[发明专利]热稳定多晶金刚石及其制造方法

权利要求书

1.一种制造切割元件的方法，包括：

将金刚石颗粒与碳酸盐材料的混合物暴露于高压高温烧结条件下以形成烧结的具有金刚石基质的碳酸盐多晶金刚石本体，所述金刚石基质具有结合在一起的金刚石晶粒以及驻留于所述金刚石晶粒之间的间隙区域中的碳酸盐，所述碳酸盐材料非均匀地分布遍及金刚石基质；以及

将所述碳酸盐多晶金刚石本体进一步暴露于受控的温度、受控的压力或它们的组合下，以实现所述碳酸盐材料的至少部分分解。

2.如权利要求1所述的方法，其中，碳酸盐材料部分分解成金属氧化物导致形成分布于所述金刚石基质中的通道。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在所述碳酸盐材料分解后所形成的通道呈现非均匀分布。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述碳酸盐材料包括作为杂质的SiO₂。

5.如权利要求4所述的方法，其中，在所述碳酸盐材料部分分解成至少一种金属氧化物的过程中，所述至少一种金属氧化物与作为杂质存在于所述碳酸盐材料中的SiO₂反应，从而导致形成至少一种金属硅酸盐。

6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述碳酸盐材料包括碱土金属碳酸盐。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述碳酸盐材料包括碳酸镁和碳酸钙中的至少一种。

8.如权利要求6所述的方法，其中，所述碳酸盐材料是碳酸镁。

9.如权利要求1-5、7-8中任一项所述的方法，其中，碳酸盐多晶金刚石的高压高温烧结本体包括上表面、底表面、上表面和底表面之间的圆周侧表面以及上表面和圆周侧表面之间的圆周切割边缘。

10.如权利要求9所述的方法，其中，碳酸盐多晶金刚石的高压高温烧结本体的高度小于碳酸盐多晶金刚石的高压高温烧结本体的直径。

11.如权利要求1-5、7-8、10中任一项所述的方法，其中，碳酸盐多晶金刚石本体包括形成并邻近所述圆周切割边缘的第一区域以及远离所述第一区域轴向、径向或以两种方式相结合的方式延伸的第二区域，其中，所述第二区域比所述第一区域具有更高浓度的碳酸盐材料。

12.如权利要求11所述的方法，其中，碳酸盐基多晶金刚石本体的第一区域包括从约0至5重量百分比的碳酸盐材料。

13.如权利要求11所述的方法，其中，碳酸盐基多晶金刚石本体的第二区域包括从约2至9重量百分比的碳酸盐材料。

14.一种切割元件，包括：

氧化物基多晶金刚石本体，包括：

形成基质相的多个结合在一起的金刚石晶粒；

介于结合在一起的金刚石晶粒之间的多个间隙区域；以及

非均匀地布置在所述间隙区域内的氧化物材料；以及

所述氧化物基多晶金刚石本体进一步包括形成并邻近切割边缘的第一区域以及远离所述第一区域轴向、径向或以两种方式相结合的方式延伸的第二区域，所述第二区域比所述第一区域具有更高浓度的碳酸盐材料。

15.如权利要求14所述的切割元件，其中，氧化物材料选自碱土金属氧化物。

16.如权利要求15所述的切割元件，其中，氧化物材料包括氧化镁和氧化钙中的至少一种。

17.如权利要求15所述的切割元件，其中，氧化物材料是氧化镁。

18.如权利要求14-17中任一项所述的切割元件，其中，氧化物基多晶金刚石本体中还包括至少一种金属硅酸盐。

19.如权利要求14-17中任一项所述的切割元件，其中，氧化物基多晶金刚石本体的第一区域包括从约1至3重量百分比的氧化物材料。

20.如权利要求14-17中任一项所述的切割元件，其中，氧化物基多晶金刚石本体的第二区域包括从约2至9重量百分比的氧化物材料。

21.如权利要求14-17中任一项所述的切割元件，其中，氧化物基多晶金刚石本体进一步包括氧化镁、氧化钙和它们的组合中的至少一种，且氧化物基多晶金刚石本体进一步包括通道，而且所述氧化镁、氧化钙和它们的组合中的至少一种遍布金刚石基质分布。

22.一种切割元件，包括：

碳酸盐基多晶金刚石本体，包括：

形成基质相的多个结合在一起的金刚石晶粒；

介于结合在一起的金刚石晶粒之间的多个间隙区域；以及

非均匀地布置在所述间隙区域内的碳酸盐材料；以及

所述碳酸盐基多晶金刚石本体进一步包括形成并邻近切割边缘的第一区域以及远离所述第一区域轴向、径向或以两种方式相结合的方式延伸的第二区域，所述第二区域比所述第一区域具有更高浓度的碳酸盐材料。