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点滴石を穿つ！　材料の特性を最大限に発揮させる加工技術の開発

ダイヤモンドは最高の硬度、熱伝導や化学的安定性を持つことから極限工具材料と位置付けられています。ダイヤモンドツールは、宇宙・バイオから家電製品に至るまで幅広い分野で超精密加工に用いられています。これら分野は日進月歩での進歩があり、工具の仕様も日々留まるところがありません。高硬度なダイヤモンドは、高エネルギーや化学反応を利用することで租加工は可能ですが、ナノメータの表面粗さに成形することは困難です。本研究室では超精密ダイヤモンドツールを開発するために、衝撃を抑えた成型加工装置の開発と、更に数十nmの輪郭精度を持つダイヤモンド切刃工具の開発を行っています。

また、ダイヤモンドを用いたヒートシンクの開発にも取り組んでいます。これは自動車や人工衛星に用いられる高性能LSIの放熱に必須で、現在は銅の倍の熱拡散能力に加えて表面の平坦性と半導体に近い熱膨張率が要求されています。これらの要求を満たすダイヤモンド複合材料とその表面加工技術を開発しています。

Diamonds are categorized as material of extreme tool as it has the highest hardness, chemical stability and thermal conductivity. Diamond tool has been used in ultra-precision machining in a wide range of fields ranging from space, biotechnology and consumer electronics product. There are many new development and progress for improving the technology in this field so no certain tooling specifications can be stayed longer. Diamond having a high hardness is possibly processed by utilizing a high energy resource and chemical reaction but its surface roughness is difficult to be formed within nanometers scale. In order to develop the ultra-precision diamond tools, our laboratory are doing the development of molding apparatus with reduced impact, and the further development of diamond cutting tool havinga contour accuracy of several tens of nm.

In addition, we also are doing the research of heat sink by using the diamond materials. This is a essential product for heat radiation to the high-performance LSI used in satellites and automobiles. It requires several times higher heat diffusion capacity than coppers and the thermal expansion coefficient is closing to the semiconductor in addition to the surface flatness. We are developing the surface processing technology for machining this kind of products of diamond composite materials to meet the market needs.

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