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　　申请号：201480075317.X
　　申请人：第六元素有限公司
　　发明人：迈克尔·费希利

　　摘要：本发明公开了一种多晶超硬构件，所述多晶超硬构件包含多晶金刚石材料主体(20，51，52)、工作表面(34)、基本不含溶剂/催化剂材料的第一区域(51)和远离工作表面的第二区域(52)，其中所述第一区域沿基本垂直于所述工作表面延伸的平面的平面从所述工作表面延伸进入到所述主体中一个深度(Y)，所述第二区域在多个所述空隙区域中包含溶剂/催化剂材料。基底(30)沿与第二区域的界面(24)附接至所述主体。斜面在主体的外围侧表面和工作表面之间延伸。所述第一区域的深度在所述第一区域和外侧表面的交叉部处朝向所述工作表面逐渐变小，使得第一区域在外围侧表面的深度(Y’)小于第一区域大部分的深度。 　　主权利要求：1.一种包含多晶金刚石(PCD)材料主体的多晶超硬构件，所述多晶金刚石(PCD)材料主体包含在形成所述多晶金刚石材料的交互键合的金刚石颗粒之间的多个间隙区域；所述PCD材料主体包括：工作表面，其沿主体的外侧部分放置；第一区域，其基本不含溶剂/催化剂材料；所述第一区域沿基本垂直于所述工作表面延伸的平面的平面从所述工作表面延伸进入所述PCD材料主体中一个深度；和第二区域，其远离所述工作表面，所述工作表面在多个所述空隙区域中包含溶剂/催化剂材料；基底，其沿着第二区域的界面附接至PCD材料的主体；斜面，其在所述PCD材料主体的外围侧表面和工作表面之间延伸，并在所述斜面和所述外围侧表面的交叉部处限定切削边缘，其中：所述第一区域的深度在所述第一区域和外围侧表面的交叉部处朝向所述工作表面逐渐变小，使得第一区域在外围侧表面的深度小于第一区域大部分的深度。
　　2.如权利要求1所述的多晶超硬构件，其中所述第一区域与所述外围侧表面在所述斜面的某一位置相交。
　　3.如权利要求1所述的多晶超硬构件，其中所述第一区域与所述外围侧表面在离所述切削边缘至少约100微米的位置相交。
　　4.如权利要求1所述的多晶超硬构件，其中所述第一区域与所述外围侧表面在离所述切削边缘至少约50到100微米的位置相交。
　　5.如权利要求1所述的多晶超硬构件，其中所述第一区域与所述外围侧表面在离所述切削边缘少于约50微米的位置相交。
　　6.如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件，其中所述主体中具有从所述工作表面约250微米到650微米之间的的深度的大部分金刚石颗粒具有基本不含催化剂材料的表面，剩余颗粒与催化剂材料接触。
　　7.如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件，其中所述基底与所述第二区域之间的界面基本是平的，或者基本是不平的并包括突出到所述PCD材料主体或基底的一个或其他或从所述PCD材料主体或基底的一个或其他延伸的一个或多个特征。
　　8.如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件，其中所述第一和/或第二区域包括两种以上金刚石颗粒尺寸的金刚石颗粒。
　　9.如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件，其中所述金刚石颗粒包括天然和/或合成的金刚石颗粒。
　　10.如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件，其中所述第二区域中的所述溶剂/催化剂包含钴，和/或一种以上其他铁族元素，如铁或镍，或其合金，和/或一种以上元素周期表中第IV-VI族金属的碳化物、氮化物、硼化物和氧化物。
　　11.如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件，其中所述第二区域中的所述溶剂/催化剂为在形成所述PCD构件时烧结PCD主体所用的溶剂/催化剂。
