は、上記の直線１本あたりが横切るダイヤモンド粒子（結晶粒子）の個数が１０～５０個程度になるように設定する。
【0036】
次に、上記の各直線毎にダイヤモンド粒子の結晶粒界を横切る数を数え、直線の長さをその横切る数で割ることにより平均切片長さを求め、その平均切片長さに１．１２８をかけて得られる数値を平均粒径とする。上記の測定を３枚のＳＥＭ画像で行い、３枚のＳＥＭ画像毎に平均粒径を求める。３枚のＳＥＭ画像の平均粒径の平均値を、本明細書におけるダイヤモンド粒子の平均粒径とする。
【0037】
なお、同一の試料において測定する限りにおいては、測定視野の選択個所を変更して複数回行っても、測定結果のばらつきはほとんどなく、任意に測定視野を設定しても恣意的にはならないことが確認された。
【0038】
接触子１を用いて単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性を評価する際には、接触子１を回転軸Ｒを中心に回転させながら、接触子１の外端部３Ａを単結晶ダイヤモンドに接触させて、該単結晶ダイヤモンドに摩耗痕を形成する。よって、本実施形態の接触子を構成する多結晶ダイヤモンドは、単結晶ダイヤモンド７５に摩耗痕を形成させることのできる硬度と組織（空隙）を有していてもよい。
【0039】
単結晶ダイヤモンド７５の硬度は、面方位によって７０－１２０ＧＰａと変化する。従って、上記多結晶ダイヤモンドのヌープ硬度は、４５ＧＰａ以上が好ましく、接触子表面に０．１μｍ以上の凹凸が多数形成されているのが好ましい。これによると、摩耗試験において、接触子１の単結晶ダイヤモンド７５に対する食いつきが良好であり、安定した摩耗試験を行うことができる。また、接触子１の上記凹凸部において表面に露出している単結晶ダイヤモンド粒子の高硬度面方位により、単結晶ダイヤモンド７５の表面を研削することができる。該多結晶ダイヤモンドのヌープ硬度は、４５ＧＰａ以上でもよく、５０ＧＰａ以上でもよく、また、６０ＧＰａ以上でもよい。該多結晶ダイヤモンドのヌープ硬度の上限は特に制限されないが、製造上の観点から、１００ＧＰａ以下とすることができる。該多結晶ダイヤモンドのヌープ硬度は、４５ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下、５０ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下、６０ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下、４５ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下、５０ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下、６０ＧＰａ以上８０ＧＰａ以下とすることができる。
【0040】
本明細書において、多結晶ダイヤモンドのヌープ硬度の測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２５１：２００９に規定される条件で行われる。具体的には、菱形のヌープ圧子を、多結晶ダイヤモンドの表面に押し込み、試験力４．９Ｎで１０秒間負荷して圧痕をつける。試験温度は２３℃±５℃とする。試験力を解除した後、多結晶ダイヤモンドの表面に残った圧痕の長い方の対角線長さａ（μｍ）を測定し、下記式（１）よりヌープ硬度（ＨＫ）を算出する。
ＨＫ＝１４２２９×Ｆ／ａ２ 式（１）
ＨＫ＝１４２２９×Ｆ／ａ２ 式（１）
【0041】
図１～図３に示されるように、接触子１は、第１部分２と、第２部分２と連続し、第１部分２の外周を取り囲む第２部分３とを備え、回転軸Ｒを含む断面において、第２部分３の回転軸Ｒ方向の長さは、外端部３Ａに向かって減少する。ここで、第２部分３の回転軸Ｒ方向の長さは、外端部３Ａに向かって減少するとは、図３に示されるように、第２部分３の回転軸Ｒ方向の長さを、回転軸から近い順にＬ１，Ｌ２，Ｌ３とした場合、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係を示すことを意味する。接触子１の回転軸Ｒ方向の最大長さは特に限定されないが、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。
