[发明专利]超硬结构及其制造方法

权利要求书

1.一种超硬结构，其包括：

多晶超硬材料本体，其包括：

第一区域；及

第二区域，第二区域与超硬结构的外露表面相邻，第二区域包含金刚石材料或立方氮化硼，当第二区域包含金刚石材料时第二区域的密度大于3.4×10³kg/m³；以及

其中，形成第一区域和第二区域的一种或多种材料的热膨胀系数具有差别，第一区域和第二区域被设置成使得热膨胀系数之间的所述差别在与所述外露表面相邻的第二区域中引起压缩；以及其中，第一区域或另外的区域具有多晶本体的最大热膨胀系数，并且所述第一区域或另外的区域通过由具有较小热膨胀系数的一种或多种材料形成的第二区域或一个或多个另外的区域而与多晶超硬材料本体的外围自由表面分开，其中各区域包括多个多晶超硬材料晶粒。

2.根据权利要求1所述的超硬结构，其中，第一区域和第二区域在物理性质上具有一个或多个另外的差别。

3.根据权利要求2所述的超硬结构，其中，物理性质上的一个或多个另外的差别包括形成第一和第二区域的一种或多种材料的弹性模量的差别。

4.根据前述权利要求中任一项所述的超硬结构，其中，多晶超硬材料本体包括多晶金刚石材料。

5.根据前述权利要求中任一项所述的超硬结构，还包括沿着界面与多晶材料本体的表面相结合的基体。

6.根据权利要求5所述的超硬结构，其中，所述基体由碳化物材料形成。

7.根据权利要求5或6所述的超硬结构，还包括第三区域、第四区域、第五区域和第六区域，第一区域到第六区域是轴对称的，第二区域到第六区域与第一区域相邻，并且第二区域到第六区域中的每个区域具有比第一区域小的热膨胀系数；其中：

a）第一区域设置在第二区域和基体之间；

b）第三区域与第一区域相邻并且在基体与多晶材料本体的界面处；第三区域位于并形成多晶材料本体的外围自由表面的一部分，并且第三区域在第一区域和基体之间；

c）第四区域与第三区域相邻，并且位于多晶超硬材料的外围自由表面处；

d）第五区域与第四区域和第二区域相邻，并且将第二区域与第四区域分开；

e）第六区域与第一区域相邻，并且将第一区域与基体分开。

8.根据权利要求7所述的超硬结构，其中，第二区域到第六区域中的每个区域由一种或多种具有不同热膨胀系数的材料制造。

9.根据权利要求7所述的超硬结构，其中，第六区域由超硬结构中具有最大热膨胀系数的材料形成。

10.根据权利要求9所述的超硬结构，其中，形成第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域的材料具有不同的热膨胀系数。

11.根据权利要求7所述的超硬结构，其中，第一区域和第六区域由相同的材料形成且具有最大热膨胀系数，形成第一区域和第六区域的材料具有比形成第二区域、第三区域、第四区域和第五区域的一种或多种材料大的热膨胀系数。

12.根据权利要求7所述的超硬结构，其中，第二区域、第三区域、第四区域和第五区域由一种或多种具有不同热膨胀系数的材料形成。

13.根据权利要求5至12中任一项所述的超硬结构，其中，第一区域由具有超硬结构材料中最大热膨胀系数的材料形成；第一区域大致关于超硬结构的中轴线对称地位于多晶材料本体与基体的界面处，并且通过第二区域与超硬材料的自由表面分开；第二区域由超硬结构中具有最小热膨胀系数的材料形成。

14.根据权利要求13所述的超硬结构，其中，第一区域被细分为多个单独的体积，所有体积通过至少一种具有较小热膨胀系数的材料与超硬结构的外围自由表面分开。

15.根据权利要求14所述的超硬结构，其中，一个或多个单独的体积由超硬结构中具有最大热膨胀系数的材料形成，且是环形的。

16.根据前述权利要求中任一项所述的超硬结构，还包括在第一区域和第二区域之间的第三体积，第三体积由热膨胀系数不同于形成第二区域的材料的热膨胀系数的材料形成。