Iċ-ċavetta għall-prestazzjoni superjuri ta 'djamant polikristallin termalment stabbli (PCD) taħt kundizzjonijiet ħarxa bħal temperatura għolja u tagħbija għolja tinsab fil-kompożizzjoni unika tal-materjal u d-disinn tal-mikrostruttura tagħha. Meta mqabbla mal-PCD konvenzjonali, il-verżjoni termalment stabbli għandha titjib immirat fl-għażla tal-materja prima, l-ottimizzazzjoni tal-fażi tat-twaħħil, u l-ipproċessar ta 'wara-, u b'hekk ittejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza tas-sħana u l-ħajja tas-servizz tagħha filwaqt li żżomm l-ebusija estremament għolja tad-djamant.
L-istruttura bażika tal-PCD tikkonsisti minn partiċelli tad-djamanti ta' daqs mikron- sa submicron-sinterizzati flimkien ma' fażi ta' twaħħil. F'PCD termalment stabbli, id-daqs tal-partiċelli u l-forma tal-kristall tat-trab tad-djamanti huma magħżula b'mod strett, tipikament bl-użu ta 'trab tad-djamanti tal-kristall ta' purità għolja-single- biex jiżgura twaħħil strett bejn il-ħbub u konsistenza mekkanika ġenerali. Il-kontroll tad-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli huwa partikolarment kruċjali; Id-daqs tal-partiċelli eċċessivament oħxon jista 'joħloq żoni ta' twaħħil dgħajfa, filwaqt li d-daqs tal-partiċelli eċċessivament fin inaqqas is-saħħa makroskopika tat-tarf tat-tqattigħ. Proporzjon raġonevoli jikseb bilanċ bejn ir-reżistenza għall-ilbies u r-reżistenza għall-impatt.
Il-fażi tat-twaħħil hija fattur kruċjali li jiddetermina l-istabbiltà termali. PCD konvenzjonali komunement juża metalli bħall-kobalt u n-nikil bħala katalisti u li jgħaqqdu. Dawn il-metalli jistgħu jippromwovu t-trasformazzjoni tad-djamant f'grafita f'temperaturi għoljin, u jillimitaw it-temperatura operattiva tiegħu. Il-PCD termalment stabbli jimpjega sistema ta 'rbit modifikata, li effettivament trażżan ir-reazzjonijiet ta' trasformazzjoni tal-fażi f'temperaturi għoljin billi tnaqqas il-kontenut tal-metall katalitiku jew billi tintroduċi fażijiet ta 'rbit mhux-metalliċi bbażati fuq iċ-ċeramika jew karbur-. Pereżempju, xi formulazzjonijiet jużaw siliċidi jew boruri bħala fażijiet ta 'pont, u jżommu t-twaħħil metallurġiku bejn il-partiċelli filwaqt li jnaqqsu l-attività ta' grafitizzazzjoni katalitika, li jippermettu li l-materjal iżomm l-istabbiltà tal-fażi tad-djamanti 'l fuq minn 700 grad.
Fl-istadju ta 'wara l--ipproċessar, il-PCD termalment stabbli jgħaddi minn ittemprar taħt vakwu jew atmosfera ta'-temperatura għolja, li jikkawża li l-fażi katalitika tal-metall residwu tiddiżattiva jew temigra lejn reġjuni mhux-kritiċi fil-konfini tal-qamħ, u b'hekk tkompli ttejjeb it-temperatura tad-dekompożizzjoni termali u r-reżistenza għall-ossidazzjoni. Dan il-proċess itejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-għeja termali tal-materjal mingħajr ma jnaqqas b'mod sinifikanti l-ebusija, u jagħmilha inqas suxxettibbli għall-propagazzjoni tal-mikrocrack taħt tagħbijiet tas-sħana alternanti.
Barra minn hekk, trattamenti ta 'funzjonalizzazzjoni jistgħu jiġu applikati fuq il-wiċċ tal-PCD biex jissodisfaw rekwiżiti ta' applikazzjoni differenti, bħall-iffurmar ta 'saff protettiv estremament irqiq permezz ta' depożizzjoni tal-fwar biex itejjeb aktar ir-reżistenza għall-korrużjoni jew jikkontrolla l-koeffiċjent ta 'frizzjoni. L-għażla ta 'dan it-tip ta' materjal tal-wiċċ hija relatata mill-qrib mal-qawwa tat-twaħħil mal-matriċi, u huwa meħtieġ li tiġi żgurata t-tqabbil tal-kannizzata mal-ħbub tad-djamanti biex tipprevjeni d-delaminazzjoni tas-saffi ta 'bejn is-saffi kkawżata mill-konċentrazzjoni tal-istress termali.
B'mod ġenerali, il-prestazzjoni superjuri ta 'PCD termalment stabbli ġejja mill-effett sinerġistiku ta' trab tad-djamanti magħżul bir-reqqa, disinn ottimizzat tal-fażi tat-twaħħil, u proċessi speċjalizzati ta 'trattament tas-sħana. Fehim profond tal-materjali ewlenin tiegħu mhux biss jgħin fl-għażla tal-materjali biex jaqblu mal-kompiti tal-ipproċessar iżda wkoll jistabbilixxi pedament sod għall-innovazzjoni tal-proċess sussegwenti u t-titjib tal-prestazzjoni.