【0042】
図２に示されるように、接触子１は、上面視において円径である。接触子１の回転軸Ｒと外端部３Ａとの間の回転軸Ｒに直交する方向の長さｒ１は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。これによると、接触子１の取り扱いが容易であり、かつ、単結晶ダイヤモンド７５に微小な摩耗痕を形成することができる。
【0043】
上記長さｒ１の下限は、接触子１の取り扱いの容易性の観点から、１ｍｍ以上であり、２ｍｍ以上、３ｍｍ以上とすることができる。上記長さｒ１の上限は、微小な摩耗痕を形成する観点から、１０ｍｍ以下であり、７ｍｍ以下、５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下とすることができる。上記長さｒ１は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下、１ｍｍ以上７ｍｍ以下、２ｍｍ以上７ｍｍ以下、３ｍｍ以上７ｍｍ以下、１ｍｍ以上５ｍｍ以下、２ｍｍ以上５ｍｍ以下、３ｍｍ以上５ｍｍ以下、１ｍｍ以上３ｍｍ以下、１ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。
【0044】
接触子１の第１面３１と第２面３２とがなす角度θは、１００°以上１５０°以下であり、第１面３１と接続面３３との境界である第１境界部３１Ａと、第２面３２と接続面３３との境界である第２境界部３２Ａとの間の回転軸Ｒ方向の長さＤは、１μｍ以上１０μｍ以下である。本明細書において、第１面３１と第２面３２とのなす角度θとは、図４の点線で示されるように、第１面３１及び第２面３２を拡大した仮想平面同士のなす角度を意味する。これによると、単結晶ダイヤモンドに形成される摩耗痕が明瞭となり、かつ、安定した摩耗試験が可能となる。よって、微小摩耗特性の評価結果のバラツキが抑制され、評価結果が安定する。
【0045】
上記角度θの下限は、摩耗試験時の外端部（刃先）形状の維持の観点から、１００°以上であり、１１０°以上であってもよい。上記角度θの上限は、明瞭な摩耗痕を形成する観点から、１５０°以下であり、１４０°以下であってもよい。上記角度θは、１００°以上１５０°以下であり、１１０°以上１４０°以下であってもよい。
【0046】
上記長さＤの下限は、摩耗試験時の外端部（刃先）形状の維持の観点から、１μｍ以上であり、２μｍ以上であってもよい。上記長さＤの上限は、明瞭な摩耗痕を形成する観点から、１０μｍ以下であり、８μｍ以下であってもよい。上記長さＤは、１μｍ以上１０μｍ以下であり、２μｍ以上８μｍ以下であってもよい。
【0047】
図４に示されるように、接続面３３と回転軸Ｒを含む断面との交線が直線であってもよい。これによると、安定した摩耗試験が可能となる。よって、微小摩耗特性の評価結果のバラツキが抑制され、評価結果が安定する。
【0048】
図５に示されるように、回転軸Ｒから外端部３Ａまでの長さは、回転軸Ｒから第１境界部３１Ａまでの長さよりも大きく、かつ回転軸Ｒから第２境界部３２Ａまでの長さよりも大きくてもよい。接これによると、安定した摩耗試験が可能となる。よって、微小摩耗特性の評価結果のバラツキが抑制され、評価結果が安定する。回転軸Ｒを含む断面において、接続面３３が円弧である場合、該円弧の半径は１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、２μｍ以上８μｍ以下がより好ましい。
【0049】
図１～図３に示されるように、接触子１の第１部分２は、回転軸Ｒに相当する部分に形成された穴を含むことが好ましい。これによると、摩耗試験において、該穴にスピンドルを挿入することができる。また、接触子１は、第１部分２に固定された軸を備えることができる。
【0050】
