[发明专利]聚晶金刚石复合片以及相关的方法和应用

权利要求书

1.一种聚晶金刚石复合片，包括：

基底；和

聚晶金刚石台，该聚晶金刚石台包括工作表面和相对的与基底接合的界面表面，该聚晶金刚石台包括限定出间隙区域的接合的金刚石晶粒，该聚晶金刚石台还包括：

沥滤第一体积，该沥滤第一体积从工作表面向内延伸并包括位于所述沥滤第一体积的至少一部分间隙区域中的金属浸渗剂，所述沥滤第一体积的金属浸渗剂的存在浓度为小于0.85wt％；和

从界面表面向内延伸的第二体积，该第二体积的间隙区域包括位于其中的金属浸渗剂。

2.根据权利要求1的聚晶金刚石复合片，其中所述沥滤第一体积中的金属浸渗剂的浓度为约0.20wt％至约0.50wt％。

3.根据权利要求1的聚晶金刚石复合片，其中所述沥滤第一体积中的金属浸渗剂的浓度为约0.50wt％至约0.78wt％。

4.根据权利要求1的聚晶金刚石复合片，其中所述沥滤第一体积的金属浸渗剂包含选自下列中的至少一种：铁，镍，钴，及其合金。

5.根据权利要求1的聚晶金刚石复合片，还包含位于所述沥滤第一体积的至少一部分间隙区域中的替换材料。

6.根据权利要求1的聚晶金刚石复合片，其中，

所述聚晶金刚石台的沥滤第一体积基本上不含钨或碳化钨中的至少一种；并且，

所述聚晶金刚石台的第二体积包含以填隙方式位于其接合的金刚石晶粒之间的钨或碳化钨中的至少一种。

7.根据权利要求1的聚晶金刚石复合片，其中所述聚晶金刚石台是预烧结的聚晶金刚石台或者与基底一体化形成。

8.一种旋转钻头，该旋转钻头包括根据权利要求1-7中任一项所述的聚晶金刚石复合片配置的至少一个聚晶切削元件。

9.一种沥滤的聚晶金刚石台，包含：

多个接合的金刚石晶粒，这些晶粒限定出多个间隙区域；和

位于所述间隙区域的至少一部分中的金属材料，该金属材料的存浓度少于所述沥滤的聚晶金刚石台的0.85wt％。

10.根据权利要求9的沥滤的聚晶金刚石台，其中所述浓度为约0.20wt％至约0.50wt％。

11.一种制造沥滤的聚晶金刚石台的方法，包括：

混合多个金刚石颗粒与多个牺牲颗粒以形成混合物；

在金属溶剂催化剂的存在下烧结所述混合物，从而形成聚晶金刚石台，该聚晶金刚石台包括位于其中的牺牲材料，其中该牺牲材料包括所述多个牺牲颗粒、所述多个金刚石颗粒与所述多个牺牲颗粒的至少一种反应产物、或其组合；和

从所述聚晶金刚石台中沥滤至少一部分金属溶剂催化剂和至少一部分牺牲材料。

12.根据权利要求11的方法，其中所述多个牺牲颗粒包含由选自下组中的至少一种制成的颗粒：钛、钒、铬、铁、锆、铌、钼、铪、钽、钨、铼、其合金以及其碳化物。

13.根据权利要求11的方法，其中所述多个牺牲颗粒在混合物中的存在浓度是约大于0至约5wt％。

14.根据权利要求11的方法，其中从所述聚晶金刚石台中沥滤至少一部分金属溶剂催化剂和至少一部分牺牲材料包括：从所述聚晶金刚石台中沥滤至少一部分金属溶剂催化剂，使得金属溶剂催化剂以低于0.85wt％的浓度存在于其中。

15.一种制造沥滤聚晶金刚石复合片的方法，包括：

邻近于基底放置混合物，其中所述混合物包括多个金刚石颗粒和多个牺牲颗粒；

使所述混合物和基底经受高压/高温处理，以便在金属溶剂催化剂的存在下烧结所述多个金刚石颗粒，从而在基底上方形成聚晶金刚石台，其中所述聚晶金刚石台包含牺牲材料，该牺牲材料包括所述多个牺牲颗粒、所述多个金刚石颗粒与所述多个牺牲颗粒的至少一种反应产物、或其组合；和

从聚晶金刚石台的体积中沥滤至少一部分金属溶剂催化剂和至少一部分牺牲材料。

16.根据权利要求15的方法，其中所述多个牺牲颗粒包含由选自下列中的至少一种制成的颗粒：钛、钒、铬、铁、锆、铌、钼、铪、钽、钨、铼、其合金以及其碳化物。

17.根据权利要求15的方法，其中所述多个牺牲颗粒在混合物中的存在浓度是约大于0至约5wt％。