[发明专利]多晶金刚石结构

权利要求书

1.一种用于烧结多晶金刚石结构的金刚石粒组合物，所述金刚石粒组合物包含：

第一体积的细粒度金刚石粒，所述细粒度金刚石粒具有0.01微米至6微米的平均粒度，其中所述细粒度金刚石粒部分地石墨化；以及

第二体积的粗粒度金刚石粒，所述粗粒度金刚石粒具有大于6微米的平均粒度，其中所述粗粒度金刚石粒未石墨化。

2.如权利要求1所述的金刚石粒组合物，其中金刚石粒组合物还包含烧结助剂。

3.如权利要求2所述的金刚石粒组合物，其中所述烧结助剂的全部与所述部分地石墨化的细粒度金刚石粒熔合在一起。

4.如权利要求2所述的金刚石粒组合物，其中所述烧结助剂选自由以下组成的组：铁、钴、镍、锰及其组合。

5.如权利要求1所述的金刚石粒组合物，其中基于所述第一体积的金刚石粒和所述第二体积的金刚石粒的总体积，所述组合物包含2体积％至50体积％的所述细粒度金刚石粒。

6.如权利要求1所述的金刚石粒组合物，其中基于所述第一体积的金刚石粒和所述第二体积的金刚石粒的总体积，所述组合物包含占少部分体积含量的所述细粒度金刚石粒和占大部分含量的所述粗粒度金刚石粒。

7.一种多晶金刚石结构，所述多晶金刚石结构通过使如权利要求1所述的金刚石粒组合物在存在烧结助剂的情况下经受高压/高温烧结工艺条件而形成，其中所述多晶金刚石结构中的粗粒度金刚石粒之间的接触区域不含石墨。

8.如权利要求7所述的多晶金刚石结构，其中所述粗粒度金刚石粒之间的所述接触区域不含石墨。

9.一种多晶金刚石结构，所述多晶金刚石结构包括：

多晶金刚石体，所述多晶金刚石体包含结合在一起的金刚石粒，其中所述结合在一起的金刚石粒包括粗粒度金刚石粒和细粒度金刚石粒，所述粗粒度金刚石粒大多彼此结合在一起，所述细粒度金刚石粒大多插置在所述结合在一起的粗粒度金刚石粒之间存在的间隙区域内，其中用于形成所述结构的所述细粒度金刚石粒在烧结之前部分地石墨化，并且其中所述粗粒度金刚石粒之间的接触区域不含石墨。

10.如权利要求9所述的多晶金刚石结构，其中所述间隙区域还包括烧结助剂。

11.如权利要求9所述的多晶金刚石结构，其中基于所述细粒度金刚石粒和所述粗粒度金刚石粒的总体积，所述多晶金刚石体包含2体积％至50体积％的细粒度金刚石粒。

12.如权利要求9所述的多晶金刚石结构，其中所述细粒度金刚石粒具有在0.1微米至6微米之间的平均粒度，并且其中所述粗粒度金刚石粒具有大于8微米的平均粒度。

13.一种用于钻探地下地层的钻头，所述钻头包括主体和与所述主体可操作地连接的多个切割元件，其中所述切割元件包括如权利要求9所述的多晶金刚石结构，并且其中金属基底与所述金刚石体连结在一起。

14.一种用于制造多晶金刚石结构的方法，所述方法包括：

将一定体积的细粒度金刚石粒与烧结助剂组合；

使所述体积的细粒度金刚石粒和所述烧结助剂经受适于使所述细粒度金刚石粒部分地石墨化的条件；

将所述部分地石墨化的细粒度金刚石粒与不含石墨的粗粒度金刚石粒组合以形成混合物；以及

使所述混合物经受高压/高温工艺条件来烧结所述金刚石粒以形成多晶金刚石。

15.如权利要求14所述的方法，其中在将所述体积的细粒度金刚石粒与所述烧结助剂组合期间，所述烧结助剂呈与所述细粒度金刚石粒混合在一起的颗粒的形式。