[发明专利]多晶超硬材料和其制备方法

权利要求书

1.一种制作多晶超硬材料体的方法，其包括：

将超硬材料颗粒聚集块放入罐体中，

放入与所述超硬材料颗粒聚集块直接接触或与其间接接触且由陶瓷材料形成的陶瓷层，其中所述陶瓷层通过材料中间层与所述颗粒隔开，所述陶瓷层的表面为表面拓扑结构，所述表面拓扑结构在所述超硬材料颗粒聚集块中压印与所述表面拓扑结构互补的图案，所述陶瓷材料和其中存在的所述中间层材料使得它们不会与所述超硬材料和/或超硬材料颗粒的烧结催化剂材料发生化学反应；所述方法还包括：

在存在用于所述超硬材料颗粒的烧结催化剂材料时，在足以熔化所述催化剂材料的温度下，对所述超硬材料颗粒聚集块和所述陶瓷层施加大于约5.5GPa的压力；

烧结所述颗粒，形成具有与所述陶瓷层的表面拓扑结构互补的表面拓扑结构的多晶超硬材料体；并且

从所述多晶材料体移除所述陶瓷层以及如果有的话移除所述中间层。

2.如权利要求1所述的方法，其中放入与所述超硬材料颗粒接触的所述陶瓷层的所述步骤包括放入所述陶瓷材料，其中所述陶瓷材料通过所述材料中间层与其间接接触，所述中间层包含在所述陶瓷层上的涂层。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中对所述超硬材料颗粒施加压力的步骤包括对所述颗粒施加大于7GPa的压力。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒包括金刚石材料颗粒，放入与所述颗粒接触的陶瓷材料的所述步骤包括放入与所述颗粒接触且由不会被碳热反应还原的氧化物陶瓷材料中的一种或多种而形成的陶瓷材料。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述陶瓷材料由包括氧化镁、氧化钙、氧化锆和/或氧化铝的氧化物陶瓷材料中的任一种或多种形成。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中放入与所述颗粒聚集块接触的陶瓷层的所述步骤在将所述颗粒放入所述罐体的所述步骤之后。

7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中在所述颗粒被放入所述罐体之前所述陶瓷层被放入所述罐体中。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中形成所述多晶超硬材料体的步骤包括形成具有自由外表面的主体，所述陶瓷层从所述自由外表面移除，其中所述自由外表面具有与大部分多晶材料体相同的质量。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括在基底上形成PCD材料体，所述基底在烧结之前被放入所述罐体中，所述多晶超硬材料体在烧结时与所述基底沿其之间的界面结合，所述界面大致是平面的或非平面的。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述基底由硬质合金材料形成。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将超硬材料颗粒聚集块放入所述罐体中的步骤包括将天然的或合成的金刚石颗粒聚集块放入所述罐体中。

12.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中将超硬材料颗粒聚集块放入所述罐体中的步骤包括将立方氮化硼颗粒聚集块放入所述罐体中。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中移除所述陶瓷层的所述步骤包括通过冲击移除所述陶瓷层。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述烧结步骤包括在约1300至约1800摄氏度之间的温度下烧结。

15.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括处理所述超硬材料体，以在烧结后从在所述超硬材料中相互结合的颗粒之间的间隙移除催化剂材料。

16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述超硬材料颗粒放入所述罐体中的所述步骤包括提供多个包含所述颗粒的片材和在所述罐体中堆叠所述片材，以形成所述超硬颗粒的聚集体。

17.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中将所述超硬材料颗粒放入所述罐体中的所述步骤包括使用沉降或电泳沉积技术将所述颗粒沉积到所述罐体。

18.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括构建所述陶瓷材料的表面拓扑结构，以在烧结时将倒角边缘赋予所述多晶超硬材料体。

19.一种多晶超硬材料体，其在第一表面上具有表面拓扑结构，所述第一表面基本没有来自所述多晶超硬材料体形成中使用的罐体的材料。