　　12.如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件，其中所述多晶金刚石材料的主体具有约2.5毫米到约3.5毫米以上的厚度。
　　13.如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件，其中所述PCD主体包含基于所述金刚石主体的总体积至少约90％到95％之间的体积比的金刚石。
　　14.一种钻地的切削器，其包括如前述权利要求中任一项所述的多晶超硬构件。
　　15.用于钻地的旋转剪切机钻头、冲击钻头、采矿或破坏沥青的截齿的PCD元件，其包含如权利要求1到13中任一项所述的多晶超硬构件。
　　16.用于钻地的钻头或钻头组件，其包含如权利要求1到13中任一项所述的多晶超硬构件。
　　17.一种制造热稳定的多晶金刚石构件的方法，其包括以下步骤：加工沿界面附接至基底的多晶金刚石主体，所述多晶金刚石主体包含多个交互键合的金刚石颗粒和分布于其间的间隙区域，以形成在位于沿所述主体外部的工作表面和所述主体的外围侧表面之间延伸的斜面；处理所述PCD主体以从所述金刚石主体的第一区域去除溶剂/催化剂材料，同时允许所述溶剂/催化剂材料保留在所述金刚石主体的第二区域中；所述斜面将切削边缘限定在所述斜面和所述外围侧表面的交叉部处；其中：所述处理步骤还包括在离所述工作表面0微米到300微米之间的位置掩蔽所述PCD主体；并且从第一区域中的间隙区域中去除溶剂/催化剂的步骤包括在所述第一区域中去除溶剂/催化剂达到一个深度，所述深度在所述第一区域和外围侧表面的交叉部处朝向所述工作表面逐渐变小，使得所述第一区域在外围侧表面的深度小于所述第一区域大部分的深度。
　　18.如权利要求17所述的方法，其中所述从第一区域中的间隙区域中去除溶剂/催化剂的步骤包括去除所述第一区域中的溶剂/催化剂到一个深度使得所述第一区域与所述外围侧表面在所述斜面的位置相交。
　　19.如权利要求17所述的方法，其中所述从第一区域中的间隙区域中去除溶剂/催化剂的步骤包括去除所述第一区域中的溶剂/催化剂到一个深度使得所述第一区域与所述外围侧表面在离所述切削边缘至少约100微米的位置相交。
　　20.如权利要求17所述的方法，其中所述从第一区域中的间隙区域中去除溶剂/催化剂的步骤包括去除所述第一区域中的溶剂/催化剂到一个深度使得所述第一区域与所述外围侧表面在离所述切削边缘约50到100微米之间的的位置相交。
　　21.如权利要求17所述的方法，其中所述从第一区域中的间隙区域中去除溶剂/催化剂的步骤包括去除所述第一区域中的溶剂/催化剂到一个深度使得所述第一区域与所述外围侧表面在离所述切削边缘少于约50微米的位置相交。
　　22.如权利要求17到21中任一项所述的方法，其中所述从第一区域中的间隙区域中去除溶剂/催化剂的步骤包括去除溶剂/催化剂使得在所述主体中离所述工作表面约250微米到约650微米之间深度内的大部分金刚石颗粒具有基本不含催化剂材料的表面，剩余颗粒与催化剂材料接触。
　　23.如权利要求17到22中任一项所述的方法，其中掩蔽所述PCD构件的步骤在所述处理步骤期间保护所述基底和所述外表侧表面暴露于使用的处理剂。
　　24.如权利要求17到23中任一项所述的方法，其中在所述处理步骤之前，形成所述PCD构件，所述形成步骤包括：提供大量金刚石颗粒；将所述大量金刚石颗粒排列形成预烧结组件；和在用于所述金刚石颗粒的溶剂/催化剂材料存在的条件下，在约5.5GPa或更高的超高压和所述金刚石材料比石墨更热力学稳定的温度下处理所述预烧结组件以将所述金刚石颗粒烧结在一起形成多晶金刚石构件。
　　25.如权利要求17到24中任一项所述的方法，其中在所述处理步骤之前，所述方法还包括将所述多晶金刚石主体加工为最终尺寸。
　　26.如权利要求17到24中任一项所述的方法，其中在所述处理步骤之后，所述方法还包括将所述多晶金刚石主体加工为最终尺寸。
　　27.基本如根据任一实施例描述的多晶超硬构件，所述实施例以附图的图3说明。
　　28.基本如根据任一实施例描述的制造热稳定多晶金刚石构件的方法，所述实施例以附图说明。