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官方微信摘要 申請號：201280045436申請人：第六元素研磨劑股份有限公司第六元素有限公司摘要：本發明公開了一種包含多晶金剛石材料的主體的多晶金剛石結構，其由顯示出粒間結合并在其間限定出多...
申請號：201280045436
申請人：第六元素研磨劑股份有限公司第六元素有限公司
摘要：本發明公開了一種包含多晶金剛石材料的主體的多晶金剛石結構，其由顯示出粒間結合并在其間限定出多個間隙區的大量金剛石晶粒和至少部分地填充多個間隙區以形成非金剛石相池的非金剛石相形成，每個所述非金剛石相池具有各自的截面面積。在使用圖像分析技術以選擇的放大率進行分析的圖像中，取決于在多晶金剛石結構的截面總面積中非金剛石相的百分比，多晶金剛石材料的主體的截面總面積中非金剛石相的百分比和非金剛石相池的各自的截面面積的平均值為小于0.7，或小于0.340平方微米，或在約0.005至0.340平方微米之間。本發明還公開了制備這種結構的方法。
獨立權利要求：1.多晶金剛石結構，包含由下述形成的多晶金剛石材料的主體：大量金剛石晶粒，其顯示出粒間結合并在其間限定出多個間隙區，以及非金剛石相，其至少部分地填充多個間隙區以形成非金剛石相池，每個所述非金剛石相池具有各自的截面面積，其中所述多晶金剛石材料的主體的截面總面積中非金剛石相的百分比為約0至5%，當使用圖像分析技術以約1000倍的放大率和1280乘以960像素的圖像面積進行分析時，在穿過多晶材料主體的截面分析圖像中所述非金剛石相池的各自的截面面積的平均值為小于約0.7平方微米。
3.多晶金剛石結構，包含由下述形成的多晶金剛石材料的主體：大量金剛石晶粒，其顯示出粒間結合并在其間限定出多個間隙區，以及非金剛石相，其至少部分地填充多個間隙區以形成非金剛石相池，每個所述非金剛石相池具有各自的截面面積，其中所述多晶金剛石結構的截面總面積中非金剛石相的百分比為約10至15%，以及當使用圖像分析技術以約3000倍的放大率和1280乘以960像素的圖像面積進行分析時，在通過多晶材料主體的截面的分析圖像中所述非金剛石相池的各自的截面面積的平均值為小于約0.340平方微米。
4.多晶金剛石結構，包含由下述形成的多晶金剛石材料的主體：大量金剛石晶粒，其顯示出粒間結合并在其間限定出多個間隙區，以及非金剛石相，其至少部分地填充多個間隙區以形成非金剛石相池，每個所述非金剛石相池具有各自的截面面積，其中所述多晶金剛石結構的截面總面積中非金剛石相的百分比為約15至30%，以及當使用圖像分析技術以約10000倍的放大率和1280乘以960像素的圖像面積進行分析時，在穿過多晶材料主體的截面的分析圖像中所述非金剛石相池的各自的截面面積的平均值為約0.005至0.340平方微米。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的多晶金剛石結構，其中所述多晶金剛石材料的主體具有約6mm或更大的最大尺寸。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的多晶金剛石結構，其中所述多晶金剛石材料的主體具有約0.3mm或更大的厚度。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的多晶金剛石結構，進一步包含沿界面結合到所述多晶金剛石材料的主體的基材。
8.根據權利要求7所述的多晶金剛石結構，其中所述基材和所述多晶金剛石材料的主體之間的界面是基本上非平面的。
9.根據權利要求7或8中的任一項所述的多晶金剛石結構，其中所述基材包含硬質碳化物。
10.根據權利要求7至9中的任一項所述的多晶金剛石結構，其中所述基材的厚度至少等于或大于所述多晶金剛石材料的主體的厚度。
11.用于鉆穿土地的刀具，包含前述權利要求中的任一項所述的多晶金剛石結構。
12.用于鉆穿土地的旋轉剪切頭的PCD元件，用于采礦或瀝青破碎的沖擊鉆頭或鋤，包含權利要求1至10中的任一項所述的多晶金剛石結構。
13.用于鉆穿土地的鉆頭或鉆頭的部件，包含權利要求1至10中的任一項所述的多晶超硬金剛石結構。
14.用于制備多晶金剛石結構的方法，所述方法包括：提供大量具有第一平均尺寸的金剛石晶粒；設置所述大量金剛石晶粒使其與用于形成基材的材料主體形成預燒結組裝體；以及在約7GPa或更大的超高壓力和金剛石比石墨在熱力學上更穩定的溫度下，以及在用于金剛石的催化劑材料的存在下，處理所述預燒結組裝體以使所述金剛石晶粒和沿界面結合其上的基材燒結在一起來形成完整的PCD結構；所述金剛石晶粒顯示出粒間結合并在其間限定出多個間隙區，非金剛石相至少部分地填充多個間隙區以形成非金剛石相池，每個所述非金剛石相池具有各自的截面面積，其中所述多晶金剛石材料的主體的截面總面積中非金剛石相的百分比為約0至5%，當使用圖像分析技術以約1000倍的放大率和1280乘以960像素的圖像面積進行分析時，在分析圖像中所述非金剛石相池的各自的截面面積的平均值為小于約0.7平方微米；或所述多晶金剛石材料的主體的截面總面積中非金剛石相的百分比為約5至10%，當使用圖像分析技術以約1000倍的放大率和1280乘以960像素的圖像面積進行分析時，在分析圖像中所述非金剛石相池的各自的截面面積的平均值為小于約0.340平方微米；或所述多晶金剛石結構的截面總面積中非金剛石相的百分比為約10至15%，當使用圖像分析技術以約3000倍的放大率和1280乘以960像素的圖像面積進行分析時，在分析圖像中所述非金剛石相池的各自的截面面積的平均值為小于約0.340平方微米；或所述多晶金剛石結構的截面總面積中非金剛石相的百分比為約15至30%，當使用圖像分析技術以約10000倍的放大率和1280乘以960像素的圖像面積進行分析時，在分析圖像中所述非金剛石相池的各自的截面面積的平均值為約0.005至0.340平方微米。
15.形成權利要求1至10中的任一項所述的多晶金剛石結構的方法。
16.參照如同在附圖的圖3至10b中說明的實施方案的任一實施方案基本上如上文描述的多晶金剛石結構。
17.參照如同在附圖的圖3至10b中說明的實施方案的任一實施方案基本上如上文描述的形成多晶金剛石結構的方法。
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