[发明专利]多晶金刚石磨蚀元件及其制造方法

权利要求书

1.一种多晶金刚石磨蚀元件，其包含金刚石材料的约0.01-约4wt％的至少一种金属或金属化合物，该金属选自镁、钙、铝、锶、钇、锆、铪、铬和稀土金属。

2.根据权利要求1的磨蚀元件，其中金属选自稀土金属。

3.根据权利要求1或2的磨蚀元件，其中金属是铈和/或镧。

4.根据权利要求1-3中任一项的磨蚀元件，其中以金刚石材料的重量计，金属以小于约2％的量存在。

5.根据权利要求4的磨蚀元件，其中以金刚石材料的重量计，金属以小于约0.7％的量存在。

6.根据权利要求1-5中任一项的磨蚀元件，其中以金刚石材料的重量计，金属以大于约0.1％的量存在。

7.根据权利要求6的磨蚀元件，其中以金刚石材料的重量计，金属以大于约0.2％的量存在。

8.根据前述权利要求中任一项的磨蚀元件，其进一步包含硼。

9.根据前述权利要求中任一项的磨蚀元件，其中该至少一种金属化合物是金属的氧化物。

10.根据前述权利要求中任一项的磨蚀元件，其中该至少一种金属或金属化合物分布遍及多晶金刚石材料。

11.根据权利要求1-9中任一项的磨蚀元件，其中该至少一种金属或金属化合物位于其一个或多个离散区域中。

12.根据权利要求11的磨蚀元件，其中该至少一种金属或金属化合物位于邻近磨蚀元件的工作表面的层中。

13.一种制造多晶金刚石磨蚀元件的方法，其包括以下步骤：

提供大量金刚石颗粒和至少一种金属硼化物源以形成未粘结的组件，其中该至少一种金属硼化物的金属组分是强的氧吸气剂(清除剂)，和

使该未粘结的组件经受适合于制造多晶金刚石磨蚀元件的升高的温度和压力条件。

14.根据权利要求13的方法，其中该金属组分的氧化物具有大于约2000℃的熔点。

15.根据权利要求13或14的方法，其中该金属组分选自镁、钙、铝、锶、钇、锆、铪、铬和稀土金属。

16.根据权利要求13-15中任一项的方法，其中该至少一种金属硼化物选自稀土金属硼化物。

17.根据权利要求16的方法，其中该至少一种金属硼化物的金属是铈和/或镧。

18.根据权利要求13-17中任一项的方法，其中将大量金刚石颗粒和至少一种金属硼化物源与催化材料源一起提供以形成未粘结的组件。

19.根据权利要求13-18中任一项的方法，其中该未粘结的组件进一步包括基材，当该未粘结的组件烧结时制得了多晶金刚石磨蚀坯块。

20.根据权利要求19的方法，其中基材是烧结碳化物基材。

21.根据权利要求20的方法，其中基材是催化材料源。

22.根据权利要求13-21中任一项的方法，其中将以包含金刚石催化剂/溶剂的第二相形式的另外的催化材料与金刚石颗粒混合。

23.一种包括根据权利要求1-12中任一项的多晶金刚石磨蚀元件或者通过根据权利要求13-22中任一项的方法制造的多晶金刚石磨蚀元件的多晶金刚石磨蚀坯块。