[发明专利]超硬构造及其制造方法

权利要求书

1.一种制造超硬构造的方法，所述超硬构造包括：

连接至第二结构的第一结构，所述第一结构包括具有第一热膨胀系数，即CTE，和第一杨氏模量的第一材料，并且所述第二结构包括具有第二CTE和第二杨氏模量的第二材料；所述第一CTE和所述第二CTE基本上彼此不同，并且所述第一杨氏模量和所述第二杨氏模量基本上彼此不同；所述第一材料或所述第二材料中的至少一种含有超硬材料；所述方法包括：

形成组件，所述组件包含所述第一材料、所述二种材料以及配置为能够将所述第一材料和所述第二材料结合在一起的粘合剂材料，所述粘合剂材料包含金属；使所述组件经受足够高的温度和第一压力，所述足够高的温度使所述粘合剂材料处于液态，所述超硬材料在所述第一压力下是热力学稳定的；降低所述压力至第二压力，所述超硬材料在所述第二压力下是热力学稳定的，保持所述温度足够高从而保持所述粘合剂材料处于液态；降低所述温度以固化所述粘合剂材料；以及降低所述压力和所述温度至环境条件以提供所述超硬构造。

2.如权利要求1所述的方法，其中在约25摄氏度时，所述第一材料或所述第二材料中的一个的CTE为至少约每摄氏度2.5×10^-6且至多约每摄氏度5.0×10^-6，并且所述第一材料或所述第二材料中的另一个的CTE为至少约每摄氏度3.5×10^-6且至多约每摄氏度6.5×10^-6。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第一材料或所述第二材料中的一个的杨氏模量为至少约500吉帕斯卡且至多约1300吉帕斯卡，并且所述第一材料和所述第二材料中的另一个的杨氏模量为至少约800吉帕斯卡且至多约1600吉帕斯卡。

4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一材料和所述第二材料的杨氏模量相差至少约10%。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一材料和所述第二材料的CTE相差至少约10%。

6.如上述权利要求中任一项所述的方法，包括在烧结压力和烧结温度下，在存在烧结催化剂材料的情况下，烧结所述超硬材料的多个晶粒的聚合体以形成所述第二结构。

7.如上述权利要求中任一项所述的方法，包括在存在所述粘合剂材料的情况下邻近所述第一结构放置所述超硬材料的晶粒的聚合体以形成预烧结组件；使所述预烧结组件经受烧结压力和烧结温度，从而熔化所述粘合剂材料并烧结超硬材料的晶粒，并且形成包含多晶超硬材料的所述第二结构，所述多晶超硬材料通过处于熔化状态的所述粘合剂材料连接至所述第一结构。

8.如权利要求6或权利要求7所述的方法，其中所述第一压力基本上为所述烧结压力。

9.如上述权利要求中任一项所述的方法，包括提供所述第一结构，提供含有多晶超硬材料的所述第二结构，邻近所述第二结构放置所述第一结构并形成预构造组件，以及对所述预构造组件施加压力，将所述压力从环境压力增加至所述第一压力。

10.如权利要求9所述的方法，包括使超硬材料的多个晶粒的聚合体经受烧结压力和烧结温度，所述超硬材料在所述受烧结压力和所述烧结温度下能够被烧结以形成所述第二材料，以及降低所述压力和温度至环境条件以提供所述第二结构；所述第一压力基本上大于所述烧结压力。

11.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二结构包括金刚石材料并且所述粘合剂材料包括用于金刚石的催化剂材料。

12.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一结构和所述第二结构每个包括金刚石材料并且所述粘合剂材料包括用于金刚石的催化剂材料。

13.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二压力和所述第一压力之间的差异为至少约0.5吉帕斯卡。

14.如上述权利要求中任一项所述的方法，包括使所述超硬构造经受处理温度和处理压力下的进一步的热处理，所述超硬材料在所述处理温度和所述处理压力下是热力学亚稳定的。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述超硬材料含有金刚石材料，并且所述处理温度为至少约500摄氏度且所述处理压力小于约1吉帕斯卡。