本実施形態の接触子の製造方法の一例について説明する。ダイヤモンド粉末と結合材の原料であるＣｏ粉末とを所定の比率で混合して、超硬合金や高融点金属のカプセルに充填し、これを高圧高温下で焼結させて、多結晶ダイヤモンドを合成する。焼結条件は、例えば、温度１３００～１６００℃、圧力５～６ＧＰａ、焼結時間１～３０分とすることができる。得られた多結晶ダイヤモンドをダイヤモンド砥石による研削および研磨加工、又は放電加工により、本実施形態の接触子の形状に成形して、接触子を得る。
【0051】
上記の方法で合成される多結晶ダイヤモンドは比較的安価であり、加工も容易である。よって、上記の方法で得られる接触子は、コスト面において有利である。
【0052】
［実施形態２：単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法］
本実施形態の単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の微小摩耗特性の評価方法に用いられる摩耗試験装置の概観図である。摩耗試験装置は、マシニングセンタ６０と、試料保持部７０とを備える。マシニングセンタ６０は、スピンドル６１と、接触子１をスピンドル６１に固定するための固定ネジ６２とを備える。試料保持部７０は、単結晶ダイヤモンド７５を保持するための治具７６と、治具７６を接触子１方向へ移動させるエアシリンダ７１と、エアシリンダ７１の周囲に配置されるリニアガイド７２とを備える。
本実施形態の単結晶ダイヤモンドの微小領域における摩耗特性の評価方法について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の微小摩耗特性の評価方法に用いられる摩耗試験装置の概観図である。摩耗試験装置は、マシニングセンタ６０と、試料保持部７０とを備える。マシニングセンタ６０は、スピンドル６１と、接触子１をスピンドル６１に固定するための固定ネジ６２とを備える。試料保持部７０は、単結晶ダイヤモンド７５を保持するための治具７６と、治具７６を接触子１方向へ移動させるエアシリンダ７１と、エアシリンダ７１の周囲に配置されるリニアガイド７２とを備える。
【0053】
本実施形態の単結晶ダイヤモンド７５の微小領域における摩耗特性の評価方法は、
実施形態１に記載の接触子１を回転させながら、単結晶ダイヤモンド７５を外端部３Ａに押しつけることにより、単結晶ダイヤモンド７５に摩耗痕を形成する第１工程と、
該摩耗痕の長さに基づき、単結晶ダイヤモンド７５の微小領域における摩耗特性を評価する第２工程と、を備える、評価方法である。
実施形態１に記載の接触子１を回転させながら、単結晶ダイヤモンド７５を外端部３Ａに押しつけることにより、単結晶ダイヤモンド７５に摩耗痕を形成する第１工程と、
該摩耗痕の長さに基づき、単結晶ダイヤモンド７５の微小領域における摩耗特性を評価する第２工程と、を備える、評価方法である。
【0054】
＜第１工程＞
接触子１の穴にマシニングセンター６０のスピンドル６１を挿入し、固定ネジ６２で固定する。接触子１はスピンドル６１に固定されているため、スピンドル６１を回転させると、これに同期して接触子１が回転する。回転条件は、熱的反応摩耗の抑制の観点から、回転数１００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下、及び／又は、周速１ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましい。図６では、接触子１は固定ネジ６２によりスピンドル６１に固定されているが、接触子１とスピンドル６１との固定方法はこれに限定されない。例えば、接触子１とスピンドル６１とを接着剤を用いて固定することができる。
接触子１の穴にマシニングセンター６０のスピンドル６１を挿入し、固定ネジ６２で固定する。接触子１はスピンドル６１に固定されているため、スピンドル６１を回転させると、これに同期して接触子１が回転する。回転条件は、熱的反応摩耗の抑制の観点から、回転数１００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下、及び／又は、周速１ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましい。図６では、接触子１は固定ネジ６２によりスピンドル６１に固定されているが、接触子１とスピンドル６１との固定方法はこれに限定されない。例えば、接触子１とスピンドル６１とを接着剤を用いて固定することができる。
