申请人:第六元素研磨剂股份有限公司
发明人:卡维施尼·耐度
摘要: 本发明公开了一种多晶金刚石(PCD)材料主体,其金刚石含量为所述PCD材料的体积的至多约95%,粘合剂含量为所述PCD材料的体积的至少约5%,并包含平均金刚石颗粒接触率大于约60%和标准偏差小于约2.2%的金刚石颗粒。还公开了制作这种多晶金刚石材料主体的方法。
主权利要求:1.一种多晶金刚石(PCD)材料主体,其金刚石含量为所述PCD材料的体积的至多约95%,粘合剂含量为所述PCD材料的体积的至少约5%,并包含平均金刚石颗粒接触率大于约60%和标准偏差小于约2.2%的金刚石颗粒。
2.如权利要求1中所述的多晶金刚石材料,其中所述粘合剂材料包 含至少12体积%的PCD材料。
3.如权利要求1或2中所述的多晶金刚石材料,其中金刚石粒子或 颗粒的平均粒子或颗粒尺寸为约0.1微米-约50微米。
4.如权利要求1-3中任一项所述的多晶金刚石材料,其中所述多晶 金刚石材料的金刚石含量为所述多晶金刚石材料的体积的至少80%和至 多88%。
5.耐磨元件,其包含如权利要求1-5中任一项所述的多晶金刚石材 料。
6.制作多晶金刚石材料主体的方法,所述方法包括提供金刚石粒子 或颗粒部分和烧结添加剂,所述烧结添加剂包含纳米尺寸的粒子或颗粒 的碳源;将所述金刚石粒子和烧结添加剂形成为聚集块;将所述聚集块 和一般是金刚石催化剂材料的粘合剂材料固结形成生坯;以及用足以消 耗完所述烧结添加剂的时间对生坯施加金刚石比石墨更热力学稳定的压 力和温度条件;对其烧结并形成热动力学和结晶稳定的基本没有任何纳 米结构的多晶金刚石材料主体;所述多晶金刚石(PCD)材料主体的金 刚石含量为所述PCD材料的体积的至多约95%,粘合剂含量为所述PCD 材料的体积的至少约5%,并且包含平均金刚石颗粒接触率为大于约60% 且标准偏差为小于约2.2%的金刚石颗粒。
7.如权利要求6中所述的方法,其中所述烧结添加剂是纳米金刚石。
8.如权利要求7中所述的方法,其中所述纳米金刚石是UDD、PDD 或压碎的纳米金刚石源。
9.如权利要求6-8中任一项所述的方法,其中所述方法包括对所述 生坯施加约6.0GPa或更高的压力和约1350℃或更高的温度。
10.如权利要求6-9中任一项所述的方法,其中所述PCD材料被烧 结的周期为2分钟-60分钟。
11.如权利要求6-10中任一项所述的方法,其中在与所述烧结添加 剂或粘合剂材料接触之前,所述金刚石粒子或颗粒的平均粒子或颗粒尺 寸的范围为约0.1微米-约50微米。
12.如权利要求6-11中任一项所述的方法,其中所述烧结添加剂是 选自包括石墨、碳黑、焦炭、碳阴离子和富勒烯的组的纳米尺寸碳源。
13.如权利要求6-12中任一项所述的方法,所述烧结添加剂按约0.01- 约5重量%、或约0.5-约1重量%或高达约50重量%的量提供。
14.如权利要求6-13中任一项所述的方法,其中所述粘合剂材料是 Ni、Pd、Mn或Fe或用这些催化剂中任一种或几种和/或用Co与这些金 属催化剂的组合。
15.如权利要求6-14中任一项所述的方法,其中在与所述烧结添加 剂或粘合剂材料接触之前,所述金刚石粒子或颗粒的平均粒子或颗粒尺 寸为约0.1微米-约50微米、或约0.2微米-约10微米或约0.9微米-约2 微米。