空き瓶を使ったダイヤモンド合成装置

PTA 研修委員会主催の「自然科学公開講座」で東海大学の広瀬洋一先生の講演の実験装置．

空き瓶を３個使った安価なダイヤモンド合成装置の組み立て方，および実験方法の説明．
１．準備
　以下のものを用意する．
　・空き瓶３個
　・ゴム栓３個
　・金属パイプ１本
　・モリブデン線
　・タングステン線
　・基板（シリコンやモリブデン）鉄，ニッケル，コバルト以外
　・ガラス管
　・ゴム管
　・ピンチコック
　・スライダック
　・アルコールランプ

すべて理科室でそろう．

２．装置の組み立て
　図のように装置を組み立てる．きわめてシンプルな装置であり，工夫によって価格は５００円程度と安価である．



３．実験方法
　１）メタノールをビンに入れ，ビン内に気泡が残らないようにメタノールで完全に満たす．ビン内に空気が残った状態でフィラメントを点灯させると爆発の危険があるので，十分にチェックし確認する．
　２）基板とフィラメントがついたゴム栓をメタノールの入っているビンに強く差し込む．他の２個のゴム栓もビンに差し込む．メタノールの入っているビン内に気泡が残っていないことを確認した後，ピンチコックを開ける．
　３）フィラメントが赤熱する程度に電圧を上げる．メタノールは気化し，ビンの上部にメタノールの蒸気の空間ができる．そして，メタノールの液面が徐々に下がってくる．フィラメントがメタノールの液面から出たら，電圧をさらに上げてフィラメントを白熱させる（２０００℃，非常にまぶしい）．通常は７～９Ａで１２～１５Ｖ程度．２０００℃の温度は市販の白熱電球（何ワットでも）のフィラメントの温度と同じなので，サングラスを使って，同じ明るさになるように電圧を調節する．
　４）実験開始後，１５分経過したらアルコールランプに火をつける．
　５）１～２時間後，アルコールランプの火を消し，電源を切り，ピンチコックを閉じて実験を終了させる．
　６）基板を取り出し，顕微鏡で観察する．



ダイヤモンド合成中