【0055】
試料保持部７０の治具７６に単結晶ダイヤモンド７５を固定する。治具７６の単結晶ダイヤモンド７５を固定した方向とは反対側の方向には、エアシリンダ７１が設置されている。図６の矢印ａの方向で示されるように、エアシリンダ７１に向けて一定圧のエアーを送り込むことにより、エアシリンダ７１に対して矢印ｂの方向に荷重が加わり、エアシリンダ７１が接触子１の方向に移動する。これにより、単結晶ダイヤモンド７５が外端部３Ａに押し付けられ、単結晶ダイヤモンド７５に摩耗痕が形成される。押し付け圧は０．１ＭＰａ以上０．２ＭＰａ以下が好ましい。押し付け時間は１～１０分が好ましい。
【0056】
単結晶ダイヤモンド７５は平面７７を有し、上記第１工程は、単結晶ダイヤモンド７５を、平面７７が、接触子１と対向し、かつ、回転軸Ｒと平行になるように配置する第１－１工程と、単結晶ダイヤモンド７５に対して平面７７の法線方向の荷重を加えることにより、単結晶ダイヤモンド７５を外端部３Ａに押しつける第１－２工程と、を含むことが好ましい。これによると、微小摩耗試験の精度が向上する。
単結晶ダイヤモンド７５が平面７７を有するように加工する際は、単結晶ダイヤモンド７５の（００１）面を、メタルボンドダイヤモンド砥石又はスカイフで平行研磨することが好ましい。
単結晶ダイヤモンド７５が平面７７を有するように加工する際は、単結晶ダイヤモンド７５の（００１）面を、メタルボンドダイヤモンド砥石又はスカイフで平行研磨することが好ましい。
【0057】
単結晶ダイヤモンド７５の平面７７は（００１）面であり、上記摩耗痕は、該（００１）面の＜１００＞方向に平行であることが好ましい。これによると、微小摩耗試験の精度が向上する。
【0058】
一つの単結晶ダイヤモンド７５に複数の摩耗痕を形成する場合は、複数の摩耗痕は略平行であり、かつ、各摩耗痕の間隔は、５０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。
【0059】
なお、摩耗痕の形成開始前に、接触子の第１面と第２面とが直接接続してＶ字形状を形成し、接続面が存在しない場合は、評価用の摩耗痕を形成する前に、単結晶ダイヤモンドの（００１）面の＜１００＞方向に対して上記の摩耗痕の形成条件（回転速度、押し付け圧、押し付け時間）で５回以上の前処理を行い、外端部の長さＤが１μｍ以上１０μｍ以下となるように調整する。
【0060】
＜第２工程＞
第２工程では、第１工程において単結晶ダイヤモンドに形成された摩耗痕の長さに基づき、単結晶ダイヤモンドの摩耗特性を評価する。摩耗特性は、摩耗量（除去量）や摩耗痕の面積、あるいは摩耗痕の長さで評価することができる。本実施形態では、簡易に測定可能な摩耗痕の長さで評価する。摩耗痕の長さは、光学顕微鏡にて、観察倍率５００倍で計測される。
第２工程では、第１工程において単結晶ダイヤモンドに形成された摩耗痕の長さに基づき、単結晶ダイヤモンドの摩耗特性を評価する。摩耗特性は、摩耗量（除去量）や摩耗痕の面積、あるいは摩耗痕の長さで評価することができる。本実施形態では、簡易に測定可能な摩耗痕の長さで評価する。摩耗痕の長さは、光学顕微鏡にて、観察倍率５００倍で計測される。
【0061】
本実施形態の微小摩耗特性の評価方法は、単結晶ダイヤモンドの微小領域の摩耗特性（耐摩耗性）を高精度に評価できる。これにより単結晶ダイヤモンドの、不純物や結晶欠陥の不均一分布による摩耗特性の分布状態が詳細に調査できる。この評価方法は、単結晶ダイヤモンドを精密バイトや小径エンドミルなどの精密切削工具に用いる際の、単結晶ダイヤモンドの選定や品質評価に有用である。
【0062】
［付記１］
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなり、 前記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上であってもよい。
［付記２］
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなり、
前記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上９９．９体積
％以下であってもよい。
［付記３］
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなり、
前記多結晶ダイヤモンドは、複数のダイヤモンド粒子と、結合材とを含み、
前記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上９９．９体積
％以下であり、
前記多結晶ダイヤモンドの結合材の含有率は、０．１体積％以上２０体積％以下であってもよい。
［付記４］
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなり、
前記多結晶ダイヤモンドは、複数のダイヤモンド粒子と、結合材とからなり、
前記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上９９．９体積
％以下であり、
前記多結晶ダイヤモンドの結合材の含有率は、０．１体積％以上２０体積％以下であってもよい。
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなり、 前記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上であってもよい。
［付記２］
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなり、
前記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上９９．９体積
％以下であってもよい。
［付記３］
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなり、
前記多結晶ダイヤモンドは、複数のダイヤモンド粒子と、結合材とを含み、
前記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上９９．９体積
％以下であり、
前記多結晶ダイヤモンドの結合材の含有率は、０．１体積％以上２０体積％以下であってもよい。
［付記４］
本実施形態の接触子は、複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなり、
前記多結晶ダイヤモンドは、複数のダイヤモンド粒子と、結合材とからなり、
前記多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は、８０体積％以上９９．９体積
％以下であり、
前記多結晶ダイヤモンドの結合材の含有率は、０．１体積％以上２０体積％以下であってもよい。
【実施例】
【0063】
本実施の形態を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本実施の形態が限定されるものではない。
【0064】
以下の全ての実施例において、単結晶ダイヤモンドからなる試験体の（００１）面を、メタルボンドダイヤモンド砥石あるいはスカイフ板で平行研磨して平面を形成し、該平面上で微小摩耗特性を評価した。
【0065】
以下の全ての実施例において、接触子は複数のダイヤモンド粒子を含む多結晶ダイヤモンドからなる。該多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド成分の含有率は９０体積％であり、結合相（組成：Ｃｏ）の含有率は１０体積％である。上記複数のダイヤモンド粒子の平均粒径は１μｍである。該多結晶ダイヤモンドのヌープ硬度は５０ＧＰａである。
【0066】
［実施例１：合成ＩＩａ型単結晶ダイヤモンドの（００１）面の＜１００＞方向の微小摩耗特性の評価］
接触子として、実施形態１に記載の接触子を準備した。該接触子は、図３に示される断面形状を有し、長さｒ１が５ｍｍ（上面視において、直径φ１０ｍｍの円状）、角度θは１２０°、長さＤは１μｍ、回転軸Ｒ方向の最大長さ（厚さ）５ｍｍである。
接触子として、実施形態１に記載の接触子を準備した。該接触子は、図３に示される断面形状を有し、長さｒ１が５ｍｍ（上面視において、直径φ１０ｍｍの円状）、角度θは１２０°、長さＤは１μｍ、回転軸Ｒ方向の最大長さ（厚さ）５ｍｍである。
【0067】
図６に示される摩耗試験装置に上記接触子を設置し、図７に示されるように、合成ＩＩａ型単結晶ダイヤモンドからなる試験体に対して、（００１）面の＜１００＞方向に平行に摩耗痕を形成して評価を行った。摩耗痕の形成条件は、接触子の回転数１０００ｒｐｍ、押し付け圧０．１ＭＰａ、押し付け時間１０分である。
【0068】
【0069】
［実施例２：合成ＩＩａ単結晶ダイヤモンドの（００１）面の＜１１０＞方向及び＜１００＞方向の摩耗特性比較］
接触子として、実施形態１に記載の接触子を準備した。該接触子は、外端部がＶ字形状である（すなわち、第１の平面と第２の平面とが交差して角度θを形成しており、接続面３３は存在しない）こと以外は、図３に示される断面形状を有し、長さｒ１が１．６ｍｍ（上面視において、直径φ３．２ｍｍの円状）、角度θは１２０°、回転軸Ｒ方向の最大長さ（厚さ）５ｍｍである。
接触子として、実施形態１に記載の接触子を準備した。該接触子は、外端部がＶ字形状である（すなわち、第１の平面と第２の平面とが交差して角度θを形成しており、接続面３３は存在しない）こと以外は、図３に示される断面形状を有し、長さｒ１が１．６ｍｍ（上面視において、直径φ３．２ｍｍの円状）、角度θは１２０°、回転軸Ｒ方向の最大長さ（厚さ）５ｍｍである。
【0070】
図６に示される摩耗試験装置に上記接触子を設置し、合成ＩＩａ型単結晶ダイヤモンドからなる試験体に対して、（００１）面の＜１１０＞方向、及び、（００１）面の＜１００＞方向に平行に摩耗痕を形成して評価を行った。摩耗痕の形成条件は、接触子の回転数３１３ｒｐｍ、押し付け圧０．１ＭＰａ、１つの摩耗痕当たりの押し付け時間１分である。試験体上の摩耗痕の間隔は、２００μｍである。
【0071】
上記合成ＩＩａ型単結晶ダイヤモンドの（００１）面の＜１１０＞方向の摩耗試験（本明細書において「（００１）＜１１０＞摩耗試験」とも記す）の結果を、図９に示す。上記合成ＩＩａ型単結晶ダイヤモンドの（００１）面の＜１００＞方向の摩耗試験（本明細書において「（００１）＜１００＞摩耗試験」とも記す）の結果を、図１０に示す。図９及び図１０の座標系において、横軸は試験番号を示し、縦軸は摩耗痕の長さ（μｍ）を示す。試験番号は、摩耗痕の形成回数に対応する。例えば、試験番号５とは、５回目の摩耗痕の形成を意味する。
【0072】
（００１）＜１１０＞摩耗試験では、図９に示されるように、試験番号４で示される４回目の摩耗痕の形成までは、摩耗痕の長さが徐々に短くなる。試験番号５以降においても、摩耗痕の長さは、１回当たり５～６μｍ程度ずつ短くなる。試験番号１５で示される１５回の摩耗痕の形成後は、外端部が摩耗して平坦となり、外端部の回転軸方向の長さＤは８～１０μｍであった。
【0073】
試験回数の増加に伴い、摩耗痕の長さが短くなる理由は、摩耗試験前の外端部はＶ字形状で鋭利な状態であるため、摩耗痕が形成されやすく、試験回数の増加に伴
い、外端部が摩耗し、摩耗痕が形成されにくくなるためと推察される。
い、外端部が摩耗し、摩耗痕が形成されにくくなるためと推察される。
【0074】
（００１）＜１００＞摩耗試験では、図１０に示されるように、摩耗痕の長さはほとんど変化しない。
【0075】
上記より、結晶間の耐摩耗性の違いや結晶内の摩耗特性の分布状態を調べる目的では、単結晶ダイヤモンドの（００１）面の＜１００＞方向に平行な摩耗痕を形成して評価を行うことが好ましいことが確認された。
【0076】
［実施例３：天然Ｉａ単結晶ダイヤモンドの（００１）面の＜１１０＞方向の微小摩耗特性の評価］
接触子として、実施形態１に記載の接触子を準備した。該接触子は、図３に示される断面形状を有し、長さｒ１が１．６ｍｍ（上面視において、直径φ３．２ｍｍの円状）、角度θは１２０°、長さＤは５μｍ、回転軸Ｒ方向の最大長さ（厚さ）５ｍｍである。
接触子として、実施形態１に記載の接触子を準備した。該接触子は、図３に示される断面形状を有し、長さｒ１が１．６ｍｍ（上面視において、直径φ３．２ｍｍの円状）、角度θは１２０°、長さＤは５μｍ、回転軸Ｒ方向の最大長さ（厚さ）５ｍｍである。
【0077】
図６に示される摩耗試験装置に上記接触子を設置し、図１１に示されるように、天然Ｉａ単結晶ダイヤモンドからなる試験体に体して、（００１）面の＜１１０＞方向に平行に摩耗痕を形成して評価を行った。摩耗痕の形成条件は、接触子の回転数３１３ｒｐｍ、押し付け圧０．１ＭＰａ、１つの摩耗痕当たりの押し付け時間１分である。試験体上の摩耗痕の間隔は、試験開始から１～２０回目の摩耗痕の形成では１００μｍ（図１１の左列の摩耗痕）とし、２１～４０回目の摩耗痕の形成では５０μｍ（図１１の右列の摩耗痕）とした。天然Ｉａ単結晶ダイヤモンドの（００１）面の＜１１０＞方向は、該天然Ｉａ単結晶ダイヤモンドの紫外線励起蛍光像において観察される成長縞に基づき特定される。
【0078】
摩耗痕の間隔１００μｍにおける摩耗試験の結果を図１２に示す。摩耗痕の間隔５０μｍにおける摩耗試験の結果を図１３に示す。図１２及び図１３の座標系において、横軸は試験番号を示し、縦軸は摩耗痕の長さ（μｍ）を示す。試験番号は、摩耗痕の形成回数に対応する。例えば、試験番号５とは、５回目の摩耗痕の形成を意味する。
【0079】
摩耗痕の間隔１００μｍにおける摩耗試験では、図１２に示されるように、摩耗痕の長さは徐々に短くなっているが、摩耗痕の長さの明瞭な変化は観察されなかった。摩耗痕の長さが徐々に短くなる理由は、試験回数の増加に伴い、外端部が摩耗し、摩耗痕が形成されにくくなるためと推察される。
【0080】
摩耗痕の間隔５０μｍにおける摩耗試験では、図１３に示されるように、符号ｂで示される楕円内の試験番号３０～３３において、摩耗痕が急に短くなる。試験番号３０～３３の摩耗痕は、図１１において符号ｂで示される楕円内の摩耗痕である。該天然Ｉａ単結晶ダイヤモンドの紫外線励起蛍光像において、符号ｂで示される部分には、青白の成長縞が確認される。以上より、該天然Ｉａ単結晶ダイヤモンドの該青白の成長縞の部分が高い耐摩耗性を有することが確認される。
【0081】
なお、図１１及び図１２において、符号ａの楕円内に示される摩耗痕は、摩耗痕の間隔１００μｍにおける上記青白の成長縞部分の摩耗痕に該当する。図１２及び図１３を比較すると、摩耗痕の間隔５０μｍの方が、耗痕の間隔１００μｍよりも、摩耗痕の長さの変化が明瞭であった。
【0082】
実施例１～実施例３より、本実施形態の接触子を用いた評価方法によれば、単結晶ダイヤモンドの摩耗特性（ダイヤモンド本来の耐摩耗性に関する特性）の面方位等による違いを、数十μｍレベルの微小領域においても正確に評価できることが確認された。
【0083】
以上のように本開示の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形することも当初から予定している。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0084】
１ 接触子
２ 第１部分
３ 第２部分
３Ａ 外端部
３１ 第１面
３２ 第２面
３１Ａ 第１境界部
３２Ａ 第２境界部
３３ 接続面
Ｒ 回転軸
６０ マシニングセンタ
６１ スピンドル
６２ 固定ネジ
７０ 試料保持部
７１ エアシリンダ
７２ リニアガイド
７５ 単結晶ダイヤモンド
７６ 治具
７７ 平面
２ 第１部分
３ 第２部分
３Ａ 外端部
３１ 第１面
３２ 第２面
３１Ａ 第１境界部
３２Ａ 第２境界部
３３ 接続面
Ｒ 回転軸
６０ マシニングセンタ
６１ スピンドル
６２ 固定ネジ
７０ 試料保持部
７１ エアシリンダ
７２ リニアガイド
７５ 単結晶ダイヤモンド
７６ 治具
７７ 平面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】